IPv6 — новый двигатель для Интернета
Как известно, подавляющая часть Интернета базируется на IP-протоколе. Наиболее широко сейчас используется IP-протокол 4-й версии, которая верой и правдой служит уже не один десяток лет. Однако и он стал устаревать. Но вряд ли здесь уместно сожаление, ведь устаревание этого протокола означает рост глобальной сети и переход роли Интернета на принципиально новый уровень. Осознание того, что IP-протокол устаревает, пришло еще в начале 90-х годов, и работы по созданию новой версии ведутся уже 10 лет. В его разработку, продвижение и внедрение вложено много сил и средств. Надо заметить, что переход на новый протокол — процесс довольно трудоемкий. К этому должны быть готовы операционные системы и оборудование. Понятно, что такой переход нельзя осуществить в одночасье, так как сейчас объем Интернета очень велик. Поэтому необходим промежуточный этап перехода. Сейчас многие ведущие производители программного обеспечения, компьютеров, сетевого оборудования заявили о поддержке новой, 6-й версии протокола IP и готовности перехода на него. О преимуществах этого протокола и о его продвижении в Интернет-сообществе и будет кратко рассказано в этой статье.
Основными причинами перехода к новой версии протокола являются необходимость расширения адресного пространства, растущая потребность поддержки мобильных систем, необходимость обеспечения нового уровня передачи информации и безопасности.
Первая причина самая очевидная. Сейчас адрес состоит из 32 бит. Это примерно 4 млрд. адресов. Несмотря на огромное количество «нулей», это адресное пространство весьма ограниченно и уже сегодня довольно близко к своему наполнению. Новая же версия предлагает адрес из 128 бит, что обеспечит в общей сложности порядка 1039 адресов и, следовательно, значительно расширит возможности Интернета.
Наблюдаемый сегодня активный рост Интернета объясняется появлением все большего числа Интернет-провайдеров, предоставляющих доступ в сеть. Кроме того, многие компании стремятся наделить свои изделия возможностью связи с глобальной сетью. В связи с этим возникает проблема: современная версия протокола не дает возможности быстрого подключения мобильных устройств. Сейчас имеется возможность динамического выделения адресов, но, попав в зону действия другого домена, необходимо изменять адрес, соответствующий устройству, так как в одном домене могут быть только устройства из этого домена. Повсеместно появляются новые технологии, связанные с Интернетом, например электронная коммерция, передача радио и телевидения, IP-телефония и многое другое. Это, несомненно, связано с большим риском при передаче информации, и проблема безопасности, особенно в электронной коммерции, становится как никогда актуальной. Для решения этих и ряда других проблем и создается новая версия IP-протокола — IP-протокол 6-й версии (IPv6).
Рассмотрим преимущества IPv6 чуть подробнее, проводя сравнение с 4-й версией. О количестве адресов мы уже сказали. В новой версии существенно улучшены адресация и маршрутизация, что позволяет создавать изменяемую иерархическую структуру маршрутизации. Такая структура была и в старой версии, что позволяло осуществлять транзитную передачу данных между доменами. Но сама система адресации и необходимость жесткой привязки к домену часто приводили к перегрузке маршрутизаторов, так как объединение в один поток однотипных пакетов, идущих из сетей низшего уровня, не всегда было возможным. В отличие от 4-й версии, в новом протоколе предусмотрена метка потока, которая содержится в заголовке пакета. Новый идентификатор потока может использоваться для более эффективной маршрутизации пакетов, даже когда информация и адрес зашифрованы. Более того, используя метки, можно различать пакеты, задавая различные правила их обработки маршрутизаторами. Также появились возможность автоконфигурации (усовершенствованный аналог динамического выделения адресов), то есть автоматического присвоения нового адреса или подключения имеющегося к новому маршрутизатору, создания специальных заголовков маршрутизации и новые средства безопасности специально для мобильных устройств. Это позволит облегчить работу с мобильными устройствами. Работа с такими объектами в применяемой сегодня версии связана с определенными трудностями: нет возможности быстрого подключения при изменении физического положения объекта, не предусмотрены механизмы общения маршрутизаторов для передачи информации об изменении положения мобильного устройства, нет эффективного способа определения точки подключения мобильного устройства. В дополнение к имеющимся типам передачи данных «точка-точка» и «точка-сеть», то есть все компьютеры этой сети (unicast и multicast), появилась возможность передачи данных одному из узлов сети (anycast). При этом способе информация передается на шлюз сети, но компьютер, распараллеливающий пакеты в сети, передает его не всем машинам, а лишь ближайшей или той, которая указана в настройках. Такой способ передачи удобен, когда, например, необходимо переслать документ кому-то в некоторой компании, но вы конкретно не знаете кому. Тогда вы отсылаете документ, скажем, по адресу staff@company.com, а реальный адрес определяется на входе в сеть (например, first@main.company.com). Кроме того, за счет новой системы адресации и маршрутизации усовершенствована система передачи «точка-сеть». Есть в предлагаемой версии и технические изменения. Заголовок IPv6 пакета упрощен, его длина фиксирована. Контроль передачи данных возложен на канальный уровень, и теперь в пакете нет контрольной суммы.
