Co to jest adres IPv6 w sieci?

przez

IPv6 to skrót od Internet Protocol Version 6. Jest to zaawansowana wersja IPv4, uruchomiona przez IETF (Internet Engineering Task Force). IPv6 powstał w wyniku wyczerpania się adresów IP wraz z pojawieniem się coraz większej liczby urządzeń IoT. Jedną z godnych pochwały cech IPv6 jest ilość generowanej przez nie przestrzeni adresowej. W tym artykule dowiesz się, czym jest IPv6 w sieci, jak wygląda adres IPv6 oraz zalety i wady IPv6.

Spis treści:

Co to jest adres IPv6 w sieci?

IPv6 to 128-bitowy adres alfanumeryczny, który jednoznacznie identyfikuje urządzenia w Internecie. Szacuje się, że generuje ponad 340 niedecylionów adresów IP. Przestrzeń adresowa używana przez IPv6 jest czterokrotnie większa niż przestrzeń adresowa używana przez IPv4. Adresy IPv6 składają się z liczb, a alfabety są podzielone na zestawy 8 liczb zwanych hextetami. Każdy hextet reprezentuje 16 bitów i jest podzielony dwukropkami (:). Użyte liczby mieszczą się w zakresie od 0 do 9, a alfabety od AF. Reprezentują one liczby binarne od 000000000000 do 11111111111111. Jest to przykład tego, jak wygląda adres IPv6 AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D.

Części adresu IPv6

Ponieważ IPv6 jest adresem 128-bitowym, dzieli się go na dwie części:

  • Część sieciowa: Część sieciowa to górne 64 bity adresu. Służy do wyznaczania tras.

  • Część węzła: Część węzła to dolne 64 bity adresu. Służy do rozpoznawania części adresowej interfejsu.

To były części tego, czym jest IPv6 w sieci. Teraz zrozummy, jak czytają komputery IPv6 adres zamieszkania.

Konwersja adresów IPv6 na kod binarny

Każdy znak w adresie IPv6 reprezentuje 4 bity. Jak czytaliśmy wcześniej, adres IPv6 składa się z cyfr z zakresu 0-9 i alfabetów z AF. Te alfabety reprezentują liczby dwucyfrowe od 10 do 15. 4-bitowy wykres szesnastkowy jest używany do konwersji adresu IPv6 na język binarny.

Wykres szesnastkowy 4-bitowy
8
4
2
1

Ten wykres składa się z liczb, które reprezentują wartość każdego bitu. To jest adres IP – AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D, który przekonwertujemy na język binarny za pomocą wykresu. Każdy bit w hextecie jest reprezentowany jako 1 lub 0. Pierwszy hextet to AC08. Wiemy, że wartość A to 10, a C to 12. Teraz musimy dowiedzieć się, jakie liczby z tabeli szesnastkowej dają 10, 12, 0 i 8. Liczby, które się sumują to 8+2, 8+4 , 0 i 8 reprezentują się odpowiednio. Podobnie wszystkie liczby, które się sumują, są reprezentowane przez 1, podczas gdy pozostałe liczby są reprezentowane przez 0.

Przekonwertujmy pierwszy hextet przy użyciu wyżej wymienionego adresu IPv6.

Hextet
A
C
0
8
Wykres szesnastkowy
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
Konwersja binarna
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0

Tak więc liczba binarna dla AC08 jest równa 1010110000001000. Podobnie ten proces jest przeprowadzany ze wszystkimi hextetami.

Konwersja binarna
Wykres szesnastkowy
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
EB00
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0AED
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
5261
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
13 pne
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0012
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
352D
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1

Dlatego jest to binarna konwersja tego, jak wygląda adres IPv6 1010110000001000:1110101100000000:00000000000000000:0000101011101101:0101010001100001:0001001110111100:00000000000010010:001101010010101

Rodzaje adresów IPv6

Oto typy tego, czym jest IPv6 w sieci:

  • Adresy emisji pojedynczej: jest to typ adresu, który rozpoznaje unikalny interfejs sieci. Zwykle wskazuje pojedynczego odbiorcę lub nadawcę.

