Развеивание мифов об интернет-протоколе IPv6

IPv6, или шестая версия протокола IP, – важная составляющая для формирования интернета. Для подключения людей, данных и физических объектов к интернету все они должны получить IP-адреса. Между тем адресное пространство протокола IPv4, управляющего сегодня 98.5% интернет-трафика, уже исчерпано, а протокол IPv6, несмотря на уделяемое ему большое внимание, по-прежнему порождает множество домыслов и небылиц. Развеять их и заодно ответить на вопросы в интервью вызвался IP-специалист Марк Таунсли, работающий в Cisco.

Что такое протокол IP и почему он так важен для Интернета?

IP впору назвать кровеносной системой интернета. Если посмотреть на информацию, передаваемую между сетевыми устройствами по беспроводным каналам, медным кабелям и оптическому волокну, то вы заметите, что она состоит из крошечных цифровых пакетов, или "IP-пакетов", состоящих из нулей и единиц. Эти пакеты представляют собой фундаментальную основу интернета. Их можно сравнить с атомами, составляющими физическую материю, или клетками, из которых состоят живые организмы.

Ежесекундно через интернет проходят триллионы IP-пакетов. В начале каждого пакета есть "заголовок", показывающий маршрутизаторам и коммутаторам, откуда пришла информация и куда ее следут передать. Внедрение протокола IP вызвало настоящий переворот в мире глобальных электронных коммуникаций.

Что такое IPv6 и зачем он нужен лично мне?

Протокол IP был разработан в передовой исследовательской лаборатории. Четвертой версии этого протокола (IPv4) предшествовало несколько более ранних версий, но именно IPv4 приобрел в 1980-1990 годы коммерческую популярность и до сих пор продолжает активно использоваться. Новая версия – IPv6 – была разработана для решения ряда проблем своего предшественника. Главная из них – ограниченное адресное пространство. IPv4 поддерживает 4.3 миллиарда уникальных глобальных адресов, и это ограничение не менялось с момента появления данной версии в 1981 году.

Поскольку интернет стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, переход с IPv4 на IPv6 должен проходить гладко и незаметно для пользователей. Задача важная и непростая. Ее можно уподобить незаметной для пассажиров смене колес на высокоскоростном поезде.

Кем бы вы ни были: ИТ-специалистом, любителем новых технологий или руководителем компании, – вам необходимо осознать проблему ограниченного адресного пространства IPv4 и начать переход к IPv6, тем более, что мир уже совершает такой переход. Он окажет огромное влияние на будущий рост и развитие интернета в интересах миллиардов людей, использующих глобальную сеть в повседневной жизни для работы, учебы и отдыха.

Адреса IPv4 закончились еще в прошлом году. Почему же интернет по-прежнему работает и развивается?

Представьте себе огромную шахматную доску с 4 миллиардами клеток. На  этой доске есть отдельные зоны, по многу клеток в каждой, которые присваиваются различным организациям, компаниям и интернет-провайдерам, а те, в свою очередь, устанавливают на каждой клетке персональный компьютер, ноутбук, планшет, смартфон, сервер или другое устройство. Сеть может передавать пакеты данных в любую клетку (и на установленное на ней устройство).

Поскольку в протоколе IPv4 количество клеток ограничено 4 миллиардами, устройствам на шахматной доске становится тесно. И хотя связь между ними не прерывается, рост сети приостанавливается, а ее эффективность падает.  Именно это мы сейчас наблюдаем в интернете. Протокол IPv4 все еще работает, но нам нужна шахматная доска еще больших размеров (IPv6), позволяющая интернету расти и расширять свою функциональность в соответствии с нашими ожиданиями.

Почему IPv6 так важен для всемирной паутины?

"Игровое поле" IPv6 намного шире, чем у IPv4. Оно дает огромный простор для дальнейшего развития. Это особенно важно для всемирной сети, поскольку IPv6 поддерживает практически неограниченное число IP-адресов, необходимых для подключения десятков миллиардов людей, процессов, информационных блоков и неодушевленных предметов, из которых строится интернет.

IPv6 в четыре раза увеличивает количество битов в адресном поле. Адресное поле IPv4 состоит из 32 битов, а у IPv6 – из 128. В результате увеличивается количество напрямую подключаемых сетей и появляется возможность автоматической настройки IP-адресов в любой локальной сети. Наши возможности значительно расширяются, так как количество квадратов в нашем воображаемом игровом поле будет равняться двум в 128-ой степени. Это значит, что у нас появится более ста свободных квадратов для размещения каждого атома, находящегося на поверхности Земли.

Куда делся протокол IPv5?

Первые 4 бита в заголовке IP-пакета указывают на тип этого пакета, то есть, практически, на версию протокола IP. В пакетах IPv4 в этом поле выставляется число "4" (в двоичном счислении – 0100), а в пакетах IPv6 – число "6" (0110).  Версия IPv5 (0101), разработка которой началась еще в 1979 году, на практике превратилась в протокол потоковой передачи (Internet Stream Protocol), и несмотря на число "5" в заголовке, отличающее пакеты IPv5 от других типов IP-трафика, этот протокол никогда не рассматривался в качестве преемника IPv4. Таким образом, следующей после IPv4 версией IP-протокола стал протокол IPv6.