Apa yang salah dengan IPv4 dan mengapa kami pindah ke IPv6

Selama 10 tahun terakhir ini, ini adalah tahun itu IPv6 akan menjadi luas. Itu belum terjadi. Akibatnya, ada sedikit pengetahuan luas tentang apa IPv6, bagaimana menggunakannya, atau mengapa itu tidak bisa dihindari.

Apa yang salah dengan IPv4?

Kami sudah menggunakan IPv4 Sejak RFC 791 diterbitkan pada tahun 1981. Pada saat itu, komputer besar, mahal, dan jarang. IPv4 memiliki ketentuan untuk 4 miliar IP alamat, yang tampak seperti jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan jumlah komputer. Sayangnya, alamat IP tidak digunakan akibatnya. Ada celah dalam pengalamatan. Misalnya, perusahaan mungkin memiliki ruang alamat 254 (2^8-2) alamat, dan hanya menggunakan 25 dari mereka. 229 sisanya dicadangkan untuk ekspansi di masa depan. Alamat -alamat itu tidak dapat digunakan oleh orang lain, karena cara jaringan rute lalu lintas. Akibatnya, apa yang tampak seperti jumlah besar pada tahun 1981 sebenarnya adalah jumlah kecil pada tahun 2014.

Gugus Tugas Rekayasa Internet (IETF) Mengakui masalah ini pada awal 1990 -an dan muncul dengan dua solusi: router domain internet tanpa kelas (CIDR) dan alamat IP pribadi. Sebelum penemuan CIDR, Anda bisa mendapatkan salah satu dari tiga ukuran jaringan: 24 bit (16.777.214 alamat), 20 bit (1.048.574 alamat) dan 16 bit (65.534 alamat). Setelah CIDR ditemukan, dimungkinkan untuk membagi jaringan menjadi subnetworks.

Jadi, misalnya, jika Anda perlu 5 ip Alamat, ISP Anda akan memberi Anda jaringan dengan ukuran 3 bit yang akan memberi Anda 6 IP alamat. Jadi itu akan memungkinkan ISP Anda untuk menggunakan alamat secara lebih efisien. Alamat IP pribadi memungkinkan Anda untuk membuat jaringan di mana setiap mesin di jaringan dapat dengan mudah terhubung ke mesin lain di internet, tetapi di mana sangat sulit bagi mesin di internet untuk terhubung kembali ke mesin Anda. Jaringan Anda bersifat pribadi, tersembunyi. Jaringan Anda bisa sangat besar, 16.777.214 alamat, dan Anda dapat menundukkan jaringan pribadi Anda ke dalam jaringan yang lebih kecil, sehingga Anda dapat mengelola alamat Anda sendiri dengan mudah.

Anda mungkin menggunakan alamat pribadi sekarang. Periksa alamat IP Anda sendiri: Jika ada di kisaran 10.0.0.0 - 10.255.255.255 atau 172.16.0.0 - 172.31.255.255 atau 192.168.0.0 - 192.168.255.255, Kemudian Anda menggunakan alamat IP pribadi. Dua solusi ini membantu mencegah bencana, tetapi mereka adalah langkah -langkah sementara dan sekarang waktu perhitungan ada pada kita.

Masalah lain dengan IPv4 adalah header IPv4 adalah panjang variabel. Itu bisa diterima saat perutean dilakukan dengan perangkat lunak. Tapi sekarang router dibangun dengan perangkat keras, dan memproses header panjang variabel dalam perangkat keras itu sulit. Router besar yang memungkinkan paket untuk pergi ke seluruh dunia mengalami masalah mengatasi beban. Jelas, skema baru diperlukan dengan header panjang tetap.

Masih masalah lain dengan IPv4 adalah, ketika alamat dialokasikan, internet adalah penemuan Amerika. Alamat IP untuk seluruh dunia terfragmentasi. Skema diperlukan untuk memungkinkan alamat agak dikumpulkan oleh geografi sehingga tabel perutean dapat dibuat lebih kecil.

Namun masalah lain dengan IPv4, dan ini mungkin terdengar mengejutkan, adalah sulit untuk dikonfigurasi, dan sulit untuk diubah. Ini mungkin tidak terlihat bagi Anda, karena router Anda mengurus semua detail ini untuk Anda. Tetapi masalah untuk ISP Anda membuat mereka gila.
Semua masalah ini membahas versi internet berikutnya.

Tentang IPv6 dan fitur -fiturnya

Itu IETF meluncurkan generasi IP berikutnya pada bulan Desember 1995. Versi baru disebut IPv6 karena nomor 5 telah dialokasikan untuk sesuatu yang lain secara tidak sengaja. Beberapa fitur dari IPv6 disertakan.

1. 128 bit alamat (3.402823669 × 10³⁸ alamat)
2. Skema untuk alamat agregat secara logis
3. Header panjang tetap
4. Protokol untuk mengonfigurasi dan mengkonfigurasi ulang jaringan Anda secara otomatis.

Mari kita lihat fitur -fitur ini satu per satu:

Alamat

Hal pertama yang diperhatikan semua orang IPv6 adalah bahwa jumlah alamat sangat besar. Mengapa begitu banyak? Jawabannya adalah bahwa para desainer khawatir tentang organisasi alamat yang tidak efisien, jadi ada begitu banyak alamat yang tersedia sehingga kami dapat mengalokasikan secara tidak efisien untuk mencapai tujuan lain. Jadi, jika Anda ingin membangun jaringan IPv6 Anda sendiri, kemungkinan besar ISP Anda akan memberi Anda jaringan 64 bit (1.844674407 × 10¹⁹ alamat) dan biarkan Anda mensubnet ruang itu untuk konten hati Anda.

