Что такое протокол IPv6

Internet Protocol (IP, или «межсетевой протокол») - маршрутизируемый протокол сетевого уровня, позволяющий объединить отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью этого протокола является адресация сети, то есть присвоение устройствам, начиная от bluetooth-гаджетов и заканчивая компьютерами, собственного IP-адреса, который служит маркером в сетевом пространстве.

IP-адрес отвечает не только за адресацию узлов, но и за объединение данных в информационные блоки (дейтаграммы) и за передачу дейтаграмм от узла-источника к узлу назначения в одной или нескольких IP-сетях. IP содержит набор правил и рекомендаций, которым необходимо следовать при передаче любых данных по любому спектру сети.

Что такое IPv6 и как он работает

IPv6 - протокол, разработанный компанией Internet Engineering Task Force (IETF) для решения проблемы нехватки IP адресов. В таком интернет-протоколе для создания адресной маршрутизации используется 128-битная система записи, состоящая из восьми 16-битных блоков, разделенных двоеточиями. При этом общее количество ip-адресов, возможных для распределения, может составить в общей сложности 21^28.

Запись, хранение и обработка адреса в протоколе IPv6 стали намного проще благодаря методу сжатия кода, когда смежные последовательности нулевых блоков заменяются парами символов двоеточия. Сетевые адреса по правилам протокола IPv6 назначаются автоматически и уникализируются в процессе идентификации на уровне MAC-адреса конкретной единицы оборудования, для которой необходим выход в публичную сеть. Существует также вариант произвольной генерации кодов путем администрирования с использованием маршрутизаторов.

Выделяют три типа IPv6 - адресов: Unicast (индивидуальный) - служит для определения интерфейса на устройстве под управлением протокола IPv6; Multicast (групповой) - используется для отправки пакетов по нескольким адресам назначения; Anycast (произвольный) - любой индивидуальный адрес, который может быть назначен нескольким устройствам. Пакет, отправляемый на адрес произвольной рассылки, направляется к ближайшему устройству с этим адресом.

Unicast-адреса, в свою очередь, подразделяются на шесть групп: Global unicast-адреса, Link-local, Loopback, Unspecified-адреса, Unique local, IPv4 embedded. Адреса Multicast IPv6 бывают двух типов - групповые IPv6-адреса и присвоенные групповые адреса.

Три составляющие IPv6 адреса

В состав адреса по протоколу IPv6 входят три элемента:

• префикс глобальной маршрутизации - префиксальная (сетевая) часть адреса, назначаемая интернет-провайдером клиенту или организации (филиалу). Размер префикса глобальной маршрутизации определяет размер идентификатора подсети. Чаще всего для индивидуальных пользователей и корпоративных сетей региональными интернет-регистраторами (RIR) назначается префикс глобальной маршрутизации длины /48.
• идентификатор подсети, который используется организациями для разделения на подсети в рамках площадки (филиала). Чем больше длина идентификатора подсети, тем больше подсетей можно создать;
• идентификатор интерфейса - 64-битное поле IPv6-адреса, используемое для идентификации интерфейса в сегменте сети.

Уникальный идентификатор интерфейса может быть получен несколькими способами: настроен вручную; назначен с помощью протокола DHCPv6; сгенерирован автоматически случайным образом; сформирован из 48-битного MAC-адреса через его преобразование в формат Modified EUI-64.

Существует два важных правила для правильного представления IPv6 адресов.

Первое правило применяется для сокращения записи IPv6-адресов и предполагает пропуск всех ведущих 0 в шестнадцатеричной записи. Например, 01AB можно представить как 1AB, 09F0 можно представить как 9F0. Данное правило используется только для ведущих нулей.

Второе правило также позволяет сократить записи адресов IPv6. Оно заключается в том, что двойное двоеточие (::) может заменить любую единую, смежную строку одного или нескольких 16-битных сегментов (гекстетов), состоящих из нулей. Двойное двоеточие (::) может использоваться в адресе только один раз.

Пример представлен ниже.

Сравнение IPv4 и IPv6

IPv4 - это протокол для использования в сетях Link Layer (например, Ethernet). В IPv4 применяются 32-битные поля источника и адреса назначения, что ограничивает адресное пространство до 4,3 миллиардов адресов.

32-битный IPv4 адрес использует четыре октета. Каждая серия октетов состоит из любого числа от 0 до 255, разделенных десятичными точками. IPv4-адрес выглядит так:

С другой стороны, IPv6-адреса являются 128-битными и используют восемь серий. Каждая серия состоит из шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Адрес IPv6 выглядит так:

Пример, как выглядят адреса.

Адреса IPv6 можно сократить, удалив нули. Таким образом, приведенный выше пример адреса может быть выражен как:

Различия между IPv4 и IPv6 представлены в виде таблицы.

Тем не менее, несмотря на различия, IPv4 и IPv6 могут использоваться совместно по схемам: двойного стека (устройства с двойным стеком одновременно работают с протокольными стеками IPv4 и IPv6); туннелирования (транспортировки IPv6-пакетов через IPv4-сеть, когда IPv6-пакет инкапсулируется внутри IPv4-пакета, как и другие типы данных); преобразования сетевых адресов с помощью 64 (NAT64), когда IPv6-пакет преобразуется в пакет IPv4 и наоборот.

Место IPv6 в моделях OSI и TCP/IP

В стеке OSI протокол IPv6 находится на сетевом уровне и отвечает за определение пути, по которому будут отправляться данные. В модели TCP/IP сетевому уровню OSI соответствует уровень интернет, и поэтому IPv6 выполняет здесь аналогичную функцию.

При этом IPv6 несовместим с IPv4, но совместим со всеми остальными протоколами стека TCP/IP, такими как ICMP, DHCP, TCP, UDP, HTTP, DNS и другими.

И в заключение

Почему важно знать об особенностях работы IPv6? В первую очередь, потому, что пользователям VPN назначается IPv4-адрес, а при попытке подключиться через него к серверу IPv6 становится возможной утечка IPv6-адреса.

В теории IPv4 и IPv6 одинаково безопасны. IPv6 имеет встроенную возможность шифровать интернет-трафик с помощью распространенного (но не настолько, как SSL) стандарта шифрования IPSec, который не дает прочитать содержимое трафика при его перехвате. Однако шифрование и расшифровка данных требует оборудования, которое стоит денег. К тому же IPSec можно реализовать и на IPv4.

Поэтому на устройстве, которое используется при подключении к VPN, рекомендуется отключить совместимость с IPV6. Таким образом, безопасность и конфиденциальность трафика будут надежно защищены.