Что такое протокол IPv6
Чтобы получать посылки, квитанции, письма или заказные отправления, нужен почтовый адрес. Чтобы передавать информацию и обмениваться данными в интернете, тоже нужен адрес, но уже не почтовый, а IP-адрес. В этой статье мы расскажем про IP — что это такое, а также рассмотрим, чем протокол IPv6 отличается от четвертой версии и почему до сих пор используется не активно.
Протокол IPv4 и его особенности
IP — это уникальный адрес для идентификации устройств, подключенных к сети. Для того чтобы эти устройства могли находить друг друга и обмениваться данными, в начале развития интернета был разработан специальный способ адресации — Internet Protocol IPv4.
Протокол используют для передачи зашифрованных данных в локальных сетях и в глобальном интернете. Он регламентирует формирование пакетов данных, способы их маршрутизации, распаковки и передачи — всё, что касается передачи информации от устройства к устройству. Несмотря на важную роль, четвертый релиз интернет-протокола имеет недостатки:
- трудно отслеживать и фиксировать задержки и сбои при передаче пакетов;
- нет автоматической конфигурации адресов;
- сложности в настройке при администрировании внутри локальных сетей;
- доступ к информации не разграничен, что создает угрозу безопасности;
- нет шифрования данных на сетевом уровне.
Но главный недостаток четвертой версии стал очевиден ещё в 90-е годы прошлого века: с её помощью можно сгенерировать около четырех миллиардов уникальных адресов, но этого количества недостаточно, чтобы обслужить все подключенные к сети устройства. По этой причине появился IPv6 — преемник IPv4.
Протокол IPv4 и IPv6: разница
Длина адреса в протоколе IPv4 составляет 4 байта или 32 бита. Получается, у этого протокола может быть 4 294 967 296 IP-адресов. Цифра кажется внушительной, но по факту этого количества не хватает на все устройства. В 2022 году в мире проживает почти 8 миллиардов человек. Следовательно, только половине из них хватит уникальных IP-адресов. При этом один человек обычно пользуется не только компьютером, но и телефоном, планшетом и другими устройствами, а значит, занимает сразу несколько IP.
Длина адреса шестой версии составляет 16 байт или 128 бит. Протокол позволяет создавать 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 уникальных IP-адресов. Этого количества хватит на много лет вперед.
Протокол IPv6: описание преимуществ
Помимо количества возможных IP-адресов, у четвертой и шестой версий протокола есть и другие основные отличия:
- формат записи адресов. IPv6-адрес выглядит как шестнадцатеричные блоки, между которыми ставится двоеточие. Пример — 1050:0000:0000:0000:0005:0600:300c:326b. Однако при записи двойные нули пропускают, и получается такой адрес: 1050:0:0:0:5:600:300c:326b. На месте начальных нулей можно также поставить двойное двоеточие. К примеру, код ff06:0:0:0:0:0:0:c3 будет записан как ff06::c3.
- способ маршрутизации. В отличие от IPv4, который хранит всю информацию об установленных соединениях (из-за чего падает скорость соединения), протокол IPv6 отличается высокой скоростью обработки трафика как отдельного устройства, так и сети в целом.
- скорость обработки пакетов данных. В IPv6 нет обязательной обработки пакетов и отслеживания соединений при маршрутизации доступа к хостам. Это ощутимо снижает нагрузку на сетевые устройства и помогает выровнять скорость интернета.
Несмотря на очевидные преимущества перехода на шестую версию, некоторые интернет-провайдеры используют и альтернативные способы подключения.
Как провайдеры решают проблему нехватки IP-адресов
Несмотря на то, что в России провайдеры не торопятся подключить протокол IPv6 на постоянной основе (на новую технологию перешли менее 10%), пользователи не ограничены в доступе к сети.
Как же провайдерам удается обслуживать растущее в геометрической прогрессии количество новых устройств? Один из способов — это использование динамических IP-адресов. Суть в том, что провайдер каждый раз присваивает устройствам разные адреса с помощью маршрутизатора (роутера). Он назначает устройствам IP-адрес внутри локальной сети при каждом выходе в интернет (сессии). От сессии к сессии этот номер меняется — роутер каждый раз находит и назначает свободный адрес. Это не сложно проверить: вы можете узнать свой текущий IP-адрес с помощью онлайн-сервиса, а затем перезагрузить роутер и проверить снова — комбинация цифр наверняка изменится. Таким образом интернет-провайдеры каждый раз раздают адреса из временно свободной базы, при этом не увеличивая их общее количество на своей стороне.
Однако это не очень удобно для крупных компаний со сложной IT-инфраструктурой, особенно когда локальные сети разъединены географически. Да и виртуальным веб-ресурсам иногда требуется более одного уникального IP-адреса на хостинге. В таких случаях интернет-провайдеры и хостинговые компании предоставляют статические адреса за дополнительную плату.
