Хорошо

Основы IPv6 - Основные понятия IPv6 и сравнение с IPv4

Последний ответ апр 29, 2022 03:14:50 464 1 13 0 0

Сегодня мы познакомимся с понятиями IPv6 и сравним IPv6 и IPv4.

 

Определение

Интернет-протокол версии 6 (IPv6), называемый IP Next Generation (IPng), является стандартным протоколом второго поколения протоколов сетевого уровня. В качестве набора спецификаций, определенных Целевой группой по разработке Интернета (IETF), IPv6 является обновленной версией протокола Интернета версии 4 (IPv4).

Наиболее существенное различие между IPv6 и IPv4 заключается в том, что IP-адреса увеличены с 32 до 128 бит. Благодаря упрощенному формату заголовка, достаточному адресному пространству, иерархической структуре адресов, гибкому расширенному заголовку и усовершенствованному механизму обнаружения соседей (ND) IPv6 имеет конкурентное будущее на рынке.

 

Цель

IP-технология получила широкое распространение благодаря огромному успеху Интернета IPv4. Однако по мере развития Интернета слабые места IPv4 становятся все более очевидными в следующих аспектах:

·           Недостаточно адресного пространства IPv4.

Адрес IPv4 идентифицируется с помощью 32 бит. Можно предоставить до 4,3 миллиарда адресов. В реальных приложениях из-за распределения адресов IPv4  доступно менее 4,3 миллиарда адресов. Кроме того, ресурсы адресов IPv4 распределяются неравномерно. США занимают почти половину глобального адресного пространства, Европа использует меньше адресов IPv4, тогда как Азиатско-Тихоокеанский регион использует еще меньшее количество. Нехватка адресов IPv4 ограничивает дальнейшее развитие технологий мобильного IP и пропускной способности, требующих все большего количества IP-адресов.

Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) - типичное решение проблемы исчерпания адресов IPv4. Существует несколько решений проблемы исчерпания адресов IPv4. Однако у CIDR есть свои недостатки, которые способствовали развитию IPv6.

·           Магистральный маршрутизатор IPv4 поддерживает слишком много записей маршрутизации.

При первоначальном планировании распределения IPv4 было выделено много прерывистых адресов IPv4, и поэтому маршруты IPv4 не могут быть эффективно объединены. Постоянно растущая таблица маршрутизации потребляет значительный объем памяти, влияя на эффективность пересылки. Впоследствии производители устройств должны модернизировать маршрутизаторы, чтобы улучшить адресацию маршрутов и производительность пересылки.

·           Автоматическая настройка адреса и переадресация IPv4  не могут быть легко выполнены.

Адрес IPv4 имеет только 32 бита, и IP-адреса распределяются неравномерно. Следовательно, IP-адреса должны быть перераспределены во время расширения или перепланирования сети. Для упрощения обслуживания требуется автоконфигурация и переадресация адресов.

·           При IPv4 безопасность не может быть гарантирована.

По мере развития Интернета проблемы безопасности становятся все более серьезными. Безопасность не была полностью рассмотрена при разработке IPv4. Таким образом, исходная структура IPv4  не может реализовать сквозную безопасность. Пакет IPv6 содержит стандартный заголовок расширения, относящийся к IP-безопасности (IPsec), который позволяет IPv6 обеспечивать сквозную безопасность.

IPv6 решает проблему нехватки IP-адресов и имеет следующие преимущества:

§  Простота развертывания.

§  Совместимость с различными приложениями.

§  Плавный переход от сетей IPv4 к сетям IPv6.

Имея так много очевидных преимуществ по сравнению с IPv4, IPv6 быстро развивался.

 

Сравнение IPv6 и IPv4

Проблема

IPv4

IPv6

Адресное   пространство

В   IPv4-адресах используются 32-битные идентификаторы, и количество адресов,   которые могут быть предоставлены, составляет 4,3 миллиарда (распределения   адресов фактическое количество, которое можно использовать, составляет менее   4,3 миллиарда). Кроме того, распределение адресов IPv4 очень неравномерно: на   США приходится около половины глобального адресного пространства IPv4, тогда как на Европу IPv4 относительно мало; Азиатско-Тихоокеанский   регион еще более дефицитный. В то же время для развития мобильных IP и   широкополосных технологий требуется больше IP Адреса. В настоящее время   IPv4-адреса исчерпаны.