Как уже было замечено выше, мало создать новый протокол — его нужно внедрить. Сразу скажем, что созданием протоколов вообще и IPv6 в частности занимается организация Internet Engineering Task Force (IETF). Именно она разрабатывает сам протокол, его спецификации, проводит тестирование и создает техническую документацию. Для продвижения и внедрения новой версии специально создан IPv6 Forum — мировой консорциум ведущих поставщиков сетевого оборудования, академических и исследовательских сетей.
В его задачи входят:
- создание открытого, интернационального форума экспертов в IPv6;
- обмен знаниями и опытом между членами Forum;
- продвижение новых приложений и решений, основанных на IPv6;
- содействие созданию интероперабельных реализаций стандартов IPv6;
- решение проблем, препятствующих развитию IPv6;
- содействие развитию глобального и качественного сервиса.
Участниками Forum являются такие известные компании, как Cisco, Telebit, Hitachi, Hewlett-Packard, NTT, Compaq, Nokia, Deutsche Telekom, Microsoft, Telia, Siemens, IBM и многие другие. В России также есть свое представительство Forum, его учредителями являются Центр Интернет Ярославского государственного университета и Центр управления Российской академической сети FREEnet.
Производители операционных систем уже заявили и реализовали поддержку IPv6. В частности, такая поддержка есть в Linux и Windows. Разработчики сетевого оборудования, такие как 3Com, Cisco и многие другие, включают в последние продукты поддержку новой версии, разработчики мобильных устройств работают над включением поддержки новой версии протокола в свои продукты. Основной же проблемой, над которой необходимо серьезно работать, является сам процесс перехода. Дело в том, что нужен эффективный способ обеспечения совместимости 4-й и 6-й версий вплоть до полного перехода на новую версию. Преимущества IPv6 настолько очевидны, что не внедрять его просто глупо, но переход на новую версию не должен сопровождаться спешкой и паникой, вроде той, что была перед 2000 годом. Поэтому начать внедрять протокол прямо сейчас просто необходимо. Способов перехода, конечно, можно предложить много. Один из них — туннелирование, идея которого состоит в том, что устанавливается поддержка нового протокола на компьютерах и маршрутизаторах, но 4-я версия оставляется. При этом 6-я версия как бы туннелирует под 4-й версией, то есть передается средствами 4-й версии вплоть до полного перехода всего данного сектора сети на IPv6. Здесь есть свои плюсы и минусы. Плюс в том, что имеется возможность плавного перехода без больших единовременных затрат денег и времени на тотальную замену всего. Минус в том, что требуется правильная и аккуратная настройка туннелей. Конечно, это положение можно слегка исправить, если перевод на новую версию осуществляется, скажем, не по одному устройству, а сразу сегментами — тогда туннелей будет меньше. Однако это не решает принципиальной проблемы.
Еще один вопрос — это адресное пространство. Сейчас уже опубликован документ организацией ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), в соответствии с которым распределяются адреса IPv6. С 1996 года действует экспериментальная сеть 6bone на протоколе IPv6. По оценкам, сейчас стоимость внедрения новой версии протокола сопоставима с установкой новой операционной системы. Более того, считается, что стоимость обслуживания сетей с 6-й версией будет ниже, чем сейчас. Это обусловлено возможностью автоматической конфигурации и поиска соседей по сети без участия администратора. Отметим, что одна из альтернатив внедрения IPv6 — система трансляции сетевых адресов NAT — сейчас все больше и больше вытесняется. Слишком уж велики преимущества IPv6.
Теперь несколько слов о конкретном внедрении IPv6 на территории России. Координационный центр Регионального Интернет-регистратора Reseaux IP Europeens (RIPE), который занимается координацией IP-сетей в Европе и ряде стран Азии и Африки, выделил национальной Исследовательской академической сети FREEnet адресное пространство IPv6. FREEnet стала первой в России организацией, имеющей право использовать IPv6. FREEnet объединяет сети образовательных и научно-исследовательских организаций Москвы и некоторые другие. Сейчас эти сети уже имеют блоки адресов IPv6. При этом реализована возможность туннелирования, в результате чего подключение по 4-й версии протокола остается возможным. Активно ведется работа над многоадресной рассылкой (multicast) и IP-телефонией. Сейчас FREEnet включен в состав 6REN (IPv6 Research & Education Networks) — ассоциации академических и исследовательских сетей, обеспечивающих сервис IPv6. Отметим, что FREEnet получил блок адресов IPv6 второго иерархического уровня (SubTop Level Aggregation block, subTLA). Размер адресного пространства, который доступен через FREEnet, почти на 20 порядков больше населения России.
Таким образом, преимущества, которые дает IPv6, в сочетании с тенденцией наделить все и вся возможностью подключения к глобальной сети, новыми сервисами, обеспечивающими общение людей через Интернет и электронную коммерцию, указывают на необходимость самого скорейшего перехода на IPv6.
КомпьютерПресс 10'2000
