Переход на IPv6: преимущества и методы

В заявлении “У нас заканчиваются IPv4-адреса!” нет ничего нового… На самом деле, это было то, что прогнозировали ученые в конце 1980-х и начале 1990-х годов, когда интернет неожиданно начал развиваться. 

Но если в пуле есть 4 миллиарда IPv4-адресов, почему у нас они заканчиваются? 

Существует множество факторов, объясняющих неизбежное и болезненное исчерпание запасов IPv4-адресов. К таким факторам относятся: быстрое развитие технологий, использующих IP, появление устройств интернета вещей, виртуализация, облачные сервисы и многое другое. 

Такие технологии, как NAT и CIDR, стали решениями, родившимися из этого ожидания. Однако единственным решением для работы с IPv4 является IPv6 миграция. 

Содержание 

1. Будущее IPv4
2. Пришло время IPv6
3. Каковы преимущества перехода на IPv6?
   • Повышенная эффективность маршрутизации
   • Более простые заголовки пакетов
   • Поддержка новых и оптимизированных сервисов
   • Повышенная безопасность благодаря встроенному протоколу IPSec и большему адресному пространству
   • Экономия полосы пропускания за счет прямых потоков: многоадресная рассылка
   • Улучшенная конфигурация IP-адреса
   • Поддержка мобильности в IPv6
4. Методы перехода на IPv6
5. Как я узнаю, включен и работает ли IPv6?
6. Ключевые выводы

Будущее IPv4 

3 февраля 2011 года IANA (Администрация адресного пространства Интернет) allocated the last five /8’s (with exactly 16.7 Million) reserved IPv4s to the five RIRs (Regional Internet Registry). This news was significant because it meant that the “free and unallocated” IPv4 addresses available from the top authority are officially depleted. So, now, everything is up to each region to intelligently allocate their last /8 IPv4 space to ISPs, businesses, network operators, etc. 

На приведенном ниже графике показана ежедневная норма выделения адресов для каждого регионального интернет-регистратора. APNIC (Азиатско-Тихоокеанский сетевой информационный центр) распределил в среднем 400 тысяч IPv4-адресов в самые «низкие» дни с 2007 по 2010 год и достигла среднего показателя в миллион выделений адресов в день в течение 2011 года. Уровень распределения APNIC значительно снизился, когда IANA передала им их последний пакет

IANA выделила последние свободные адресные пространства /8 (/8 - обозначение CIDR или бесклассовой адресации - для 16 миллионов адресов) в 2011 году всем RIR (см. диаграмму ниже: Диаграмма IPv4 CIDR). RIPE NCC (один из пяти региональных интернет-регистраторов) начал использовать свое последнее свободное пространство /8 в 2012 году, а к ноябрю 2019 года RIPENCC выделила последнее свободное /22 пространство (1 тыс. адресов). 

Для RIR это еще не конец; у них действительно есть больше пространства IPv4, эти IPv4 доступны для перехода на IPv6 и другие восстановленные и зарезервированные IPv4. Но с каждым днем адреса IPv4 становятся все дороже и сложнее получить. Чтобы сэкономить адресное пространство, многие интернет-провайдеры уже выполняют широкомасштабные NAT (Carrier-Grade NATs - "NAT операторского класса"). CGNAT). Но в долгосрочной перспективе единственным решением является переход на IPv6. Другие страны, особенно из APNIC, такие как Япония, Китай и Южная Корея, уже начали переходить на IPv6, особенно с 2011 года. 

Интересный факт! IPv4 полагается на протокол NAT для максимального увеличения пространства IP-адресации. Иначе у нас бы давным-давно закончились IPv4-адреса. NAT предоставляло возможности использовать большое пространство, зарезервированное для частных сетей, обеспечивая при этом отличный уровень безопасности. Теперь IPv6 не нуждается в NAT; существует слишком много адресов, поэтому нет необходимости резервировать пространство для частного использования.

Пришло время IPv6

Хоть вы и можете часто слышать об IPv6 сейчас, этот протокол был представлен еще в 1995 году! На стадии разработки IPv6 был разработан для решения одной проблемы: исчерпания адресов IPv4!

Формат IPv6 может поддерживать невероятную комбинацию сетевых адресов. Подводя итог: 3,4^1038, это число равно примерно 340 триллионам триллионов триллионов IP-адресов. С 1995 года (создание IPv6) по сегодняшний день протокол эволюционировал настолько, что не только увеличивает количество IP-адресов, но и предоставляет новые услуги.

Внедрение IPv6 ставки быстро растут. Согласно статистике Google по IPv6, по состоянию на октябрь 2021 года 35% пользователей по всему миру получают доступ к Google по IPv6-соединению.

