Часть I. Что такое IPv6?
Прежде чем изучать IPv6, мы должны сначала узнать, что такое IP. IP – это аббревиатура Интернет-протокола. IP-адреса генерируются в соответствии с правилами протоколов IP. Это адрес терминалов, таких как мобильные телефоны и компьютеры, в Интернете и уникальный идентификатор терминалов киберпространства. Далее, IPv6 – это аббревиатура протокола Интернета версии 6. Это всемирно признанное решение следующего поколения Интернета для бизнес-приложений. Это версия протокола Интернета следующего поколения, разработанная Международной организацией по стандартизации IETF для решения проблемы исчерпания адресов IPv4. Она может предоставить массивные ресурсы сетевых адресов и широкий простор для инноваций. После длительного периода сосуществования IPv4 и IPv6, IPv6 в конечном итоге полностью заменит IPv4 и займет доминирующее положение в Интернете.
Часть II. Почему IPv6 лучше по сравнению с IPv4?
По сравнению с IPv4, IPv6 имеет следующие характеристики, которые также можно назвать преимуществами IPv6: упрощенный заголовок и гибкое расширение, иерархическая структура адресов, plug-and-play networking, аутентификация и шифрование на сетевом уровне, удовлетворение требований к качеству услуг, лучшая поддержка мобильной связи.
1. Упрощенный заголовок и гибкое расширение
IPv6 упрощает заголовок данных, чтобы снизить нагрузку на процессор и сэкономить пропускную способность сети. Заголовок IPv6 состоит из основного заголовка и нескольких заголовков расширения (ExtensionHeader). Основной заголовок имеет фиксированную длину (40 байт) и содержит информацию, которая необходима всем маршрутизаторам для обработки. Поскольку большинство пакетов в Интернете просто пересылаются маршрутизаторами, фиксированная длина заголовка помогает ускорить маршрутизацию. В то же время IPv6 также определяет множество расширенных заголовков, что делает IPv6 чрезвычайно гибким, может обеспечить мощную поддержку различных приложений и в то же время дает возможность поддерживать новые приложения в будущем. За исключением заголовка опций hop-by-hop (который несет информацию, которая должна обрабатываться каждым узлом на пути передачи), заголовок расширения будет обработан только тогда, когда он достигнет узла назначения, указанного в заголовке IPv6 (в случае многоадресной рассылки это каждый указанный узел назначения). Полная реализация IPv6 включает в себя реализацию следующих заголовков расширения: заголовок опций перехода один за другим, заголовок опций назначения, заголовок маршрутизации, заголовок сегментации, заголовок аутентификации личности, заголовок инкапсуляции безопасности полезной нагрузки и заголовок конечного назначения.
2. Иерархическая структура адресов
IPv6 увеличивает существующую длину IP-адреса в 4 раза, с текущих 32 бит IPv4 до 128 бит, для поддержки большого количества сетевых узлов. Таким образом, общее количество адресов IPv6 составляет около 3,4*10E38. IPv6 поддерживает больше уровней иерархии адресов. Разработчики IPv6 разделили адресное пространство IPv6 на различные адресные префиксы и приняли иерархическую структуру адресов, чтобы облегчить быструю пересылку пакетов данных маршрутизаторами магистральных сетей. В IPv6 определены три различных типа адресов. Это UnicastAddress, MulticastAddress и AnycastAddress соответственно. Все типы адресов IPv6 относятся к интерфейсам, а не к узлам. Одноадресный адрес IPv6 назначается определенному интерфейсу, а интерфейс может принадлежать только определенному узлу, поэтому одноадресный адрес любого интерфейса узла может быть использован для идентификации узла.
3. Plug-and-Play networking
IPv6 принимает функцию автоматического назначения IP-адресов пользователям в качестве стандартной функции. Пока машина подключена к сети, адрес может быть установлен автоматически. Это имеет два преимущества. Во-первых, конечному пользователю не нужно тратить энергию на установку адреса, а во-вторых, нагрузка на администратора сети может быть значительно снижена. IPv6 имеет две функции автоматической настройки. Одна из них называется “автоматическая настройка полного состояния”, которая аналогична функции автоматической настройки IPv4. Другая функция – “автоматическая настройка без состояния”.