Pengumpulan

Dengan begitu banyak alamat untuk digunakan, ruang alamat dapat dialokasikan jarang untuk merutekan paket secara efisien. Jadi, ISP Anda mendapatkan ruang jaringan 80 bit. Dari 80 bit itu, 16 di antaranya adalah untuk subnetworks ISPS, dan 64 bit adalah untuk jaringan pelanggan. Jadi, ISP dapat memiliki 65.534 jaringan.

Namun, alokasi alamat itu tidak dilemparkan ke dalam batu, dan jika ISP menginginkan lebih banyak jaringan yang lebih kecil, itu dapat melakukannya (meskipun mungkin ISP mungkin hanya akan meminta ruang lain 80 bit). 48 bit atas dibagi lebih lanjut, sehingga ISP adalah “menutup”Satu sama lain memiliki rentang alamat jaringan yang serupa, untuk memungkinkan jaringan dikumpulkan dalam tabel perutean.

Header panjang tetap

Sebuah IPv4 header memiliki panjang variabel. Sebuah IPv6 Header selalu memiliki panjang tetap 40 byte. Di IPv4, opsi tambahan menyebabkan header bertambah besar. Di IPv6, jika diperlukan informasi tambahan, informasi tambahan itu disimpan di header ekstensi, yang mengikuti header IPv6 dan umumnya tidak diproses oleh router, melainkan oleh perangkat lunak di tujuan.

Salah satu bidang di header IPv6 adalah alirannya. Aliran adalah a 20 bit Nomor yang dibuat pseudo-randomly, dan itu membuatnya lebih mudah bagi router untuk merutekan paket. Jika suatu paket memiliki aliran, maka router dapat menggunakan nomor aliran itu sebagai indeks ke dalam tabel, yang cepat, bukan pencarian tabel, yang lambat. Fitur ini membuat IPv6 sangat mudah dirutekan.

Konfigurasi Otomatis

Di dalam IPv6, Saat mesin pertama kali dinyalakan, ia memeriksa jaringan lokal untuk melihat apakah ada mesin lain yang menggunakan alamatnya. Jika alamatnya tidak digunakan, maka mesin berikutnya mencari router IPv6 di jaringan lokal. Jika menemukan router, maka ia meminta router untuk alamat IPv6. Sekarang, mesin diatur dan siap berkomunikasi di internet - ia memiliki alamat IP untuk dirinya sendiri dan memiliki router default.

Jika router harus turun, maka mesin di jaringan akan mendeteksi masalah dan mengulangi proses mencari router IPv6, untuk menemukan router cadangan. Itu sebenarnya sulit dilakukan di IPv4. Demikian pula, jika router ingin mengubah skema pengalamatan di jaringannya, ia bisa. Mesin akan menanyakan router dari waktu ke waktu dan mengubah alamatnya secara otomatis. Router akan mendukung alamat lama dan baru sampai semua mesin telah beralih ke konfigurasi baru.

Konfigurasi otomatis IPv6 bukanlah solusi yang lengkap. Ada beberapa hal lain yang dibutuhkan mesin untuk menggunakan internet secara efektif: server nama, server waktu, mungkin server file. Jadi ada DHCP6 Yang melakukan hal yang sama dengan DHCP, hanya karena mesin boot dalam keadaan rute, satu daemon DHCP dapat melayani sejumlah besar jaringan.

Ada satu masalah besar

Jadi jika IPv6 jauh lebih baik daripada IPv4, mengapa adopsi belum lebih luas (sampai Mei 2014, Google memperkirakan lalu lintas IPv6 -nya tentang 4% dari total lalu lintasnya)? Masalah dasarnya adalah yang lebih dulu, ayam atau telur? Seseorang yang menjalankan server ingin server tersedia secara luas, yang berarti harus memiliki IPv4 alamat.

Ini juga bisa memiliki alamat IPv6, tetapi sedikit orang yang menggunakannya dan Anda harus sedikit mengubah perangkat lunak Anda untuk mengakomodasi IPv6. Selain itu, banyak router jaringan rumah tidak mendukung IPv6. Banyak ISP tidak mendukung IPv6. Saya bertanya kepada ISP saya tentang hal itu, dan saya diberitahu bahwa mereka akan menyediakannya ketika pelanggan memintanya. Jadi saya bertanya berapa banyak pelanggan yang memintanya. Satu, termasuk saya.

Sebaliknya, semua sistem operasi utama, Windows, OS X, dan Linux mendukung IPv6 "keluar dari kotak”Dan miliki selama bertahun -tahun. Sistem operasi bahkan memiliki perangkat lunak yang akan memungkinkan paket IPv6 "terowongan”Dalam IPv4 ke titik di mana paket IPv6 dapat dihapus dari paket IPv4 di sekitarnya dan dikirim dalam perjalanan.

Kesimpulan

IPv4 telah melayani kami dengan baik untuk waktu yang lama. IPv4 memiliki beberapa batasan yang akan menghadirkan masalah yang tidak dapat diatasi dalam waktu dekat. IPv6 akan menyelesaikan masalah tersebut dengan mengubah strategi untuk mengalokasikan alamat, membuat perbaikan untuk memudahkan perutean paket, dan membuatnya lebih mudah untuk mengkonfigurasi mesin ketika pertama kali bergabung dengan jaringan.

Namun, penerimaan dan penggunaan IPv6 lambat, karena perubahan itu sulit dan mahal. Berita baiknya adalah bahwa semua sistem operasi mendukung IPv6, jadi ketika Anda siap untuk melakukan perubahan, komputer Anda akan membutuhkan sedikit upaya untuk mengonversi ke skema baru.