Was ist los mit IPv4 und warum wir zu IPv6 wechseln

In den letzten 10 Jahren war dies das Jahr, in dem es ums Leben kam IPv6 wird breit verbreitet. Es ist noch nicht passiert. Folglich gibt es kaum weit verbreitete Kenntnisse darüber, was IPv6 ist, wie man es benutzt oder warum es unvermeidlich ist.

Was ist los mit IPv4?

Wir haben benutzt IPv4 Seit RFC 791 1981 veröffentlicht wurde. Zu dieser Zeit waren Computer groß, teuer und selten. IPv4 hatte eine Bereitstellung für 4 Milliarden IP Adressen, die im Vergleich zur Anzahl der Computer eine enorme Zahl schienen. Leider werden IP -Adressen nicht folglich nicht verwendet. Es gibt Lücken in der Adressierung. Zum Beispiel könnte ein Unternehmen einen Adressraum von haben 254 (2^8-2) Adressen und verwenden Sie nur 25 von ihnen. Die verbleibenden 229 sind für die zukünftige Expansion reserviert. Diese Adressen können von niemand anderem verwendet werden, da Netzwerke den Verkehr leiten. Infolgedessen ist eine große Zahl 1981 tatsächlich eine kleine Zahl im Jahr 2014.

Die Internet Engineering Task Force (Ietf) erkannte dieses Problem in den frühen neunziger Jahren und entwickelte zwei Lösungen: Classless Internet Domain Router (CIDR) und private IP -Adressen. Vor der Erfindung von CIDR können Sie eine von drei Netzwerkgrößen erhalten: 24 Bit (16.777.214 Adressen), 20 Bit (1.048.574 Adressen) und 16 Bit (65.534 Adressen). Sobald CIDR erfunden wurde, war es möglich, Netzwerke in Subnetzwerke aufzuteilen.

Also zum Beispiel, wenn Sie benötigt werden 5 IP Adressen, Ihr ISP würde Ihnen ein Netzwerk mit einer Größe von 3 Bit geben, die Ihnen geben würden 6 ip Adressen. Dadurch würde Ihr ISP es ermöglichen, Adressen effizienter zu verwenden. Mit privaten IP -Adressen können Sie ein Netzwerk erstellen, in dem jeder Computer im Netzwerk problemlos eine Verbindung zu einem anderen Computer im Internet herstellen kann, aber es ist für einen Computer im Internet sehr schwierig, sich wieder mit Ihrem Computer zu verbinden. Ihr Netzwerk ist privat, versteckt. Ihr Netzwerk könnte sehr groß sein, 16.777.214 Adressen, und Sie könnten Ihr privates Netzwerk in kleinere Netzwerke unterwerfen, damit Sie Ihre eigenen Adressen problemlos verwalten können.

Sie verwenden wahrscheinlich gerade eine private Adresse. Überprüfen Sie Ihre eigene IP -Adresse: Wenn sie sich im Bereich von befindet 10.0.0.0 - 10.255.255.255 oder 172.16.0.0 - 172.31.255.255 oder 192.168.0.0 - 192.168.255.255, Dann verwenden Sie eine private IP -Adresse. Diese beiden Lösungen haben dazu beigetragen, eine Katastrophe zu verhindern, aber sie waren Stoppgap.

Ein weiteres Problem mit IPv4 ist, dass der IPv4 -Header eine variable Länge war. Das war akzeptabel, wenn das Routing durch Software durchgeführt wurde. Aber jetzt sind Router mit Hardware erstellt, und die Verarbeitung der Header mit variabler Länge in Hardware ist schwierig. Die großen Router, die es Paketen ermöglichen, auf der ganzen Welt zu gehen. Es ist klar.

Noch ein weiteres Problem mit IPv4 Ist das, wenn die Adressen zugewiesen wurden, war das Internet eine amerikanische Erfindung. IP -Adressen für den Rest der Welt sind fragmentiert. Ein Schema wurde benötigt, damit Adressen durch die Geographie etwas aggregiert werden können, damit die Routing -Tabellen kleiner gemacht werden können.

