Введение в iPv6

Как описано в RFC 2460, протокол IPv6 должен впоследствии заменить протокол IPv4. Это позволит увеличить размер IP-адреса с 32 бит до 128 бит, тем самым, в 296=2128-32?7х1028 раз увеличить адресное пространство по сравнению с IPv4. Такая разрядность дает возможность адресации 340282366920938463463374607431768211456 узлов, что является практически неограниченным адресным пространством. Это увеличение адресного пространства предназначено не только для объединения большего числа узлов, но и для расширения адресной иерархии.

Дополнительная информация. Спецификации протокола IPv6 определены в RFC 2460.

Пакеты заголовков IPv6 усовершенствованы посредством исключения некоторых полей заголовка IPv4, создания других опциональных полей и использования дополнительных заголовков (extension header). Дополнительные заголовки являются отдельными заголовками, которые за исключением одного из них не проверяются никакими узлами на всем пути передачи от отправителя к получателю, что помогает улучшить эффективность маршрутизации. Кроме того, дополнительные заголовки обеспечивают большую гибкость в выборе кодирования и возможности расширения для будущих опций.

В IPv6 введена возможность помечать пакеты, что позволяет обозначить принадлежность пакетов конкретным потокам, например, при обработке службой QoS и управлении полосой пропускания без анализа заголовков TCP и UDP. Дополнительные заголовки также предназначены для проверки подлинности, целостности данных и опционального шифрования пакетов.

Перед подробным обзором IPv6 важно понимать некоторые основные термины, используемые в спецификации протокола.

Узлы, маршрутизаторы хосты и интерфейсы

Узлом (node) является любое устройство, поддерживающее IPv6. Маршрутизатор (router) является узлом, который пересылает пакеты, предназначенные для других узлов. Хост (host) же является узлом, который не пересылает пакеты. Интерфейс (interface) это устройство подключения к среде передачи данных, применяемое для передачи данных, через которое отправляются IPv6-пакеты. Хотя маршрутизатор отличается от хоста по определению, тем не менее может существовать отдельный узел, с несколькими интерфейсами, который имеет возможность пересылать  пакеты, между узлами, находящимися в различных подсетях. Соответственно, такое устройство может выступать и как хост (для интерфейсов не участвующих в пересылке), и как маршрутизатор (для интерфейсов участвующих в пересылке).

Связи, соседи, mtu канала и адреса уровня связи

Связь (link) это среда для передачи пакетов IPv6.

Соседи (neighbor) это узлы, подключенными к одному и тому же каналу. MTU (maximum transmission unit) канала - это максимальный размер пакета, который может быть передан через данный канал, выраженный в октетах. Адрес уровня связи (link layer address) –это физический адрес интерфейса, например MAC-адрес для каналов Ethernet.

Одноадресные (unicast), групповые (multicast) и адреса рассылки до первого получателя (anycast)

В IPv6 адресация производится напрямую к интерфейсам, а не к отдельным узлам. Адреса одноадресной рассылки определяют, какой пакет будет отправлен на конкретный интерфейс. Групповой адрес, определяет множество интерфейсов, что обычно используется при логическом объединении нескольких узлов. Адрес рассылки до первого получателя определяет множество интерфейсов (и обычно множество узлов), при такой адресации пакет отправляется только на интерфейс определенный, как ближайший к отправителю. Все типы адресации будут рассмотрены более подробно далее в этой главе.

Примечание. Если иное не указано, термины, используемые в этой главе, относятся к IPv6.