  • Adresy multiemisji: Odnosi się to do wielu urządzeń IP, które są przeznaczone tylko do odbierania informacji z pakietu danych.

  • Adresy Anycast: Urządzenia należące do różnych węzłów są nazywane adresami Anycast.

Struktura pakietów IPv6

Pakiet IPv6 składa się z trzech części: nagłówka, jednego lub więcej nagłówków rozszerzeń oraz jednostki danych protokołu (PDU) wyższej warstwy. PDU wyższej warstwy zawiera nagłówek protokołu wyższej warstwy i jego ładunek, który może być pakietem ICMPv6, pakietem TCP lub pakietem UDP.

Nagłówek IPv6 składa się z następujących składników:

  • Wersja: To jest 4-bitowe pole, a jego wartość jest ustawiona na 6. To pole określa wersję pakietu.

  • Klasa ruchu: jest to pole 8-bitowe. Odpowiada za obsługę pakietu danych za pośrednictwem urządzeń pośredniczących. Składa się z dwóch części, jak IPv4. Pierwsze 6 bitów i ostatnie 2 bity są nazywane odpowiednio DSCP i ECN.

  • Etykieta przepływu: Etykieta przepływu to pole 20-bitowe. Przepływ to układ pakietów, które są wymieniane między źródłem a miejscem docelowym. Określa również, w jaki sposób pakiet danych powinien być obsługiwany przez routery pośrednie.

  • Długość ładunku: jest to pole 16-bitowe. Może przenosić do 65 535 bajtów. Ta długość ładunku określa długość nagłówka rozszerzenia.

  • Następny nagłówek: ten nagłówek jest polem 8-bitowym. To pole rozpoznaje typ pierwszego nagłówka rozszerzenia, który towarzyszy podstawowemu nagłówkowi IPv6 lub typ protokołu PDU wyższej warstwy.

  • Limit przeskoków: to pole ma długość 8 bitów. Jest to zestaw wartości, które są wysyłane wraz z każdym pakietem danych, aby uniknąć okrążenia pakietu danych. Wartość liczbowa dołączona do każdego pakietu IP zmniejsza się o jeden po napotkaniu każdego routera na jego trasie. Gdy tylko wartość przeskoku osiągnie jeden, pakiet IP jest usuwany.

  • Adres źródłowy: jest to pole o długości 128 bitów. Odnosi się to do adresu nadawcy pakietu.

  • Adres docelowy: jest to pole o długości 128 bitów. Odnosi się to do adresu odbiorcy pakietu.

  • Nagłówki rozszerzeń: to nowa koncepcja w strukturze pakietów IPv6. Składa się z rzadko używanych opcji, takich jak nagłówek opcji Hop by Hop, nagłówek routingu, nagłówek fragmentu, nagłówek opcji miejsc docelowych, nagłówek uwierzytelniania i nagłówek enkapsulacji ładunku zabezpieczającego.

Charakterystyka IPv6

Jak wiecie jak wygląda adres IPv6. Poniżej wymieniono charakterystykę IPv6:

  • IPv6 ma większą przestrzeń adresową.
  • Składa się z najnowszego i najbardziej uproszczonego formatu nagłówka.
  • Jego właściwości autokonfiguracji umożliwiają komunikację wewnętrzną w przypadku braku serwera.
  • Jest bezpieczniejszy niż IPv4 ze względu na implementację zabezpieczeń protokołu internetowego w warstwie sieci.
  • Jego łączność typu end-to-end, przy czym każde urządzenie ma swój unikalny adres, nie wymaga żadnej obsługi tłumaczenia.
  • IPv6 to uproszczony nagłówek, który podejmuje szybkie decyzje dotyczące routingu.
  • Funkcja mobilności umożliwia pozostawanie w kontakcie z urządzeniami mobilnymi.
  • Nagłówki IPv6 można rozszerzać.