Если использовать тот же онлайн-сервис, вы можете обратить внимание, что все ваши домашние девайсы с доступом в интернет имеют одинаковый IP-адрес. При этом при приеме-передаче данных от внешних устройств и в локальной сети, каждый смартфон, компьютер или умный гаджет работает независимо. Для решения этой задачи используют технологию преобразования сетевых адресов NAT (Network Address Translation). Это программное обеспечение, которое позволяет внутри локальной сети поддерживать работу большого количества устройств на одном IP-адресе. Общий уникальный адрес привязывается к маршрутизатору, на котором при помощи NAT для каждого локального устройства генерируется внутрисетевой номер.
Эта разработка позволяет обойти ресурсную недостаточность протокола IPv4. Но проблема в том, что промежуточная программная обработка соединений замедляет скорость и повышает ресурсные требования к оборудованию маршрутизации. В крупных сетях корпоративного уровня из-за этого возрастает нагрузка на администрирование. Это еще один недостаток v4, из-за которого крупные компании, особенно в сфере IT, в качестве основного предпочитают установить протокол IPv6.
Как включить протокол IPv6 в Windows
В Windows работа с протоколом TCP/IPv6 настроена по умолчанию. Чтобы проверить настройки, войдите в систему с правами администратора. Затем:
В поле «Открыть» введите команду ncpa.cpl:
В окне «Сетевое подключение» правой кнопкой мыши кликните по нужной сети и в списке выберите Свойства:
Проверьте, есть ли галочка напротив пункта «IP версия 6 (TCP/IPv6)» и нажмите ОК: 
Чтобы выставить дополнительные параметры сервера, правой кнопкой мыши кликните по пункту IP версия 6 (TCP/IPv6) и нажмите на кнопку Свойства: 
Готово. Теперь вы знаете, как настроить протокол интернета версии 6.
Тестируем скорость IPv4/IPv6 с помощью iperf
В рамках траблшутинга одного сервиса понадобилось измерить скорость интернет соединения по 2 протоколам: IPv4/IPv6. Решение достаточно типовое — на базе iperf.
Со одной из сторон запускаем утилиту в режиме сервера:
# iperf -s -t 3600 ------------------------------------------------------------ Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 85.3 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 4] local 10.8.206.7 port 5001 connected with 176.99.147.204 port 55264 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 4] 0.0-30.3 sec 290 MBytes 80.3 Mbits/sec
# iperf -s -t 3600 ———————————————————— Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 85.3 KByte (default) ———————————————————— [ 4] local 10.8.206.7 port 5001 connected with 176.99.147.204 port 55264 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 4] 0.0-30.3 sec 290 MBytes 80.3 Mbits/sec
Ключи сервера:
-s, —server, запустить в режиме сервера
-U, —single_udp, работать в однопоточном режиме UDP
-D, —daemon, запустить сервер как демон
-p, —port n, задаёт порт к которому конектится или на котором вешать сервер (по умолчанию 5001)
Если на сервере установлен файрвол, то нужно добавить указанный в настройках или порт по умолчанию (5001) в исключения.
На другой стороне производим тестирование:
# iperf -c 51.15.52.188 -t 30 -i 10 ------------------------------------------------------------ Client connecting to 51.15.52.188, TCP port 5001 TCP window size: 85.0 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 3] local 192.168.1.7 port 55264 connected with 51.15.52.188 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-10.0 sec 113 MBytes 94.8 Mbits/sec [ 3] 10.0-20.0 sec 94.5 MBytes 79.3 Mbits/sec [ 3] 20.0-30.0 sec 82.1 MBytes 68.9 Mbits/sec [ 3] 0.0-30.0 sec 290 MBytes 81.0 Mbits/sec
# iperf -c 51.15.52.188 -t 30 -i 10 ———————————————————— Client connecting to 51.15.52.188, TCP port 5001 TCP window size: 85.0 KByte (default) ———————————————————— [ 3] local 192.168.1.7 port 55264 connected with 51.15.52.188 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-10.0 sec 113 MBytes 94.8 Mbits/sec [ 3] 10.0-20.0 sec 94.5 MBytes 79.3 Mbits/sec [ 3] 20.0-30.0 sec 82.1 MBytes 68.9 Mbits/sec [ 3] 0.0-30.0 sec 290 MBytes 81.0 Mbits/sec
Ключи клиента:
-c, —client , запустить в режиме клиента, при подключении к
-d, —dualtest, двунаправленный тест одновременно
-t, —time n, время передачи в секундах (по умолчанию 10 секунд)
-i, —interval n, пауза секунд между периодическими отчётами
Тоже самое для IPv6:
# iperf -V -s -t 3600 ------------------------------------------------------------ Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 85.3 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 4] local 2001:bc8:4700:2300::2d:e07 port 5001 connected with 2002:b063:93cc:1:20c:29ff:fe04:823b port 43374
# iperf -V -s -t 3600 ———————————————————— Server listening on TCP port 5001 TCP window size: 85.3 KByte (default) ———————————————————— [ 4] local 2001:bc8:4700:2300::2d:e07 port 5001 connected with 2002:b063:93cc:1:20c:29ff:fe04:823b port 43374
Для данного протокола и на клиенте и на сервере добавляем ключ:
-V, —IPv6Version, Использовать IPv6
Категория: Администрирование