IZONE - http://www.izcity.com/ - бесплатный софт, вэб-сервисы, ресурсы для раскрутки, свежие номера журнала "Internet Zone".

 IZONE 


Что день грядущий нам готовит…

Сергей Кондращев

“Стальной конь идет на смену крестьянской лошадке”

О. Бендер

Вот уже 25 лет как семейство протоколов TCP/IP является тем китом или, если хотите, черепахой, на которых весь электронный мир движется (переползает) в сторону создания единой мировой информационной Сети. Процесс этот, временами ускоряясь и замедляясь, до сегодняшнего дня отождествлялся со стандартом IP версии 4 или сокращенно IPv4. Но уже сейчас становится понятным, что прежде чем мировое интернет-сообщество дружно перейдет на новую спецификацию – IP версии 6, должна совершиться “тихая” революция, и не столько на уровне аппаратного обеспечения, сколько в умах и сердцах пользователей. Поэтому второе название новой спецификации - IPng (new generation), как оно ни банально звучит, может стать очень и очень символичным.

Адрес, сестра, адрес!

Итак, чем же все-таки плох IPv4? Недостатков у него, как и у всякого вполне законченного произведения, достаточно много. Прежде всего это адресация. В момент появления на свет этого протокола, число теоретически возможных хостов вызывала, по крайней мере, уважение – 4 294 967 296! Но с течением времени стало ясно, что реальных хостов, способных напрямую подсоединиться к глобальной Сети, гораздо меньше. Связано это прежде всего с изначально заложенной неоднородностью интернетного адресного пространства.

Но и это было бы еще ничего, если бы в самом начале развития Сети не казалось, что адресное пространство неисчерпаемо. В результате – сегодня теоретически возможно лишь получение адресов класса C, но и они вскоре должны закончиться. По оценкам организации IETF (Internet Engineering Task Force) это случится примерно где-то между 2005 и 2011 годом, причем львиную долю адресов из еще оставшегося адресного пространства "съедят" портативные сетевые устройства, количество которых постоянно растет.

Есть и второй недостаток современной адресации, связанный с присутствием в Сети магистральных маршрутизаторов. Такие устройства должны хранить многостраничные таблицы, описывающие адрес любого компьютера в любом сегменте мировой Сети. Если же вспомнить, что эти таблицы должны просматриваться при обработке каждого пакета, то становятся понятными те аппаратные и программные затраты, на которые идут держатели подобных устройств.

А что взамен…

Спецификация IPv6 определяет длину IP-адреса в 128 бит. Чтобы представить себе это число, надо уточнить, что на каждого жителя Земли будет приходиться примерно 215 адресов.

Для оптимизации выбора маршрута сигнала в сети была придумана новая иерархическая схема адресации. Вместо прежних двух уровней (адрес сети, адрес хоста) теперь будет использоваться целых пять уровней, и два их них будут характеризовать конкретного провайдера, что позволит значительно ускорить прохождение сигнала

В таблицах маршрутизации будут храниться не длинные адреса следующих хостов, а короткие префиксы. Чем крупнее узел, тем больше записей в таблице, но длина префикса меньше. Соответственно, длина таблиц окажется примерно одинаковой как в малых, так и в больших узлах.

Как это писать

Все мы привыкли считать IP-адресом набор из четырех десятичных цифр, разделенных точками. Теперь же адресом будет выглядеть совершенно иначе. Полная запись адреса, в соответствии с рекомендациями IPv6, будет состоять из восьми шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Практически же, судя по всему, будут использоваться соглашения, которые разрешают, во-первых, опускать старшие нули, а, во-вторых, не писать полностью нулевые числа. В результате адрес вида 501А:0000:0000:0000:00FC:ABCD:3F1F:3D5B можно будет записывать как 501А::::FC:ABCD:3F1F:3D5B.

Скорее всего, это и станет основной формой записи новых адресов.

Фрагменты теряются… Запретить!

Проблема фрагментации, существующая в спецификации IPv4, связана не столько с IP, сколько с протоколами передачи данных низкого уровня. Дело в том, что пакеты большого размера не подлежат передаче, в силу банальных, но непреодолимых физических законов. Поэтому, к примеру, длина пакета Ethernet ограничена 1500 байтами. Именно поэтому для передачи больших пакетов (до 65 535 байт) используется механизм фрагментации, то есть большой пакет разбивается на «куски» меньшего размера и в таком виде передается. Однако IPv4 разрешает осуществлять такое разбиение пакетов не только отправителю, но и любому маршрутизатору в сети - надо или не надо производить фрагментацию, каждый конкретный роутер решает для себя сам, а зависит это в первую очередь от его производительности, и только потом вступают в силу требования гарантированной доставки. Всей этой неприятной для передаваемой информации процедуры можно теоретически избежать, если запретить фрагментирование в промежуточных узлах, но на данный момент это нереально.

В IPv4 была сделана попытка такого запрета, однако механизм вычисления максимально допустимого размера пакета не был корректен для всех ОС. Поэтому параметр MTU, например, в Windows, не является обязательным, и о нем знают только те, кто умеет правильно редактировать системный реестр, и для того, чтобы запретить промежуточным узлам фрагментировать пакет, в IPv6 заложен механизм гарантированного определения MTU на всем пути передачи.

Большое количество – новое качество

Сеть десять лет назад и Сеть сейчас – совершенно разные вещи. В последнее время с развитием мультимедийных технологий появились такие службы, о которых раньше никто и не думал. Протоколы RealAudio и RealVideo определяют сегодня общепринятые требования не только к гарантированной ширине каналов, но и к качеству предлагаемых для передачи линий. Совокупность требований к пропускной способности и задержкам передачи теперь называется требованиями к качеству услуг, которые протокол IPv4 уже не способен гарантировать - просто потому что не может.

Вообще говоря, обеспечение качества услуг на сегодня является самым "узким" местом, даже для IPv6. В настоящее время разрабатываются два способа интерпретации поля “Type of service”, и, соответственно, две структуры обеспечения качества. Предполагается, что оба этих способа будут использоваться как независимо друг от друга, так и независимо от версии спецификации IP, в зависимости от ситуации.

Безопасность

С безопасностью в IPv4 вообще очень туго. А точнее – совсем никак. IPv4 создавался в то время, когда компьютерные взломщики и малолетние хакеры были всего лишь героями фантастических романов, а военно-промышленный комплекс США (для которого изначально был разработан стандарт TCP/IP) и не помышлял о ситуации, при которой информация, хранящаяся в сетях и на дисках станет достоянием общественности.

Сегодня становится понятным, что основой безопасной передачи пакетов по Сети должно стать с одной стороны шифрование передачи, а с другой - обеспечение надежной идентификации пользователей. Чтобы хоть как-то защищаться, сегодня используются в основном аппаратные средства, осуществляющие независимое кодирование и фильтрацию информации. Также этой цели служат и протоколы, располагающиеся между прикладными и транспортными уровнями стека TCP/IP. Пример такого протокола – широко применяемый сейчас SSL, кодирующий информацию непосредственно при передаче, а для того, чтобы не решать задачи безопасности на уровне приложений, спецификация IPv6 предлагает встроить средства защиты непосредственно в протокол сетевого уровня.

Осторожно, переход!

Теперь давайте представим себе, что все IP-сети во всем мире одновременно перешли на IPv6. Согласитесь, если бы это случилось, то предполагаемый поворот сибирских рек вспять показался бы детской забавой.

Однако некоторые аналитики полагают, что у большинства корпоративных клиентов во всем мире есть скрытый спрос на IPv6. На практике это может означать повальный переход на новый стандарт при условии появления на рынке соответствующей аппаратуры. Помня о судьбах всего нового в этом мире, разработчики IPv6 всерьез задумались о путях перехода на новый стандарт. Ведь все должно происходить постепенно и как можно незаметнее для рядового пользователя.

Путь номер один, который условно называется “двойной стек”, подразумевает, что каждый хост (работающий как с IPv4, так и с IPv6) обладает полным набором средств и инструментов для взаимодействия с обоими стандартами. Этот метод по сути своей настолько радикален, что требует не только аппаратных затрат, но и полной замены всего сетевого ПО. Однако при его использовании мы получаем “чистый” переход с одного стандарта на другой.

Второй путь - “шлюз прикладного уровня” - требует создания для каждого приложения свой шлюз, который будет конвертировать данные из одного стандарта в другой, и наоборот. Очевидно, что в начале процесса общего перехода на IPv6 этот путь станет приоритетным. Зато впоследствии, когда количество приложений существенно увеличится, необходимо будет использовать что-либо другое.

Самая популярная идея на сегодняшний день – это туннелирование. Смысл его заключается в организации своеобразного туннеля IPv6 сквозь существующие сети IPv4. Пакет нового стандарта вставляется (инкапсулируется) в пакет IPv4 на хосте-передатчике и “вынимается” на хосте-приемнике. Таким образом, сеть IPv6 становится совершенно независимой от сети IPv4, но… Аппаратно-программные затраты при этом достаточно существенны, поэтому этот метод используется сегодня в экспериментальных сетях IPv6, владельцы которых готовы идти на финансовый риск.

Интересный механизм перехода предложен специалистами Института Системного Программирования Российской Академии Наук. Называется он “бесконтекстный транслятор”, а суть его заключается в том, что на границе двух типов сетей организуется специальный шлюз, преобразующий трафик. При этом все то, что идет в сторону сети IPv6, преобразуется в соответствующий формат, независимо от содержания пакетов. Однако транслятор может работать только в одном направлении. Дело в том, что пространство адресов IPv4 может быть однозначно отражено в пространстве IPv6, но никак не наоборот. Поэтому этот механизм можно применять для связи локальных сетей IPv6 с глобальными сетевыми просторами, работающим под IPv4.

Уже работает

Совершенно необязательно быть гением, чтобы понимать все преимущества перехода на новую спецификацию. Сама логика развития Сети, особенно в последнее время, предполагает постоянное совершенствование, и некоторые компании, стремясь быть первыми на этом пути, уже сегодня эксплуатируют сети, построенные на IPv6.

Самой известной не сегодняшний день является сеть 6bone. Корпорация Sprint, владеющая этой сетью, предоставляет доступ по протоколу IPv6 примерно 70 организациям, занятым научными исследованиями. Свою же часть сети 6Bone компания использует для туннелирования трафика “традиционного” интернета. По словам представителей компании Sprint, такая организация позволяет реально оценить все преимущества спецификации IPv6 - в особенности, новые механизмы шифрования трафика и предоставления гарантированного качества услуг.

Американская фирма WorldCom осуществляет эксплуатацию своего сегмента магистральной национальной сети VBSN. В рамках исследования возможностей новой спецификации ряд узлов этой сети работает в режиме IPv6 поверх протокола ATM. Руководство компании считает, что работа этой сети на высоких магистральных скоростях (до 155 Мбит/с) позволит накопить бесценный практический опыт. Кроме того, специалисты WorldCom полагают, что протокол IPv6 откроет для клиентов новые возможности, связанные прежде всего с повышением безопасности сети.

С января 2000 года существует и европейский сегмент сети 6bone, который называется 6INIT. Его эксплуатирует компания EU Fifth Framework. Эта сеть состоит из нескольких веб-сайтов, доступ к которым организован по протоколу IPv6.

Азиатские страны, роль которых на рынке информационных технологий сегодня трудно переоценить, тоже не остаются в стороне. Японская компания Internet Initiative Japan Inc (IIJ) объявила о предоставлении полноценного IPv6 сервиса с 1 сентября 2000 года. При этом японцы планируют начать коммерческую эксплуатацию своей сети уже с 31 марта 2001 года.

Для тех пользователей, которые уже сегодня хотят опробовать возможности нового стандарта, можно рекомендовать посетить сайт http://www.freenet6.net/ . Во-первых, здесь находятся ссылки на ПО для организации IPv6 в любой операционной системе (включая и Windows NT и Cisco IOS). Во-вторых, вы сможете на практике ощутить все преимущества новой спецификации - например, сыграв в Quake через IPv6.

Ну когда же, когда?

Крупные компании-производители сетевого оборудования и программного обеспечения уже давно обратили внимание на новый стандарт. Корпорация Microsoft (ну куда же без нее!) еще во времена анонсирования и пререлизов Windows 95 заявляла, что эта ОС будет поддерживать новую спецификацию IPv6. Тогда ничего из этого не получилось, а сегодня ряд крупных компаний, специализирующихся на тестировании бета-версии ПО, испытывают в своих лабораториях версии Windows 2000 и Windows NT, поддерживающие IPv6.

Следующий шаг на пути глобального перехода на новую спецификацию протокола IPv6 должны сделать производители магистрального сетевого оборудования. Но вот они-то как раз и не торопятся. Хотя компания Cisco – признанный лидер рынка сетевых продуктов - уже сегодня проводит тестирования своей новой IOS, снабженной поддержкой IPv6, по оценкам наблюдателей, выход первых версий коммерческих продуктов и услуг на рынок состоится не ранее конца будущего года.

Словом, новое, как обычно, с трудом прокладывает себе дорогу. Но пользователи не особенно отчаиваются – ждали 25 лет, можно подождать и еще немного. Наверное, бума новой технологии надо ожидать где-нибудь к 2003 году. Будем надеяться, что к этому времени Россия не окажется снова на задворках мировой Сети, и новый интернет придет к нам без опоздания.

Источник: http://www.computery.ru/upgrade/

 


Copyright © "Internet Zone"info@izcity.com
Копирование и использование данных материалов разрешается только в случае указания на журнал "Internet Zone", как на источник получения информации. При этом во всех ссылках обязательно явное указание адреса вэб-сайта http://www.izcity.com/. При наличии у копируемого материала авторов и источника информации - их также нужно указывать, наряду со ссылкой на нас.