Departamentul de Comunicatii Digitale

Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" din Iasi |

IPv6

IP versiunea 6

Generalităţi/Definiţii
IP versiunea 6 sau IP Next Generation (IPng) este noua versiune a Protocolului Internet (IP). Acesta substituie în mod progresiv versiunea IPv4 a protoculului IP responsabil în momentul de faţă în interconexiunile dintre routere şi a miilor de reţele conectate la aceste componente de bază a reţelei internet actuale.
IPv6 a fost proiectat în mod primar pentru a extinde actuala problemă a spaţiului de adrese care devine insuficient şi pentru acomodarea creşterii în număr a reţelelor pe glob prin cei 128 biţi lungime în reprezentare care multiplică potenţialul internet cu un factor de 296.
Acesta implică o nouă structură de adresare, noi tipuri de aplicaţii, etc.
2^{128}-1: 340282366920938463463374607431768211455 staţii de IPv6!
2^{128}-1: ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff (în hexa)
Câteva din specificaţiile îmbunătăţite de IPv6:
  • Configurare „plug-and-play”.
  • Routare/manipulare mai eficientă.
  • Identificare prin „flow label” a unei conexiuni.
  • Mecanism de securitate.
  • Mobilitate.
  • Posibilitatea unei tranziţii optime de la IPv4 la IPv6.
Atâta timp cât stivele de protocoale IPv6 şi IPv4 nu pot interopera în mod direct, au fost introduse standarde de compatibilităţi între IPv4 şi IPv6 care se realizează prin posibilitatea de „tunelări” a unui protocol în celălalt astfel încât IPv6 să poată fi transportat de exemplu prin reţeaua IPv4. 

Inovaţii
Creşterea neprevăzută a solicitărilor de conectare la Internet a impus căutarea unor noi soluţii pentru standardul de protocoale IPv4, în primul rând pentru lărgirea capacităţii alocate pentru adrese şi a creşterii nivelului de securizare a datelor vehiculate. Cu IPv6 problemele cheie ale adreselor, managementului pentru adrese şi suportului pentru comunicaţii multimedia sunt rezolvate.
Dezvoltarea rapidă a reţelei Internet a condus la necesitatea reorganizării sistemului de adrese IP. Cei 32 biţi rezervaţi pentru adrese la standardul IPv4 s-au dovedit insuficienţi pentru asigurarea cererii de adrese alocate, în special pentru utilizatorii mobili. După numai 3 ani de la stabilirea direcţiilor prioritare în care se trebuia acţionat, a apărut IPv6, versiunea „next generation” a standardului pentru IP.
Principalele inovaţii de care beneficiază pachetul de protocoale IPv6 sunt: 

  • extinderea spaţiului alocat pentru adrese;
  • posibilitatea de autoconfigurare a unui host TCP/IP într-o adresă IP;
  • suport pentru multimedia şi aplicaţii în timp real;
  • creşterea gradului de securizare a datelor (autentificarea, incriptarea şi asigurarea integrităţii datelor care, aplicate la nivel de kernel, pot asigura securitatea întregului sistem, a aplicaţiilor care rulează în cadrul acestuia şi a pachetelor de date transmise).
Prin extinderea dimensiunii adreselor cu un factor de ordinul 4, de la 32 la 128 biţi, se oferă un număr imens de adrese disponibile. În acelaşi timp, creşterea spaţiului de adrese conduce, în mod firesc, la implementarea unor proceduri de autoconfigurare. Structura de adrese de la IPv6 prevede o migrare uşoară şi gradată către reţelele bazate pe standardul IPv4. Într-o primă etapă se prevede transmisia datelor pe vechea infrastructură, prin încapsularea în pachete compatibile IPv4, între routere existente deja în reţea. Pe măsura dezvoltării tehnologice, noile routere IPv6 le vor înlocui pe cele din infrastructura actuală.

