3. Протокол iPv6. Причины возникновения. Основные отличия от iPv4

В конце 90-х началось активное промышленное использование сети Internet, что привело к возрастанию числа новых IP – адресов и повышению нагрузки на маршрутизаторы. В результате сообщество Internet решило подвергнуть протокол IP переработке, выбрав в качестве осн. целей модернизации следующее: 1. Создание масштабируемой схемы адресации, 2. Сокращение объёма работ выполняемого маршрутизатора, 3. Предоставление гарантии качества транспор.услуг, 4. Обеспечение защиты данных, передаваемых по сетям.

Документом, фиксирующим появление Ipv6 стал RFC 1752. Базовый набор протоколов был принят IETF в 95-ом. В 98-ом были приняты пересмотренные версии группы стандартов, определяющие как общую архитектуру Ipv6 RFC 2460, так и его отдельные аспекты.

Ipv6 внёс сущ. изменения в систему адресации Ip сетей. Прежде всего увеличилась разрядность адреса. Ipv6 адрес состоит из 128 бит, 16 байт. Это даёт возможность пронумеровать 2¹²⁸ узлов. Главной целью изменения системы адресации было не мех. увеличение адресного прост-ва, а повышение эф-ти работы стэка TCP IP в целом. Вместо прежних 2-ух уровней иерархии адресов (адрес сети и адрес узла Ipv4), в Ipv6 есть 4 уровня, 3 - для идентификации сети, а 1 – для узлов в сети. За счёт увеличения числа уровней иерархии в адресе новый протокол эффективно поддерживает технологию CIDR. Суть технологии CIDR заключается в следующем. Каждому поставщику услуг Internet должен назначаться непрерывный диапазон в пространстве IP-адресов. При таком подходе адреса всех сетей каждого поставщика услуг имеют общую старшую часть - префикс, поэтому маршрутизация на магистралях Internet может осуществляться на основе префиксов, а не полных адресов сетей. Агрегирование адресов позволит уменьшить объем таблиц в маршрутизаторах всех уровней, а следовательно, ускорить работу маршрутизаторов и повысить пропускную способность Internet.

Сравнение с iPv4

Пропагандисты IPv6 утверждают, что новый протокол обеспечивает 5·10²⁸ адресов на каждого жителя Земли. Это не так — столь огромное адресное пространство сделано ради иерархичности адресов (это упрощает маршрутизацию) и бо́льшая его часть в принципе не будет задействована. Тем не менее, увеличенное пространство адресов сделает NAT необязательным. Классическое применение IPv6 (по сети /64 на абонента; используется только unicast-адресация) обеспечит возможность использования более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.

Из IPv6 убраны вещи, усложняющие работу маршрутизаторов:

• Маршрутизаторы больше не разбивают пакет на части (возможно разбиение пакета с передающей стороны). Соответственно, оптимальный MTU придётся искать через Path MTU discovery. Для лучшей работы протоколов, требовательных к потерям, минимальный MTU поднят до 1280 байтов. Информация о разбиении пакетов вынесена из основного заголовка в расширенные;

• Исчезла контрольная сумма. С учётом того, что канальные (Ethernet) и транспортные (TCP) протоколы тоже проверяют корректность пакета, контрольная сумма на уровне IP воспринимается как излишняя. Тем более каждый маршрутизатор уменьшает hop limit на единицу, что в IPv4 приводило к пересчёту суммы.

Несмотря на огромный размер адреса IPv6, благодаря этим улучшениям заголовок пакета удлинился всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт.

Улучшения IPv6 по сравнению с IPv4:

• На сверхскоростных сетях возможна поддержка огромных пакетов (джамбограмм) — до 4 гигабайт;

• Time to Live переименовано в Hop limit;

• Появились метки потоков и классы трафика;

• Появилось многоадресное вещание;

• Протокол IPSec из желательного превратился в обязательный.

В Ipv6 вместо 10-ой формы записи Ip – адресов используется 16-ая, каждые 4 16-ые цифры отделяются друг от друга «:» : FEDC:OA98:0:0:0:0:7654:3210