4. Аутентификация и шифрование на сетевом уровне
Вопросы безопасности всегда являются важной темой, связанной с Интернетом. Поскольку безопасность не была учтена в начале разработки протокола IP, в раннем Интернете часто происходили такие неприятные вещи, как атаки на корпоративные или институциональные сети и кража конфиденциальных данных. Для того чтобы укрепить безопасность Интернета. В 1995 году IETF начала изучать и формулировать набор протоколов IP-безопасности (IPSec) для защиты IP-коммуникаций. IPSec является дополнительным протоколом расширения IPv4 и необходимой частью IPv6. Основная функция IPSec заключается в предоставлении услуг безопасности, таких как шифрование и аутентификация пакетов данных на сетевом уровне. Он обеспечивает два механизма безопасности: аутентификацию и шифрование. Механизм аутентификации позволяет получателю данных IP-коммуникации подтвердить подлинную личность отправителя данных и узнать, были ли данные изменены во время передачи. Механизм шифрования гарантирует конфиденциальность данных путем кодирования данных, чтобы предотвратить их перехват другими лицами во время передачи. Протокол аутентификационного заголовка (AuthenticationHeader, AH) IPSec определяет метод применения аутентификации, а протокол инкапсуляции нагрузки безопасности (EncapsulatingSecurityPayload, ESP) определяет метод применения шифрования и необязательной аутентификации. В реальной IP-коммуникации вы можете использовать эти два протокола одновременно или выбрать один из них в соответствии с требованиями безопасности. И AH, и ESP могут предоставлять услуги аутентификации, но услуги аутентификации, предоставляемые AH, сильнее, чем у ESP.
5. Удовлетворение требований к качеству услуг
В начале разработки Интернета на базе IPv4 существует только одно простое качество обслуживания, то есть использование передачи “по принципу наилучших усилий”. В принципе, качество обслуживания QoS не гарантируется. С увеличением количества мультимедийных услуг в IP-сети, например, приложений реального времени, таких как IP-телефония, VoD и видеоконференции, появляются жесткие требования к задержке передачи и джиттеру задержки.
Формат пакета данных IPv6 включает 8-битный класс потока услуг (Class) и новую 20-битную метку потока (Flow Label). 4-битное поле приоритета было впервые определено в RFC1883, которое может различать 16 различных приоритетов. Позже оно было изменено на 8-битное поле категории в RFC2460. Его значение и способ использования еще не определены. Его назначение – позволить узлу-источнику, посылающему поток услуг, и маршрутизатору, пересылающему поток услуг, добавить метку к пакету данных и выполнить другую обработку, кроме обработки по умолчанию.
Поток – это серия пакетов, связанных каким-либо образом, и уровень IP должен обрабатывать их соответствующим образом. Параметры, определяющие принадлежность информационных пакетов к одному потоку, включают адрес источника, адрес назначения, QoS, аутентификацию личности и безопасность. Введение понятия потока в IPv6 по-прежнему основано на протоколе без соединений. Поток может содержать несколько TCP-соединений, а адресом назначения потока может быть один узел или группа узлов. Когда промежуточный узел IPv6 получает информационный пакет, он может определить, к какому потоку он принадлежит, проверив метку потока, а затем он может узнать требования QoS информационного пакета и выполнить быструю пересылку.
6. Улучшенная поддержка мобильной связи
Мобильная связь играет важную роль в нашей жизни. Мобильный Интернет – это не просто мобильный доступ к Интернету. Он также предоставляет ряд дополнительных услуг, в основе которых лежит мобильность: запрос локализованной проектной информации, средства дистанционного управления, неограниченные интерактивные игры, оплата покупок и т.д. При разработке Mobile IPv6 был использован опыт разработки Mobile IPv4 и многие новые возможности IPv6, поэтому он предоставляет больше и лучше возможностей, чем Mobile IPv4.
Часть III. Поддерживает ли продукт компании V-SOL протокол IPv6?
Компания V-SOL старается удовлетворить требования пользователей и идет в ногу с последним технологическим развитием. Хотя некоторым производителям устройств трудно получить доступ к сети IPv6, продукция V-SOL, включая OLT, ONU и Ethernet-коммутаторы, поддерживает как IPv4, так и IPv6. Например, на следующих изображениях представлены ONU и OLT, поддерживающие IPv4 и IPv6.
Переход с IPv4 на IPv6 неизбежен. Некоторые операторы могут не заменить IPv4 на IPv6 из-за стоимости и совместимости в настоящее время, но считается, что IPv6 будет доминировать.
