Az IP protokoll a TCP/IP protokollcsalád négyrétegű szerkezetében az
alulról második rétegben, az internetwork rétegben helyezkedik el, és
az egész protokollcsalád talán legfontosabb és legjellemzõbb protokolljának
tekinthetõ [RFC760][RFC791].
Feladata a csomagkapcsolt hálózaton a csomópontok közötti összeköttetés
megvalósítása. Az IP legfontosabb tulajdonságai:
- kapcsolat nélküli (connectionless) protokoll
- nem megbízható szolgáltatást nyújt
Az Internet jelenleg az IP 4. verzióját, az IPv4-et használja. Ez a
protokoll a 70-es években született, immár több mint 20 évvel ezelõtt. A
világ azonban nagyot változott azóta. Számítástechnikai eszközeink száma,
sebessége, kapacitása, tudása sokszorosára nőtt és továbbra is rohamosan
fejlődik. Az informatika az élet minden területére bevonult, és olyan
helyeken is megjelent amelyekre annak idején senki nem gondolhatott. Mindezzel
együtt természetesen a számítógéphálózatokkal szemben támasztott követelmények
is fokozatosan növekedtek és sok tekintetben megváltoztak. Meglepő, hogy az
IPv4, egy több mint 20 évvel ezelőtt kifejlesztett, és azóta változatlan
formában használt technológia milyen jól képes szolgálni még ma is az azóta
sokszorosára növekedett igényeket és a teljesen új, a tervezés idején még
nem is létező alkalmazási területeket. Hiszen az Internetet ma egyáltalán
nem arra használják, mint amire azt eredetileg szánták. Az IPv4 tehát
sikeresen kiállta az idők próbáját és minden kétséget kizáróan bizonyította
az alapkoncepció hibátlan voltát. Mégis, az utóbbi időben egyre gyakrabban
hallani egy új IP verzióról, az IPv6-ról. Kétségtelen, hogy az IPv4 mindmáig
kitűnően szolgálja a világ százmilliósra duzzadt Internet felhasználóinak
táborát, sok tekintetben azonban már megújításra szorul. Számos ponton elérkeztünk
már az IPv4 lehetőségeinek a határához, és továbblépés esetén ezek már
korlátokat jelentenek. Kétségtelen, hogy különféle kiegészítésekkel,
kisebb-nagyobb módosításokkal, pótfunkciók hozzáadásával a korlátokat tágíthatjuk
és az IPv4-et alkalmassá tehetjük arra, hogy ideig-óráig tovább éljünk
vele. Megnyugtató, hosszú távú megoldást azonban csak egy új verzió
kidolgozásával és bevezetésével érhetünk el. Az új verzió már megszületett,
a neve IPv6. A továbbiakban összefoglaljuk, hogy melyek az IPv6 célkitűzései,
hogyan jött létre, és hol tart ma a szabványosítás és implementálás
folyamata.
Az első probléma, amelynek kapcsán felvetődött egy új IP verzió
kifejlesztése, az IPv4 címterének korlátozottsága volt. Noha a 32 bit hosszúságú
IPv4 címek elvileg 2^32, azaz kb. 4 milliárd egyedi IP cím előállítását
teszik lehetővé, (gyakorlatilag ennél valamivel kevesebbet, hiszen a D és E
osztály speciális célokra van fenntartva, és az A, B és C osztályokban is
vannak ki nem osztható címek - broadcast cím, hálózat cím), az osztályozás,
illetve cím disztribúciós eljárás "nagyvonalúsága" miatt rendkívül
sok cím kihasználatlan marad, elvész. Így - bár még messze járunk a 4
milliárd hoszttól - egyes esetekben már ma is korlátot jelent az IPv4 címtartomány.
A korlátok feloldására több különböző megoldást dolgoztak ki az
IPv4-hez (ezek közül legelterjedtebb a NAT - Network Address Translation -
technika [RFC1631]) ám ezek egyike sem teljes értékű, és egy sor újabb
problémát vet fel. Végleges megoldást az IPv6-ban bevezetett 128 bites címek
hozhatnak. Ez a címtartomány még a legpazarlóbb címelosztási mechanizmus
esetén is több mint 1500 címet biztosít a Föld felületének minden egyes négyzetméterére,
és ez minden bizonnyal több mint elegendő. A jelenlegi útválasztási problémák
jó részére szintén megoldást jelent az IPv6. Az Interneten az útválasztás
az IP címek, egészen pontosan az A, B és C osztályú IP címekbe kódolt hálózati
címek alapján történik. A jelenlegi architektúra azonban nem eléggé
rugalmas, nem minden feladat oldható meg vele, a routing táblák esetenként túlságosan
nagyra duzzadhatnak, és a csomagkapcsolás maga is túl sok erőforrást, nagy
teljesítményt igényel a kapcsoló berendezésektől. Az IPv6 címek újfajta
felépítése, a megváltozott IP fejléc formátum e problémákra megoldást
nyújt.