 

Avantajele suplimentare pe care le introduce IPv6 sunt: 

  • Opţiunile sunt specificate într-o extensie a header-ului care este examinată numai la destinaţie, ceea ce conduce la creşterea performanţei globale a reţelei.
  • Introducerea adreselor anycast asigură posibilitatea de a trimite un mesaj celei mai apropiate din maşinile gateway posibile în ideea că oricare din ele poate să rezolve înaintarea (forwarding) pachetelor mai departe în reţea. Mesajele anycast pot fi folosite pentru actualizarea tabelelor de rutare de-a lungul liniilor de comunicaţie.
  • Pachetele pot fi identificate ca aparţinând unui „flux de transmisie” particular astfel încât pachetele care sunt părţi ale unei prezentări multimedia, de pildă, care trebuie să ajungă la destinaţie în timp real pot beneficia de un indicator QoS mult îmbunătăţit.
  • Header-ul IPv6 include acum extensii ce permit unui pachet să specifice un mecanism de autentificare în legătură cu provenienţa sa, pentru asigurarea integrităţii datelor şi pentru asigurarea confidenţialităţii.
IPv6 încearcă să facă mai uşoară construirea de routere mai rapide. El nu are de actualizat sume de control în header pentru routere, nu are fragmentare în routere, nu are opţiuni în header-ul principal IPv6 şi are o dimensiune a cuvântului de 64 de biţi.
Din nefericire adresele de lungimi mai mari (128 biţi) dau mai mult de lucru routerelor, ceea ce poate anula multe din avantajele sale faţă de IPv4. IPv6 acţionează într-un anumit fel ca un update de caracteristici la IPv4.
Asta înseamnă că există un număr de lucruri ce pot fi prezente opţional într-o implementare IPv4 însă ele sunt obligatorii într-o implementare IPv6.
Ca exemplu amintim suportul pentru multicasting, configurarea automată a host-ului, path MTU (Maximum Transmission Unit) discovery, şi funcţii de securitate IP. În IPv4 toate caracteristicile enumerate sunt opţionale. În IPv6 putem fi însă siguri că toate implementările echivalente vor fi puse la dispoziţia utilizatorului.
Asta nu înseamnă că, dacă nu sunt necesare, ele trebuie şi să fie utilizate, adică dacă implementarea este obligatoriu să o aibă, utilizatorul are opţiunea s-o utilizeze sau nu în funcţie de necesităţi).
Diferenţe între IPv6 şi IPv4 

Adresele sunt extinse de la un format de 32 de biţi (4 octeţi) la 128 de biţi (16 octeţi) ceea ce face ca numărul posibil al dispozitivelor care pot fi conectate să fie practic nelimitat.
Header-ul IPv6 este de lungime fixă, iar opţiunile sunt manevrate prin header-e înlănţuite. Opţiunile sunt separate în trei categorii: hop-by-hop, destination „type 1” şi destination „type 2”. Aceasta permite routerelor să determine ce opţiuni trebuie să caute, şi ce nu.
Fragmentarea a fost mutată din header-ul de bază în IPv4 la un header înlănţuit. Fragmentarea este acum numai de tip capăt-la-capăt, niciodată intermediară. Routerele nu vor trebui niciodată să fragmenteze pachetele IPv6.
IPv6 are un câmp rezervat unei „etichete de flux” (flow label) care poate ajuta unele aplicaţii QoS, implementate IPv6, să aibă suport multicasting, securitate IP şi Path MTU Discovery.
Neighbor Discovery în IPv6 înlocuieşte ARP în IPv4. ND ar trebui să lucreze asupra tuturor link-urilor ce oferă suport IPv6, spre deosebire de ARP, ce era de fapt o familie de protocoale uşor diferite specifice unor tipuri de link-uri şi topologii particulare.
ND foloseşte tehnologii multicast iar ARP broadcast, ceea ce va elimina problemele de tip „broadcast storms” şi va permite utilizarea unor dispozitive bridge inteligente între reţele pentru a separa oarecum traficul ND.
ND operează peste IPv6, ceea ce înseamnă că poate fi utilizat şi cu IPsec (IP Security) pentru a asigura caracteristici de securitate ca autentificarea şi/sau confidenţialitatea pentru comunicaţiile locale.
Legături:

© 2017 Departamentul de Comunicații Digitale - Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi