Проблемы развития Интернета и их решение: Введение в технологии Allied Telesis протокола IPv6

Основатели современного Интернета не могли себе даже представить, насколько популярным окажется их детище, со всеми его узлами, каналами передачи данных, механизмами доставки и адресами. Точно так же они не представляли себе, какой коммерческий и социальный эффект возымеет их изобретение.

В период с 1973 по 1983 годы Винтон Серф, Роберт Кан и другие ученые изобрели сетевую систему, которая позволяла им общаться и использовать компьютеры друг друга. В результате их работы появился стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), который позволял разбивать данные на пакеты и в таком виде передавать их по сети с компьютера на компьютер.

При передаче сообщения по протоколу IP оно разбивается на пакеты, которые могут доставляться к конечному адресату различными маршрутами; по достижении адресата они заново собираются в первоначальный вид. Предназначенный для передачи данных с одного компьютера в сети на другой, протокол IP является протоколом без установления соединений, поскольку в процессе обмена данными между двумя взаимодействующими друг с другом сетевыми устройствами не устанавливается постоянное соединение. Каждое устройство в сети имеет свой IP адрес, который используется IP протоколом для обеспечения корректной доставки пакета информации адресату. Протокол IPv4, первая коммерческая версия протокола IP, позволяет объединить в сеть 4 миллиарда устройств – если для 1970-х эта цифра казалась невероятной, то сейчас этот запас уже почти исчерпан.

Шестая версия Интернет протокола, или IPv62 (известная также как IPng – IP next generation), является усовершенствованной модификацией текущей, наиболее распространенной версии протокола – Ipv4. Главная особенность протокола IPv6 заключается в расширенном адресном пространстве: если в IPv4 оно ограничивалось 32 битами, то в новом протоколе IP адрес определяется 128 битами, что позволяет увеличить количество возможных IP адресов с 4 миллиардов (4*109) до 3,4 *1038.

Увеличение количества Интернет пользователей, появление новых сетевых устройств, а также конвергенция сервисов в единую инфраструктуру приводят к увеличению спроса на IPv6. Переходу на эту технологию способствуют и новые коммерческие возможности протокола с точки зрения беспроводных устройств, одноранговых коммуникаций и систем "интеллектуального дома". На рынке беспроводной связи востребованы IP услуги с минимальной сетевой задержкой, с постоянным доступом и автоматическим роумингом. Концепция одноранговых коммуникаций позволяет группе компьютеров обмениваться данными непосредственно друг с другом, минуя центральный сервер. Такой подход позволяет избежать лишних расходов и снизить задержки, связанные с пропуском всего трафика через сервер. В частности, одноранговые коммуникации используются в многопользовательских сетевых играх, IP телефонии, при осуществлении видео-конференцсвязи, а также в новых бизнес-моделях, схожих с моделью Napster. Вместе с тем, коммерческое развитие концепции "умного дома", в частности, систем безопасности, появление нового кухонного оборудования, а также автомобилей, оборудованных доступом к Интернету, также способствуют переходу к IPv6.

В связи с грядущей нехваткой адресного пространства и появлением новых коммерческих возможностей, ряд государств санкционировали переход на технологии IPv6. В частности, соответствующее распоряжение было принято Европейской комиссией, а также правительствами Японии, Тайваня и Кореи. В других азиатских странах ведутся подготовительные работы. В США переход к IPv6 осуществляется несколько медленнее, хотя Министерство обороны США объявило о том, что намерено полностью внедрить IPv6 к 2009 году.

Почему протокол IPv6 лучше, чем IPv4?
В протоколе IPv6 реализованы функции, позволяющие преодолеть ограничения IPv4.1.Одно из основных преимуществ нового протокола заключается в том, что за счет увеличения адресного пространства устраняется потребность в механизме трансляции сетевых адресов (Network Address Translation, NAT). Концепция NAT позволила продлить жизнь IPv4 за счет того, что сетевые устройства размещались за роутером, который и получал единый для этих устройств, уникальный глобальный IP адрес. Однако механизм NAT имеет ряд негативных побочных эффектов: он усложняет выявление неполадок в сети, затрудняет управление сетью, а также мешает внедрению протоколов безопасности, таких как IPsec. Протокол IPv6 устраняет необходимость в NAT, обеспечивая прозрачную защиту всего тракта передачи данных. Аутентификация и шифрование в протоколе IPv6 являются обязательными и обеспечиваются посредством IPsec. В IPv6 заголовки аутентификации и шифрования определяются отдельно, что позволяет приложениям более высокого уровня использовать при необходимости любую из этих функций. Поскольку IPv6 устраняет потребность в NAT, он обеспечивает простоту реализации функций безопасности.
2.Благодаря продуманному механизму адресации протокол IPv6 ускоряет маршрутизацию и делает ее более эффективной. Ускорение маршрутизации становится возможным за счет применения производительных таблиц маршрутизации, которые создаются с использованием схемы иерархической адресации. Вместе с тем, благодаря анализу адресов данные передаются только по нужным направлениям, что позволяет сократить объем излишнего сетевого трафика.
3.Протокол IPv6 также обеспечивает возможность автоматического выделения и смены IP адресов, или автоконфигурацию адресов, что упрощает процедуры управления сетью, а также устраняет некоторые проблемы, связанные с мобильными сетями.
4.В протоколе IPv6 реализованы встроенные функции обеспечения качества обслуживания (Quality of Service, QoS), которые позволяют настроить более высокий приоритет для требовательных ко времени потоков данных и обеспечить эффективную обработку пакетов. Кроме того, в этом протоколе усовершенствованы механизмы для одновременной передачи пакетов с голосом, видеоинформацией и данными. Благодаря тесной интеграции QoS в IPv6 достигается возможность более тонкой настройки качества обслуживания и обеспечивается поддержка большего количества различных потоков данных. В IPv6 механизм QoS реализуется за счет появления двух специальных полей в заголовке, каждое из которых используется для работы с одной из QoS методологий. Первое поле представляет собой восьмибитный идентификатор класса трафика, который используется при работе с моделью DiffServ8QoS и позволяет узлам-отправителям или ретранслирующим маршрутизаторам определять приоритет различных IPv6 пакетов. Второе поле представляет собой 20-битный идентификатор потока, который предназначен для работы с IntServ9 и используется для определения класса обслуживания последовательности пакетов или потока пакетов.