RPC переход на IPv6 is inevitable. Sooner or later, IPv6 will be the only proper and efficient way to give everybody an Internet addressing. As mentioned before, it took from 2011 to 2019 for all RIRs to exhaust their free IPv4 pools.

3. Каковы преимущества перехода на IPv6?

Как уже говорилось, адреса IPv6 - это не просто более длинные адреса IPv4. Некоторые дополнительные качества и сложности делают IPv6 совершенно иным протоколом, чем IPv4. Давайте рассмотрим некоторые преимущества переход на IPv6.

a. Повышенная эффективность маршрутизации

An IPv6-адрес состоит из трех частей (префикс сети или сайта, идентификатор подсети и идентификатор хоста или интерфейса) общей длиной 128 бит. Наиболее значимый набор битов (префикс сайта) адреса IPv6 содержит префикс, используемый для маршрутизации в Интернете. Эти префиксы IPv6 можно объединять в отдельные группы префиксов (например, /48), а префиксы хостов можно опускать, что делает таблицы маршрутизации намного меньше и эффективнее. 

b. Более простые заголовки пакетов 

Заголовок пакета IPv6 проще, чем у IPv4. Одним из наиболее заметных отличий этой простоты является то, что IPv6 не использует поле контрольной суммы. Это поле было удалено из заголовка, поскольку оно было лишним, так как проверка ошибок при передаче данных по протоколу TCP/IP выполняется на других уровнях. Старый подход IPv4 заставлял каждый маршрутизатор проверять и пересчитывать контрольную сумму, что приводило к неэффективному процессу. Еще одна область, которая была упрощена - фрагментация. С IPv6 фрагментация больше не является обязательным полем в пакете. 

c. Поддержка новых и оптимизированных сервисов 

IPv6 не использует NAT. Вместо этого он устанавливает уникальное сквозное соединение между источником и пунктом назначения. Это единое IP-соединение обеспечивает лучшую поддержку определенных служб. Например, P2P, игры и стриминг будут более стабильными, поскольку доступность IP-адреса гораздо лучше. Такие сервисы, как VoIP и QoS, также станут более надежными. 

d. Повышенная безопасность благодаря встроенному протоколу IPSec и большему адресному пространству 

Встроенный IPSec не делает IPv6 автоматически более безопасным, чем IPv4. Хотя поле IPSec (обеспечивающее шифрование и аутентификацию) встроено в заголовок IPv6, его использование не является обязательным. Однако внедрение IPSec в IPv6 гарантирует шифрование и аутентификацию, что делает протокол более безопасным, чем IPv4. Еще одно преимущество Безопасность IPv6 заключается в том, что хакеры не смогут просто сканировать сети IPv6 так же, как они это делали с IPv4. Сканирование больших подсетей IPv6 со случайно выделенными адресами невозможно.

e. Экономьте полосу пропускания с помощью прямых потоков: многоадресная рассылка 

Стандартный IPv4 использует широковещательные сообщения, которые заставляют каждое прослушивающее устройство в одной сети останавливать и считывать пакеты. Трансляция каждого устройства в разветвленной сети для различных целей, таких как ARP, может упростить задачу, но это может снизить производительность и угрожать безопасности. 

IPv6 не поддерживает широковещательную рассылку — вместо этого он использует одноадресную и многоадресную рассылки. Многоадресная рассылка позволяет отправлять потоки пакетов с интенсивной полосой пропускания нескольким получателям внутри группы одновременно. Нецелевым устройствам в одной сети не нужно останавливать и обрабатывать каждый отдельный пакет. 

f. Улучшенная конфигурация IP-адреса 

IPv6 позволяет конфигурировать сеть с помощью метода stateless или stateful. Новая процедура под названием Stateless Address Auto Configuration (SLAAC) требует минимальной (если не любой) ручной настройки IP-адресов в сетевых устройствах. Stateless означает, что устройство генерирует свой IPv6-адрес, не полагаясь на сторонний сервер. SLAAC использует MAC-адрес хоста, преобразованный в 64-битный формат EUI, для создания уникального адреса. Кроме того, государственная или DHCPv6 работает аналогично DHCPv4, который зависит от сервера. Преимущество DHCPv6 заключается в том, что серверу DHCP не нужно рекламировать маски подсети; это делает локальный маршрутизатор.

g. Поддержка мобильности в IPv6 

IPv6 позволяет устройствам свободно перемещаться в интернете IPv6 и оставаться подключенными. Каждое устройство, перемещающееся по сети, всегда идентифицируется по домашнему адресу, независимо от того, какую текущую точку оно в данный момент использует для подключения. В то время как IPv4 также поддерживает мобильность, IPV6 улучшает эту функцию за счет оптимизации маршрута, лучшего обнаружения соседей и значительно меньших накладных расходов. 