Также   появилось несколько решений для решения проблемы нехватки адресов   IPv4. Наиболее характерными из них являются CIDR (бесклассовая   междоменная маршрутизация) и транслятор сетевых адресов (NAT). Однако у   CIDR и NAT есть свои недостатки и неразрешимые проблемы, которые   способствовали развитию IPv6

Адрес   IPv6 использует 128-битную идентификацию. 128-битная адресная структура   позволяет IPv6 теоретически иметь (4,3 млрд × 4,3 млрд × 4,3 млрд × 4,3 млрд)   адресов. Почти   неограниченное адресное пространство является самым большим преимуществом   IPv6.

 

Формат   пакета

Заголовок   IPv4 содержит необязательные параметры поля, которые включают безопасность,   отметку времени, маршрут записи и т. д. Эти параметры могут увеличить длину   заголовка IPv4 с 20 до 60 байтов. Пакеты IPv4, несущие эти параметры,   часто требуют программной обработки с помощью промежуточных устройств   маршрутизации и пересылки во время процесса пересылки, что снижает   производительность, поэтому на практике они используются редко.

 

По   сравнению с IPv4, IPv6 удаляет поля IHL, идентификатор, флаг, смещение фрагмента, контрольную сумму заголовка, параметр   и заполнение и добавляет только поле метки потокаТаким образом,   обработка заголовков пакетов IPv6 проще, чем обработка IPv4, и эффективность   обработки повышается. Кроме того, чтобы лучше поддерживать   обработку различных опций, IPv6 предлагает концепцию заголовка   расширения. При добавлении опций нет необходимости изменять существующую   структуру. Теоретически его можно расширять до бесконечности, что   отражает превосходную гибкость.

Автоматическая   настройка и переадресация

Поскольку   IPv4-адрес имеет только 32 бита, а распределение адресов не сбалансировано,   часто бывает необходимо перераспределить IP-адреса во время расширения или   повторного развертывания сети. Следовательно, автоматическая   конфигурация и переадресация необходимы для снижения нагрузки на   обслуживание. В настоящее время автоматическая настройка и механизм   переадресации IPv4 в основном полагаются на протокол DHCP.

Протокол   IPv6 имеет встроенную поддержку, позволяющую хосту автоматически обнаруживать   сеть и получать IPv6-адрес посредством автоматической настройки адреса, что   значительно улучшает управляемость внутренней сети.

 

Агрегация   маршрутов

Из-за   проблем с планированием распределения на ранней стадии разработки IPv4 многие   адреса IPv4 не распределяются постоянно, и маршруты не могут быть эффективно объединены. Растущая таблица   маршрутизации потребляет много памяти, что влияет на стоимость оборудования и   эффективность пересылки. Эта проблема побуждает производителей   оборудования постоянно обновлять свои продукты, чтобы повысить   производительность маршрутизации и пересылки.

Огромное   адресное пространство делает IPv6 удобным для развертывания иерархической   сети. Иерархическая структура сети может способствовать агрегированию   маршрутов и повышению эффективности переадресации маршрутов.

 

Поддержка   сквозной безопасности

Протокол   IPv4 не был тщательно разработан с точки зрения безопасности, когда он был   сформулирован, поэтому внутренняя структура инфраструктуры не может   поддерживать сквозную безопасность.

В   IPv6 сетевой уровень поддерживает аутентификацию и шифрование IPSec, а также   поддерживает сквозную безопасность.

 

Поддержка   QoS (качество обслуживания)

В   связи с быстрой популяризацией и использованием Интернет-конференций,   Интернет-телефонии и Интернет-телевидения клиентам требуется лучшее качество   обслуживания для обеспечения пересылки этих аудио и видео в реальном   времени. IPv4 не имеет специальных средств для поддержки QoS.