Ein weiteres Problem mit IPv4, und dies mag überraschend klingen, ist, dass es schwer zu konfigurieren und schwer zu ändern ist. Dies ist Ihnen möglicherweise nicht erkennbar, da Ihr Router sich um all diese Details für Sie kümmert. Aber die Probleme für Ihren ISP treiben sie verrückt.
All diese Probleme gingen in die Berücksichtigung der nächsten Version des Internets ein.

Über IPv6 und seine Funktionen

Der Ietf Enthüllte die nächste IP -Generation von IP im Dezember 1995. Die neue Version wurde IPv6 genannt, weil die Nummer 5 aus Versehen etwas anderes zugewiesen worden war. Einige der Funktionen von IPv6 enthalten.

1. 128 Bit Adressen (3.402823669 × 10³⁸ Adressen)
2. Ein Schema für logisch aggregierende Adressen
3. Header mit fester Länge
4. Ein Protokoll zum automatischen Konfigurieren und Neukonfigurieren Ihres Netzwerks.

Schauen wir uns diese Funktionen nacheinander an:

Adressen

Das erste, worüber jeder bemerkt IPv6 ist, dass die Anzahl der Adressen enorm ist. Warum so viele? Die Antwort ist, dass die Designer besorgt über die ineffiziente Organisation von Adressen waren. Daher gibt es so viele verfügbar. Wenn Sie also Ihr eigenes IPv6 -Netzwerk erstellen möchten, gibt es wahrscheinlich, dass Ihr ISP Ihnen ein Netzwerk von gibt 64 Bit (1.844674407 × 10¹⁹ Adressen) und lassen Sie diesen Speicherplatz in den Inhalt Ihres Herzens subnetz.

Anhäufung

Bei so vielen zu verwendenden Adressen kann der Adressraum spärlich zugewiesen werden, um Pakete effizient zu veranstalten. Ihr ISP erhält also einen Netzwerkraum von 80 Bit. Von diesen 80 Bit sind 16 von ihnen für die ISPS -Subnetzwerke und 64 Bit für die Kundennetzwerke gelten. Der ISP kann also 65.534 Netzwerke haben.

Diese Adresszuweisung ist jedoch nicht in Stein gemeißelt, und wenn der ISP mehr kleinere Netzwerke wünscht, kann dies dies tun (obwohl der ISP wahrscheinlich einfach nach einem anderen Raum von 80 Bit fragen würde). Die oberen 48 Bit sind weiter unterteilt, so dass ISPs, die sind “schließen”Zueinander haben ähnliche Netzwerkadressen Bereiche, damit die Netzwerke in den Routing -Tabellen aggregiert werden können.

Header mit fester Länge

Ein IPv4 Der Kopf hat eine variable Länge. Ein IPv6 Header hat immer eine feste Länge von 40 Bytes. In IPv4 führten zusätzliche Optionen dazu, dass der Header die Größe erhöhte. Wenn in IPv6 zusätzliche Informationen benötigt werden, werden zusätzliche Informationen in Erweiterungsheadern gespeichert, die dem IPv6 -Header folgen und im Allgemeinen nicht von den Routern verarbeitet werden, sondern von der Software am Ziel.

Eines der Felder im IPv6 -Header ist der Fluss. Ein Fluss ist a 20 Bit Nummer, die Pseudo-Randomly erstellt wird, und es erleichtert es den Routern, Pakete zu veranstalten. Wenn ein Paket einen Fluss hat, kann der Router diese Flussnummer als Index in eine Tabelle verwenden, die schnell und nicht als Tabellen -Lookup ist, was langsam ist. Diese Funktion macht IPv6 Sehr leicht zu vermitteln.