4. Методы перехода на IPv6 

Переход на IPv6 означает не только замену IPv4 на IPv6, но и обеспечение возможности работы IPv6 наряду с IPv4. На данный момент сети большинства организаций зависят от IPv4, поэтому для них невозможен переход на IPv6 за короткий промежуток времени. Для перехода оба протокола должны сосуществовать в течение некоторого времени. 

Переход на IPv6 был медленным, но это уже происходит. Страны с вызывающей тревогу нехваткой IPv4-адресов начинают делать IPv6 обязательным. Это относится к странам Азии, таким как Китай и Индия. Другие страны рассматривают миграцию IPv6 как необходимость для инноваций и предотвращения последующего хаоса. Например, Беларусь является первой страной в мире, которая законодательно установила обязательную поддержку IPv6 для интернет-провайдеров..

Ниже приведены три распространенных метода перехода на IPv6, которые большинство из этих стран применяет на практике. 

a. Переход на IPv6 с двойным стеком 

Миграция с IPv4 на IPv6 следует начать с двухстекового (IPv4 и IPv6) сетевого подхода, при котором компьютеры могут использовать для связи любую из версий (IPv4 или IPv6). IPv4 и IPv6 должны будут сосуществовать в течение многих лет и обеспечивать функциональность двух стеков. Dual-stack уже становится новой нормой, особенно в регионах, где нет свободного пространства IPv4, например в Азии, а вскоре в Европе и Северной Америке. 

b. Создание туннеля 

Создание туннеля – это метод, который включает инкапсуляцию одного протокола (IPv4 или IPv6) внутри другого (IPv4 или IPv6). Например, если у вас есть два компьютера с поддержкой IPv6, которые не могут обмениваться данными по сети IPv4, туннелирование просто инкапсулирует трафик IPv6 в пакеты IPv4. 

c. Перевод 

Техника, которая заключается в переводе одного протокола в другой. С помощью методов трансляции компьютеры IPv6 могут свободно взаимодействовать с компьютерами IPv4. Сайт инструкцией по прокси-серверам IPv6 используется для преобразования одного протокола в другой. Такой прокси может представлять собой сервер, расположенный на конце сети и перехватывающий все IP-пакеты и переводящий их в другой протокол.

5. Как мне узнать, включен и работает ли IPv6?

Today almost all new devices and OSs have IPv6 compatibility, whether they are deployed in an IPv6 network, is a different question. Your computer certainly has an IPv6 address, and you might not even be aware. In addition, your ISP might also be already using a dual-stack network.

Самый простой способ определить, используете ли вы IPv6 - это запустить онлайн-тест, такой как test-my-IPv6 или ipv6-test.com. Вы также можете проверить параметры IPv6 на своем компьютере. Например, при быстром просмотре сетевых свойств macOS вы можете увидеть, что IPv6 настроен по умолчанию (автоматически); то же самое относится ко многим Linux, Windows, Unix и даже мобильным платформам. Это “автоматически” означает, что ваш компьютер выполняет автоконфигурацию IPv6 без сохранения состояния (в отличие от DHCP IPv4). 

Кроме того, быстрый просмотр терминала с помощью команды “ifconfig” покажет вам IPv6-адрес. Помните, что вам не нужен никакой NAT для преобразования частного в публичный, поэтому ваш IPv6 будет использоваться в частном порядке (дома) и в других местах при использовании интернета. 

Конечно, использование того же IPv6 для общедоступных коммуникаций и без какого-либо NAT может показаться уязвимым и рискованным. Но не волнуйтесь, хакер не сможет просто просканировать триллионы адресов, к тому же велика вероятность, что у вас будет включен IPSec.

6. Ключевые выводы 

Ученые 1990-х были правы, это был только вопрос времени, когда у нас закончатся IPv4-адреса. Интернет неожиданно развивается благодаря технологиям, ориентированным на IP, и устройствам интернета вещей. 

Протоколы IPv4 быстро становятся все более дорогими и труднодоступными. Даже организации по распределению IP-адресов, такие как IANA и RIR, отталкивают всех от IPv4 и поощряют людей развертывать IPv6, по крайней мере, в сети с двумя стеками, пока поддержка IPv6 не усилится. 

IPv6 постепенно набирает обороты. Почти все новые устройства поддерживают обе версии IP. Это займет время, и это будет медленный переход на IPv6, но IPv6 скоро возьмет верх. 

Почему стоит выбрать RapidSeedbox для IPv6?

Освободитесь от ограничений IPv4 с помощью IPv6.
Наслаждайтесь улучшенной совместимостью и производительностью.
Воспользуйтесь преимуществами интегрированной технологии IPSec для усиления защиты.
IPv6 предлагает простую настройку.
Оставайтесь на связи по всему миру с легкостью.