Каким образом и когда будет осуществлен переход с IPv4 к IPv6?
Переход от IPv4 к IPv6 носит скорее не революционный, а эволюционный характер. Внедрение нового протокола будет постепенным, поскольку у пользователей установлено множество устройств, замена которых окажется чересчур дорогостоящей даже с учетом существенных преимуществ нового протокола. Кроме того, существуют временные решения, такие как NAT, которые изначально предназначались для продления жизни IPv4. Хотя какое-то время они будут тормозить переход на IPv6, они не смогут его остановить. Все это означает, что в течение некоторого времени протоколы IPv4 и IPv6 будут сосуществовать.

Возможно, коммерчески привлекательные приложения, построенные на базе протокола IPv6, будут диктовать необходимость быстрого перехода к IPv6, однако сам процесс перехода к новому протоколу будет осуществляться постепенно. Основным фактором успеха при смене IPv4 на IPv6 является обеспечение совместимости с большим количеством компьютеров и роутеров, работающих на протоколе IPv4.

Это означает, что компьютеры и роутеры, использующие IPv6, должны поддерживать существующую инфраструктуру IPv4 и использовать некий механизм трансляции. Для обеспечения одновременного сосуществования этих протоколов был разработан ряд технических решений, которые можно условно разделить на два типа:

Решения, поддерживающие два стека IPv4/IPv6:
•Двойной IP стек
•Туннелирование (Tunnelling)
•Брокеры туннелей (Tunnel Broker)
•6-over-4
•6-to-4
Трансляторы сетевых адресов и протоколов:
•Stateless IP/ICMP Translator, SIIT
•Network Address Translation-Protocol Translation, NAT-PT
•Transport Relay Translator

Многие новаторские компании, занимающиеся разработкой сетевых решений, в том числе Allied Telesis, уже сейчас уделяют большое внимание проблеме перехода к IPv6 и предлагают широкий ассортимент устройств, поддерживающих протокол IPv6. Благодаря такому подходу заказчики, заботящиеся о своем будущем, могут приобрести оборудование, которое позволит им в дальнейшем перейти к IPv6. Сегодня роутеры и коммутаторы третьего уровня (Layer 3 switches) производства Allied Telesis обеспечивает комплексную программную поддержку протокола IPv6. Некоторые коммутаторы обеспечивают полную поддержку IPv6 на аппаратном уровне. Эти продукты полностью поддерживают коммуникации на базе IPv6 и обеспечивают возможность перехода от IPv4 к IPv6 за счет ряда передовых функций, соответствующих требованиям завтрашнего дня.

ВРЕЗКА
Протокол IPv6
Новые технологии находят широкое применение в Японии. В частности, протокол IPv6 прошел испытания в системе мониторинга дорожного движения: устройства, поддерживающие этот протокол, устанавливались в автомобилях. Одна из таксомоторных компаний Токио решила максимально использовать потенциал новой технологии для того, чтобы обеспечить максимальный комфорт для своих пассажиров. Когда в городе начинался дождь, и один из шоферов включал дворники, интеллектуальная система автомобиля отправляла соответствующее сообщение в диспетчерскую. По данным этого сообщения диспетчеры могли определить местонахождение такси и направить в этот район дополнительные автомобили, разумно предполагая, что в связи с начавшимся дождем увеличится спрос на услуги таксистов.

О Allied Telesis
Основанная в 1987 году, компания Allied Telesis входит в холдинг Allied Telesis Group и является глобальным поставщиком защищенных сетевых решений на базе технологий IP/Ethernet. Компания занимает ведущее положение на рынке систем для развертывания сетей с услугами Triple Play поверх инфраструктур кабельного и оптоволоконного доступа. Интегрированные платформы мультисервисного доступа iMAP POTS-to-10G, интеллектуальные мультисервисные шлюзы iMG, а также передовые решения для коммутации, маршрутизации и совместимые с протоколом IPv6 сетевые транспортные решения, построенные на базе технологии WDM, позволяют операторам частных и общедоступных сетей, а также различным сервис-провайдерам развертывать масштабируемые сети операторского класса для оказания экономически выгодных услуг пакетной передачи данных, голоса и видео. Дополнительная информация представлена на сайте по адресу .

Опубликовано: 28 октября 2008 г.

Ключевые слова: нет

Извините, комментариев пока нет