Ускоренный курс IPv6 (часть 1)

Пару месяцев назад я написал для сайта статью «Подготовьтесь к запуску IPv6 (хотите вы этого или нет)». В этой статье я объяснил, что и Windows Vista, и Longhorn Server изначально будут работать с протоколом IPv6 наряду с широко используемым сегодня протоколом IPv4. В этих операционных системах есть несколько функций, которые просто не будут работать, если не используется IPv6. В таком случае, вероятно, имеет смысл пойти дальше и немного узнать о том, как работает IPv6. Если это недостаточно убедительная причина для вас, по оценкам, пул адресов IPv4 будет полностью исчерпан примерно к 2009 году. Таким образом, правительство Соединенных Штатов распорядилось, чтобы все федеральные агентства развернули IPv6 для своих сетей. опоры к 2008 году.

Как видите, протокол IPv6 вот-вот перейдет от относительной безвестности к широкому использованию в ближайшие пару лет. Я пишу эту серию статей, чтобы познакомить вас с протоколом IPv6.

Адресное пространство IPv6

Наиболее очевидная разница между двумя протоколами заключается в длине исходного и конечного адресов. Весь смысл перехода на IPv6 заключается в том, чтобы компенсировать глобальную нехватку IP-адресов. Имеет смысл только то, что протокол IPv6 имеет большее адресное пространство, чем протокол IPv4.

Протокол IPv4 использует 32-битный адрес источника и получателя. Эти адреса обычно представлены в виде последовательности из четырех октетов. Я уверен, вы знаете, что типичный адрес IPv4 выглядит примерно так: 192.168.0.1.

Напротив, адрес IPv6 имеет длину 128 бит. Это позволяет в общей сложности 3,4 × 10 ³⁸ (или 340 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000) адресов. Существует несколько различных способов представления IPv6-адреса. Адрес IPv6 обычно записывается в виде восьми групп из четырех шестнадцатеричных цифр, каждая из которых разделена двоеточием. Например, адрес IPv6 выглядит так: 2001:0f68:0000:0000:0000:0000:1986:69af.

Возможно, вы смотрите на образец адреса, указанный выше, и думаете, что ввод IPv6-адреса требует больших усилий. К счастью, IPv6-адреса можно сократить, удалив нули. Есть два правила, которые необходимо соблюдать при сокращении IPv6-адреса. Во-первых, последовательность из четырех последовательных нулей может быть заменена двумя двоеточиями, если в результирующем адресе есть только один набор двойных двоеточий. Используя только это правило, наш приведенный выше пример адреса может быть сокращен до следующего вида: 2001:0f68::0000:0000:0000:1986:69af

В приведенном выше примере мы смогли удалить только один блок нулей, потому что правило гласит, что в адресе может быть только один набор двойных двоеточий. Очевидно, что приведенный выше пример адреса все еще требует ввода. К счастью, второе правило позволит нам сделать этот адрес намного короче. Второе правило гласит, что ведущие нули в группе могут быть опущены. Это означает, что если блок из четырех чисел начинается с нуля, ноль можно удалить, оставив в блоке три числа. Если этот трехзначный блок чисел начинается с нуля, то ноль можно снова удалить. Процесс продолжается до тех пор, пока слева в блоке стоит ноль. Немного сложно попытаться объяснить процесс, поэтому я продемонстрирую его ниже. Я начну с нашего первоначального примера адреса, а затем поработаю над сокращением этого адреса.

Обратите внимание, что в каждой строке я просто удалил начальный нуль из каждого раздела. Так как было несколько разделов, содержащих только нули, я смог полностью удалить разделы и заменить их двойным двоеточием. Это было возможно только потому, что участки, содержащие все нули, были найдены подряд. Если бы секции нулей были разбросаны, то можно было бы полностью исключить только один набор нулей (поскольку разрешен только один набор двойных двоеточий). Все остальные наборы нулей должны быть представлены как один ноль.

Использование адресов IPv6 в URL-адресах

Хотя DNS-серверы позволяют получить доступ к веб-сайту, используя полное доменное имя, а не IP-адрес, все еще является стандартной практикой вводить IP-адрес как часть URL-адреса. Например, мой личный веб-сайт использует URL-адрес www.brienposey.com, который соответствует IP-адресу 24.235.10.4. Можно было бы получить доступ к моему веб-сайту, введя следующий URL-адрес: http://24.235.10.4

Большинство случайных веб-серферов не имеют привычки вводить IP-адреса вместо полных доменных имен. Тем не менее, практика существует. Это особенно верно для частных веб-приложений. Отсутствие связи полного доменного имени с приложением снижает вероятность того, что неавторизованный пользователь случайно наткнется на приложение.

Когда IP-адрес используется вместо полного доменного имени, номер порта иногда указывается как часть адреса. Если вы просто введете HTTP://, а затем адрес, то ваш веб-браузер предполагает, что вы хотите использовать порт с номером 80. Однако вы можете указать любой порт, добавив двоеточие и номер порта в конце строки. адрес. Например, если вы хотите получить доступ к веб-сайту www.brienposey.com по IP-адресу и, в частности, требуете использования порта 80, команда будет выглядеть так: http://24.235.10.4:80

Протокол IPv6 также может использоваться как часть URL-адреса. Если вы обратите внимание на формат IPv6, вы заметите, что адрес IPv6 содержит много двоеточий. Это создает небольшую проблему, поскольку ваш веб-браузер обычно воспринимает все, что следует после двоеточия, как номер порта. В этом случае адреса IPv6 заключаются в квадратные скобки, когда они используются как часть URL-адреса. Например, если бы вы использовали наш пример IPv6-адреса в URL-адресе, это выглядело бы примерно так:

Точно так же, как вы можете указать номер порта вместе с IPv4-адресом, вы также можете указать номер порта при использовании IPv6-адреса. Номер порта соответствует тому же формату, что и при использовании IPv4, и выходит за скобки. Например, если вы хотите получить доступ к веб-сайту по нашему образцу IPv6-адреса через порт 80, URL-адрес будет выглядеть примерно так:

Обратите внимание, что номер порта, в данном случае 80, находится между закрывающей квадратной скобкой и косой чертой в конце. Двоеточие также используется для обозначения номера порта, как и в протоколе IPv4.

Вывод

До сих пор я показал вам несколько различных способов представления IPv6-адреса. Как и протокол IPv4, диапазон адресов IPv6 может быть разбит на подсети. Хотя основная концепция подсети работает почти так же, как и в протоколе IPv4, метод выражения подсети сильно изменился. Во второй части этой серии статей я буду обсуждать сетевую нотацию и подсети, а также IPv6. Я также расскажу о некоторых специальных адресах (и фрагментах адресов) и о том, что они означают в протоколе IPv6.