По прогнозам аналитиков, в ближайшее время в мире будут работать десятки миллиардов устройств интернета вещей. При этом существующая система адресации, построенная на протоколе IPv4, практически бесполезна в эпоху грядущего «интернета машин». Решить проблему призван новый протокол – IPv6.
4 миллиарда — это немного
Протокол IPv4 был разработан в 1981 г. Он имеет 32-битную схему адресации, которая может поддерживать до 4,3 млрд. сетевых устройств. В то время казалось, что этого количества хватит всем и навсегда, так же как и «640 килобайт памяти».
Однако, уже в начале 1990-х годов наблюдалось повсеместное распространение интернета и увеличение количества пользователей и сайтов. А количество свободных IP-адресов, соответственно, уменьшалось.
С появлением интернета вещей в 1999 году стало понятно, что адреса протокола IPv4 скоро закончатся. И если в 2000 г. предполагалось, что «мощностей» IPv4 хватит на пару десятков лет, то уже в 2005-м высказывалось мнение, что не более, чем на 5 лет.
Спасла ситуацию технология Network Address Translation (NAT). Она позволила использовать один общедоступный внешний IP-адрес нескольким компьютерам с частными внутрисетевыми IP-адресами, например, внутри организации.
Про IPv6
IPv5 – экспериментальный протокол реального времени, был предшественником IPv6. Но он так и не вышел «в серию», но и не исчез совсем — многие разработанные для него концепции нашли свое применения в протоколе MLPS.
Протокол IPv6 был официально запущен 6 июня 2012 года. Хотя документы, определяющие новый интернет-протокол, организация Internet Engineering Task Force выпустила еще в середине 90-х.
По оценке Google в рейтингах распространения IPv6 по странам лидируют Бельгия (52,3%), Германия (50%), Индия (47,8%) и Греция (47,6%). В России перешли на новый протокол только 5,6% ресурсов.
Динамика доступности IPv6 для пользователей Google. Источник: Google, 2020
Консерваторами в вопросе перехода оказались крупные сайты и организации: только 30%, как сообщает Internet Society, из первой тысячи рейтинга Alexa работают через IPv6. Такая ситуация объяснима, поскольку переход на новый протокол– это сложный, дорогой и долгий процесс.
Про преимущества IPv6
В IPv6 заложена 128-битная схема адресации, благодаря которой количество доступных в нем сетевых адресов равно двум в 128 степени. Такое обширное адресное пространство упрощает маршрутизацию данных и отменяет необходимость применения технологии NAT. Например, с использованием IPv6 у маршрутизаторов больше нет необходимости фрагментировать пакеты, поскольку появилась возможность пересылать довольно большие пакеты, размером до 4 Гбайт.
Также теперь в IP-заголовке нет контрольной суммы, а значит, несмотря на увеличившийся в IPv6 (16 байтов вместо 4) по сравнению с IPv4 размер адреса, заголовок пакета больше всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт.
Про переход с IPv4 на IPv6
Так как в момент запуска IPv6 в 2012 году была выбрана модель Dual Stack, которая позволяет параллельно и беспроблемно работать двум протоколам, то как такового отключения IPv4 в обозримом будущем, скорее всего, не будет. В большинстве стран мира IP-адреса с протоколом IPv4 закончились еще в период с 2011 по 2018 года, но они будут использоваться повторно.