IPv6   добавляет новый домен метки потока для обеспечения гарантии качества   обслуживания.

Поддержка   мобильных функций

С   развитием Интернета мобильный IPv4 столкнулся с некоторыми проблемами, такими   как треугольная маршрутизация и фильтрация адресов источника.

Протокол   IPv6 требует поддержки функций мобильности. По сравнению с мобильным   IPv4, мобильный IPv6 использует функцию обнаружения соседей, чтобы напрямую   реализовать обнаружение внешних сетей и получить адрес для передачи без   использования внешних агентов. В то же время использование заголовка   расширения маршрутизации и заголовка расширения адреса назначения может напрямую   взаимодействовать между мобильными узлами и одноранговыми узлами, что решает   проблемы мобильной маршрутизации треугольника IPv4 и фильтрации адресов   источника, а мобильная связь более эффективна и прозрачна для прикладного   уровня.

Синтаксис   адреса

В   десятичной системе с разделительными точками 32-битный адрес делится на   сегменты каждые 8 бит. Эти 8-битные сегменты преобразуются в   эквивалентные десятичные значения и разделяются точками. Обычно в   качестве маски подсети используется десятичное число с точками, равное длине   префикса.

128-битный   адрес делится на сегменты по 16 бит, и каждый 16-битный сегмент преобразуется   в 4-значное шестнадцатеричное число, разделенное двоеточием.

Маска   подсети не используется, поддерживается только обозначение длины префикса.

Тип   адреса

Одноадресная,   многоадресная, широковещательная рассылка

Одноадресная,   многоадресная, произвольная передача

Характеристики   интернет-маршрутизации

Одноуровневая   маршрутизация и смешанная многоуровневая маршрутизация

Начиная   с самого базового дизайна, он поддерживает эффективную многоуровневую   адресацию и маршрутизацию.

Эквивалентный   адрес

 

Тип   интернет-адреса

В   IPv6 такого понятия нет.

Адрес   многоадресной рассылки (224.0.0.0/4)

Адрес   многоадресной рассылки IPv6 (FF00 :: / 8)

Адрес   трансляции

В   IPv6 такого понятия нет.

Неуказанный   адрес (0.0.0.0)

Неуказанный   адрес (: :)

Адрес   обратной связи (127.0.0.1)

Адрес   обратной связи (: 1)

Публичный   IP-адрес

Глобальный   одноадресный адрес

Частный   IP-адрес (10.0.0.0/8,127.16.0.0/12,192.168.0.0/16)

Уникальный   локальный (FD00 :: / 8) или локальный адрес сайта (FEC0 :: / 10)

Адрес   APIPA (169.254.0.0/16)

Локальный   адрес ссылки (FE80 :: / 64)


  • x

Bestyyyyyyy
Админ Опубликовано 2022-4-29 03:14:50
Контент с бенчмарком очень популярен. Спасибо за подробное сравнение!
Развернуть
  • x

Комментарий

Выполните вход в систему, чтобы ответить на пост. Вход | Регистрация
Отправить

Внимание! В целях защиты правовых интересов Вас, сообщества и третьих лиц, не публикуйте любой материал, содержащий политические высказывания, порнографию, упоминание азартных игр, употребление наркотиков, а также материал, нарушающий коммерческую тайну или содержащий персональные данные пользователей. Также не предоставляйте данные от вашей учетной записи. Вы будете нести ответственность за все действия, выполняемые под вашим аккаунтом. Подробная информация: “Пользовательское соглашение.”

My Followers

Авторизуйтесь и пользуйтесь всеми преимуществами участника!

Вход

Заблокировать
Вы уверены, что хотите заблокировать этого пользователя?
Пользователи из вашего черного списка не могут комментировать ваши посты, не могут упоминать вас, не могут отправлять личные сообщения.
Напоминание
Пожалуйста, привяжите свой мобильный номер чтобы получить бонус за приглашение.
О защите информации
Благодарим за использование Huawei ICT Club! Мы хотим рассказать вам о том, как мы собираем, используем и храним ваши данные. Пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с Политикой конфиденциальности и Пользовательским соглашением.