Розвиток стека TCP/IP: протокол IPv.6

Технологія стека TCP/IP склалася в основному в кінці 1970-х років і з тих пір основні принципи роботи базових протоколів, таких як IP, TCP, UDP і ICMP, практично не змінилися. Однак, сам комп'ютерний світ за ці роки значно змінився, тому довго назріваючу удосконалення в технології стека TCP/IP зараз стали необхідністю.

Основними обставинами, через які потрібно модифікація базових протоколів стека TCP/IP, є наступні.

Підвищення продуктивності комп'ютерів і комунікаційного устаткування. За час існування стека продуктивність комп'ютерів зросла на два порядки, обсяги оперативної пам'яті виросли більш ніж у 30 разів, пропускна здатність магістралі Internet в Сполучених Штатах зросла в 800 разів.

Поява нових додатків. Комерційний бум навколо Internet і використання її технологій при створенні intranet призвели до появи в мережах TCP/IP, раніше використовувалися в основному в наукових цілях, великої кількості програм нового типу, що працюють з мультимедійною інформацією. Ці програми чутливі до затримок передачі пакетів, тому що такі затримки призводять до спотворення передаються в реальному часу мовних повідомлень і відеозображень. Особливістю мультимедійних додатків є також передача дуже великих обсягів інформації. Деякі технології обчислювальних мереж, наприклад, frame relay і ATM, вже мають у своєму арсеналі механізми для резервування смуги пропускання для певних додатків. Проте ці технології ще не скоро витіснять традиційні технології локальних мереж, які не підтримують мультимедійні програми (наприклад, Ethernet). Отже, необхідно компенсувати такий недолік засобами мережевого рівня, тобто засобами протоколу IP.

Бурхливий розширення мережі Internet. На початку 90-х років мережа Internet розширювалася дуже швидко, новий вузол з'являвся в ній кожні 30 секунд, але 95-й рік став переломним - перспективи комерційного використання Internet стали виразними і зробили її розвиток просто бурхливим. Першим наслідком такого розвитку стало майже повне виснаження адресного простору Internet, який визначається полем адреси IP в чотири байти.

Нові стратегії адміністрування. Розширення Internet пов'язано з його проникненням в нові країни і нові галузі промисловості. При цьому в мережі з'являються нові органи адміністрування, які починають використовувати нові методи адміністрування. Ці методи вимагають появи нових коштів у базових протоколах стека TCP/IP.

спільноти Internet вже кілька років працює над розробкою нової специфікації для базового протоколу стека - протоколу IP. Вироблено вже досить багато пропозицій, від простих, передбачають тільки розширення адресного простору IP, до дуже складних, що приводять до істотного збільшення вартості реалізації IP? високопродуктивних (і так недешевих) маршрутизаторах.

Основним пропозицією по модернізації протоколу IP є пропозиція, розроблена групою IETF. Зараз прийнято називати її пропозицію версією 6 - IPv6, а всі інші пропозиції групуються під назвою IP Next Generation, IPng.

У пропозиції IETF протокол IPv6 залишає основні принципи IPv4 незмінними. До них відносяться дейтаграмним метод роботи, фрагментація пакетів, дозвіл відправнику задавати Максимальна кількість хопові для своїх пакетів. Однак, в деталях реалізації протоколу IPv6 є суттєві відмінності від IPv4. Ці відмінності коротко можна описати таким чином.

Використання довших адрес. Новий розмір адреса - найбільш помітну відмінність IPv6 від IPv4. Версія 6 використовує 128-бітові адреси.

Гнучкий формат заголовка. Замість заголовка з фіксованими полями фіксованого розміру (за винятком поля Резерв), IPv6 використовує базовий заголовок фіксованого формату плюс набір необов'язкових заголовків різного формату.

Підтримка резервування пропускної здатності. В IPv6 механізм резервування пропускної здатності замінює механізм класів сервісу версії IPv4.

Підтримка розширюваності протоколу. Це одне з найбільш значних змін у підході до побудови протоколу - від повністю деталізованого опису протоколу до протоколу, який дозволяє підтримку додаткових функцій.

Адресація в IPv6

Адреса призначення і джерела в IPv6 мають довжину 128 біт або 16 байт. Версія 6 узагальнює спеціальні типи адрес версії 4 в наступних типах адрес:

Unicast - індивідуальний адресу. Визначає окремий вузол - комп'ютер або порт маршрутизатора. Пакет повинен бути доставлений вузла за найкоротшим маршрутом.

Cluster - адреса кластеру. Означає групу вузлів, які мають спільний адресний префікс (наприклад, приєднаних до однієї фізичної мережі). Пакет повинен бути маршрутизувати групі вузлів за найкоротшим шляхом, а потім доставлений тільки одному з членів групи (наприклад, найближчого вузла).

Multicast - адреса набору вузлів, можлива в різних фізичних мережах. Копії пакету повинні бути доставлені кожному вузлу набору, використовуючи апаратні можливості групової або широкомовної доставки, якщо це можливо.

Як і у версії IPv4, адреса в версії IPv6 поділяються на класи, в залежності від значення декількох старших біт адреси.

Більша частина класів зарезервована для майбутнього застосування. Найбільш цікавим для практичного використання є клас, призначений для провайдерів послуг Internet, названий Provider-Assigned Unicast.

Адреса цього класу має наступну структуру:

010 Ідентифікатор провайдера Ідентифікатор абонента Ідентифікатор підмережі -Ідентифікатор вузла

Кожному провайдера послуг Internet призначається унікальний ідентифікатор, яким позначаються всі підтримувані їм мережі. Далі провайдер призначає своїм абонентам унікальні ідентифікатори, і використовує обидва ідентифікатора при призначенні блоку адрес абонента. Абонент сам призначає унікальні ідентифікатори своїм підмереж і вузлів цих мереж.

Абонент може використовувати техніку підмереж, яка застосовується у версії IPv4, для подальшого розподілу поля ідентифікатора підмережі на більш дрібні поля.

Описана схема наближає схему адресації IPv6 до схем, використовуваних в територіальних мережах, таких як телефонні мережі або мережі Х.25. Ієрархія адресних полів дозволить магістральним маршрутизаторам працювати тільки зі старшими частинами адреси, залишаючи обробку менш значущих полів маршрутизаторам абонентів.

Під поле ідентифікатора вузла потрібно виділення не менше 6 байт, для того щоб можна було використовувати в IP-адреси МАС-адреси локальних мереж безпосередньо.

Для забезпечення сумісності із схемою адресації версії IPv4, у версії IPv6 є клас адрес, які мають 0000 0000 в старших бітах адреси. Молодші 4 байта адреси цього класу повинні містити адресу IPv4. Маршрутизатори, які підтримують обидві версії адрес, повинні забезпечувати трансляцію при передачі пакету з мережі, яка підтримує адресацію IPv4, в мережу, яка підтримує адресацію IPv6, і навпаки.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://al.km.ru/