Automatische Konfiguration

In IPv6, Wenn ein Computer zum ersten Mal beginnt, überprüft er das lokale Netzwerk, um festzustellen, ob ein anderer Computer seine Adresse verwendet. Wenn die Adresse nicht verwendet wird, sucht der Maschine als nächstes einen IPv6 -Router im lokalen Netzwerk. Wenn es den Router findet, wird der Router nach einer IPv6 -Adresse aufgefordert. Jetzt ist der Computer eingestellt und bereit, im Internet zu kommunizieren - er hat eine IP -Adresse für sich und einen Standardrouter.

Wenn der Router sinken sollte, erkennen die Maschinen im Netzwerk das Problem und wiederholen den Vorgang, nach einem IPv6 -Router zu suchen, um den Backup -Router zu finden. Das ist tatsächlich schwer in IPv4 zu tun. Wenn der Router das Adressierungsschema in seinem Netzwerk ändern möchte. Die Maschinen werden den Router von Zeit zu Zeit abfragen und ihre Adressen automatisch ändern. Der Router unterstützt sowohl die alten als auch die neuen Adressen, bis alle Maschinen auf die neue Konfiguration umgestellt wurden.

Die automatische IPv6 -Konfiguration ist keine vollständige Lösung. Es gibt einige andere Dinge, die ein Computer benötigt, um das Internet effektiv zu nutzen: die Namenserver, ein Zeitserver, möglicherweise ein Dateiserver. Also da ist DHCP6 Was das Gleiche wie DHCP macht, nur weil die Maschinen in einem routbaren Zustand stirbt, kann ein DHCP -Daemon eine große Anzahl von Netzwerken bedienen.

Es gibt ein großes Problem

Wenn IPv6 also so viel besser ist als IPv4 Mai 2014, Google schätzt, dass es bei seinem IPv6 -Datenverkehr geht 4% des Gesamtverkehrs)? Das grundlegende Problem ist, was an erster Stelle kommt, die Huhn oder das Ei? Jemand, der einen Server ausführt, möchte, dass der Server so weit wie möglich verfügbar ist, was bedeutet, dass er eine haben muss IPv4 Adresse.

Es könnte auch eine IPv6 -Adresse haben, aber nur wenige Personen würden sie verwenden und Sie müssen Ihre Software ein wenig ändern, um IPv6 unterzubringen. Darüber hinaus unterstützen viele Router für Heimnetzwerke IPv6 nicht. Viele ISPs unterstützen IPv6 nicht. Ich fragte meinen ISP danach und wurde gesagt, dass sie es zur Verfügung stellen werden, wenn Kunden danach fragen. Also fragte ich, wie viele Kunden danach gefragt hätten. Eins, einschließlich mir.

Im Gegensatz dazu unterstützen alle wichtigsten Betriebssysteme, Windows, OS X und Linux, IPv6aus der SchachtelUnd seit Jahren. Die Betriebssysteme verfügen sogar über Software, mit der IPv6 -Pakete zu ermöglichenTunnelIn IPv4 bis zu einem Punkt, an dem die IPv6 -Pakete aus dem umgebenden IPv4 -Paket entfernt und auf dem Weg gesendet werden können.

Abschluss

IPv4 hat uns lange Zeit gut gedient. IPv4 hat einige Einschränkungen, die in naher Zukunft unüberwindliche Probleme aufweisen werden. IPv6 löst diese Probleme, indem die Strategie zur Zuordnung von Adressen geändert, Verbesserungen vorgenommen werden, um das Routing von Paketen zu erleichtern und eine Maschine zu konfigurieren, wenn sie zum ersten Mal das Netzwerk verbindet.

Die Akzeptanz und Verwendung von IPv6 war jedoch langsam, da die Veränderung schwierig und teuer ist. Die gute Nachricht ist, dass alle Betriebssysteme IPv6 unterstützen. Wenn Sie also bereit sind, die Änderung vorzunehmen.