Структура адреса

Сравнение с IPv4

Общие сведения

Протокол IPv6

IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) — это новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в интернете, за счёт использования адреса длиной 128 бит вместо 32.

Необходимость разработки протокола IPv6 была вызвана следующими предпосылками:

1. недостаточная разрядность IPv4;

2. отсутствие средств безопасности в IPv4;

3. большие накладные расходы на маршрутизаторах в IPv4.

Из IPv6 были удалены функции, которые усложняли работу маршрутизаторов:

· Маршрутизаторы больше не разбивают пакет на части. Информация о разбиении пакетов вынесена из основного заголовка в расширенные;

· Исчезла контрольная сумма. С учётом того, что канальные (Ethernet) и транспортные (TCP и UDP) протоколы проверяют корректность пакета, контрольная сумма на уровне IP является излишней.

Несмотря на огромный размер адреса IPv6, заголовок пакета удлинился всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт.

Улучшения IPv6 по сравнению с IPv4:

· В сверхскоростных сетях возможна поддержка огромных пакетов (джамбограмм) — до 4 гигабайт;

· Time to Live переименовано в Hop Limit;

· Появились метки потоков и классы трафика;

· Появилось многоадресное вещание.

При разработке была выбрана система, где на адрес отводится 16 байт (128 бит):

– принято написание в шестнадцатеричном виде;

– байты пишутся через двоеточия;

– повторяющиеся нули не пишутся.

Пример адреса:

2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d

При использовании IPv6-адреса в URL его необходимо заключать в квадратные скобки:

http://[2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d]/

Состоит адрес из следующих полей:

Биты	Содержимое
0-2	Префикс формата FP (имеет значение 001)
3-15	Top Level Aggregation (TLA)
16-23	Зарезервировано
24-47	Next Level Aggregation (NLA)
48-63	Site Level Aggregation (SLA)
64-127	Идентификатор интерфейса узла

TLA, NLA, SLA - три уровня агрегации.

Суть уровней агрегации: эти значения выдаются организациям, которые, в свою очередь, выдают их другим организациям.

§ Top level закреплен за крупнейшими поставщиками сетевых узлов. Количество организаций верхнего уровня ограничено этих значением (13 бит);

§ Next level – провайдеры второго уровня;

§ Site level – адреса конкретного абонента, например компании.

Такая агрегация IP-узлов на три уровня сделана не только для удобства выдачи IPv6, но и для снижения нагрузки на маршрутизатор за счет уменьшения размера таблиц маршрутизации. Например, на верхнем уровне (TLA) может быть всего 8192 адреса, соответственно таблица будет иметь малый размер. В четвертой версии же создавались огромные словари адресов, но этот словарь состоял из полного диапазона адресов, а обрабатывать его нужно при каждом запросе, что создавало огромную нагрузку.

Идентификатор узла является аппаратным адресом (для локальной сети – MAC-адрес). В эти 64 бита вмещаются все аппаратные адреса, используемые на данный момент. MAC-адреса, вписанные в IPv6, делают ненужным использование ARP.

В IPv6 существуют зарезервированные адреса, посмотреть полный список можно здесь: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ipv6

26.4 Заголовки

В заголовки IPv6 заложена расширяемость: в основном заголовке есть поле следующего за пакетом заголовка.

Заголовки по содержанию упростились по сравнению с четвертой версией протокола. Заголовок содержит:

§ версию;

§ приоритет (задает приоритет для дейтаграммы);

§ метку потока (используется для мультиплексирования потоков);

§ длину данных заголовка;

§ следующий заголовок (код следующего заголовка);

§ лимит переходов (Hop Limit, бывший TTL);

§ исходный адрес;

§ адрес назначения.

§

Минимальный размер заголовка - 40 байт.

Существуют заголовки:

§ маршрутизации

§ фрагментации

§ аутентификации

§ системы безопасности

§ дополнительные данные для узла назначения

§ пакет протокола верхнего уровня (всегда идет после всех заголовков)

Заголовок фрагментации (фрагментация в IPv6): если в протоколе IPv4 сразу предусмотрены средства фрагментации, и она выполняется на маршрутизаторе, то в IPv6 маршрутизаторы фрагментацией не занимаются, ей занимаются конечные узлы. В задачу узлов входит узнать значение MTU и нарезать дейтаграмму самим.

Поля заголовка фрагментации:

Биты	Название	Значение
0-7	Next header	Тип следующего расширенного заголовка или тип протокола, передаваемого в качестве полезных данных.
8-15	Reserved	Зарезервировано, должно быть инициализировано нулём.
16-28	Fragment offset	Смещение фрагмента в 64-битных блоках относительно начала фрагментируемой части пакета.
29-30	Res	Зарезервировано, должно быть инициализировано нулём.
	M	Будут ли ещё фрагменты. Если 0, то это последний фрагмент.
32-63	Identification	Число, идентифицирующее оригинальный пакет.

§ identificat

Заголовок маршрутизации (и маршрутизация в целом):

«Разработчики просто молодцы, некоторые вещи, вот просто, вот сам думаешь, как бы сделал, приходишь к идее, а в IPv6 так и сделано».

- Д.А. Сурков, 2013:)

Первый идущий пакет накапливает маршрут, после чего все последующие пакеты уже знают маршрут и их намного проще маршрутизировать.

Биты	Название	Значение
0-7	Next header	Тип следующего расширенного заголовка или тип протокола, передаваемого в качестве полезных данных.
8-15	Hdr ext len	Размер заголовка в 64-битных блоках, исключая первый блок.
16-23	Routing type	Подтип заголовка.
24-31	Segments left	Количество ещё не посещенных узлов из списка.
Переменная длина	Type-specific data	Поле переменной длины, конкретный формат поля зависит от содержимого поля Routing Type.

Итого: в IPv6 введена агрегация адресов (три уровня), используется маршрутизация от источника, отказ от не обязательных параметров заголовка, использование в качестве номера узла его MAC-адреса.

Дата добавления: 2014-11-16