Ponieważ cechy IPv6 okażą się atutem w dającej się przewidzieć przyszłości, w dalszej części artykułu przyjrzymy się zaletom i wadom IPv6.

Obraz Gerhard Gellinger z Pixabay

Zalety i wady IPv6

Jak wyjaśniliśmy w powyższych sekcjach, jak wygląda adres IPv6. Przyjrzyjmy się teraz zaletom protokołu IPv6.

  • Ma lepszą łączność z Internetem.
  • Jest wystarczająco wydajny, aby przesyłać duże i wiele pakietów danych jednocześnie.
  • IPv6 obsługuje zabezpieczenia przez Internet Protocol Security.
  • Umożliwia multirouting poprzez adresy typu multicast i anycast.
  • IPv6 obsługuje mobilność.
  • Posiada doskonałą konfigurację sieciową.
  • Zapewnia godny pochwały przepływ danych pomiędzy platformami multimedialnymi.

Oto wady IPv6:

  • Kwestie bezpieczeństwa dotyczące manipulacji nagłówkami, podwójnego stosu, ruchu i mobilności.

  • Konfiguracja serwera DNS to skomplikowana procedura.
  • Przejście z IPv4 na IPv6 okazało się bardzo kosztowne.
  • Trudno jest ręcznie wprowadzić długi adres IP.

Były to więc zalety i wady IPv6.

Zalety IPv6 nad IPv4

Teraz, gdy już wiesz, czym jest IPv6 w sieci, jak wygląda adres IPv6 oraz zalety i wady IPv6. Oto zalety IPv6 nad IPv4:

  • Zapewnia wydajny routing internetowy z pomocą dostawców usług internetowych.
  • IPv6 zapewnia pełną przejrzystość, zapewniając wyższe bezpieczeństwo i lepszą wydajność.
  • W przeciwieństwie do IPv4, gdzie do poprawienia błędów wymagana jest suma kontrolna, nagłówek IPv6 łączy pakiet danych bezpośrednio z warstwą transportową, która kontroluje błędy. To z kolei oszczędza czas i umożliwia szybkie przetwarzanie pakietów danych.
  • Chociaż zarówno IPv4, jak i IPv6 są obsługiwane przez Internet Protocol Security Suite, który zapewnia wysokie bezpieczeństwo pakietów. Ale IPv6 ma lepsze zapory i tryby uwierzytelniania, takie jak site-to-site, zapewniające większe bezpieczeństwo i poufność.
  • Przepływ danych jest szybszy w IPv6 z wykorzystaniem multicastu, w przeciwieństwie do IPv4, który wykorzystuje broadcast.

IPv4 i IPv6 razem

Obie wersje IP mają swój sprawiedliwy udział w zaletach i wadach. Istnieją również zalety używania ich razem. W tym podejściu komputery i routery obsługują oba protokoły. Główni dostawcy sieci wspierają takie podejście. Nazywa się to siecią podwójnego stosu. Tunelowanie i translacja adresów sieciowych to inne podejścia, w których użycie obu adresów IP okazało się korzystne.

Kto korzysta z IPv6?

Jak podaje Google, globalna implementacja IPv4 wynosi 34%. W USA mówi się, że wynosi 46%. Dostawcy usług internetowych i sieci operatorów należą do pierwszych użytkowników protokołu IPv6. Ogromne firmy, takie jak Google, Yahoo, Amazon, Telcom i Comcast, przeszły na implementację Dual Stack, podczas gdy Microsoft, CERNET i T-Mobile przestawiły się na korzystanie z IPv6. Budżet, złożoność i czas to tylko niektóre z czynników, które należy wziąć pod uwagę przed podjęciem decyzji o migracji.

***

Pomimo zalet i wad protokołu IPv6 przejście na protokół IPv6 dowodzi wyższości protokołu IPv6 nad IPv4. Mamy nadzieję, że nasz dokument bardzo dobrze poprowadził Cię w poznawaniu, czym jest IPv6 w sieci. Zostaw swoje pytania lub sugestie, jeśli takie istnieją, w sekcji komentarzy poniżej.