Nagyméretű, sok hosztot kiszolgáló lokális hálózatokban a hálózat
menedzselése igen sok munkát jelent. Az egyik leggyakoribb és legfáradságosabb
munka a hosztok hálózati konfigurálása (IP címek, default GW, netmask, DNS,
stb. beállítása). E munka támogatására, megkönnyítésére fejlesztették
ki pl. az IPv4 felett használható DHCP-t, ám nincs az IPv4-ben beépített,
egységes, könnyen használható, minden igényt kielégítő megoldás e
feladatokra. Az IPv6 tervezésénél fontos szempont volt az automatikus
konfigurálás lehetőségének biztosítása. Ennek eredményeképpen az IPv6
segítségével hálózatra kapcsolódó hosztok plug-and-play módon használhatók.
A mai korszerű hálózatok, illetve alkalmazások egyik legkényesebb problémája
a biztonság megteremtése. Számos olyan eset van, amikor nagyon lényeges,
vagy kulcsfontosságú a hitelesítés lehetősége, az adatforgalom védelme,
stb. Jelenleg nagyon sok különféle megoldás létezik a különböző
alkalmazások biztonsági igényeinek kielégítésére. Ezek azonban nem egységesek,
a standard hálózati szolgáltatások felett különféle kiegészítéseket igényelnek,
legtöbbször alkalmazás szinten valósulnak meg. A TCP/IP protokoll készlet
jelenleg nem tartalmaz szabványos, beépített, hatékony mechanizmust a
biztonsági feladatok egységes megoldására. Az IPv6 az IPSec eljárást
standard szolgáltatásként kínálja, kész eszközt nyújtva ezáltal a legtöbb
biztonsággal kapcsolatos feladathoz.
Már napjainkban is léteznek mobil IP készülékek, és a közeljövőben várhatóan
gyorsan növekedni fog a számuk. Mivel a mobil készülékek változtatják földrajzi
helyzetüket, mindig más és más ponton kapcsolódnak a hálózatba. Esetükben
ezért a hagyományos útvonalválasztás nem alkalmazható hiszen az a hálózat
topológiáján alapszik. Az IPv6 tartalmazza, ill. támogatja azokat a
mechanizmusokat, amelyek segítségével a mobilis hosztok is kiszolgálhatók.
Az adat- és hang-kommunikáció, az audio és video rendszerek napjainkban
tapasztalható gyors integrációja eredményeként egyre több olyan új,
multimédiát is használó alkalmazás jelenik meg az informatikában, amelyek
a kielégítő minőség biztosítása érdekében az adathálózattól igénylik
a QoS támogatását (garantált sávszélesség), illetve nagy mennyiségű
adat igen gyors továbbítását. Az IPv6 fokozott támogatást nyújt ezen igények
kielégítéséhez, egyebek között az ún. "flow" bevezetésével,
RSVP támogatással, stb.
(az IPv6 létrehozásának története)
Az IP protokoll továbbfejlesztésének a gondolata a 90-es évek elején merült
fel elõször. A dolog nem volt még sürgetõ (gondoljunk csak arra, hogy az
Internet robbanásszerû növekedését kiváltó World Wide Web pl. csak 1993
nyarán indult el hódító útján, a hosztok és a felhasználók száma a
mainak töredéke volt csak, nem léteztek még üzleti célú Internet alkalmazások,
nem voltak komoly biztonsági igények, stb.). Volt tehát idő alaposan átgondolni
és előkészíteni a protokoll új változatának kifejlesztését. Az IETF több
felmérést is készíttetett az Internet várható növekedésével, fejlődésével
kapcsolatban. Tudjuk, hogy milyen nehéz az informatika fejlődésével
kapcsolatban több évre előre pontos jóslásokat tenni. Az említett tanulmányok
szerzői ezt mégis megkísérelték, és most, csaknem 10 év távlatából
visszatekintve meglepően tapasztaljuk hogy sok tekintetben igen jók voltak a
becslések. Akkor még utópisztikusnak hatott, ám ma már egyáltalán nem lepődünk
meg olyan kijelentéseken, mint pl. "IP everywhere" (IP-t mindenhova,
személyi számítógéptõl az autóig, telefontól a mosógépig, stb.), vagy
Internet hoszt minden iskolapadon, stb. A felmérésekből kiderült, hogy nagyjából
milyen ütemben fognak növekedni a címek és a teljesítmény iránti igények,
milyen új funkciókra lesz szükség.
Az IETF felvállalta a feladatot és elindította a kutatást egy új
protokoll kifejlesztésére. Az első fázisban egymástól függetlenül 7 különböző
munkacsoport dolgozott a saját javaslatán (CNAT, IP Encaps, Nimrod, Simple
CLNP, The P Internet Protocol (PIP), The Simple Internet Protocol (SIP), TP/IX).
A javaslatok 1992 végére készültek el, melyek közül az IETF néhányat rögvest
elvetett, mások szerzőit arra kérte, hogy együttesen dolgozzanak tovább egy
közös megoldáson. A legnehezebb feladatot az jelentette, hogy olyan
protokollt kellett kidolgozni, amely lassan, fokozatosan vezethető be, felülről
kompatibilis a régivel, így együtt tud működni vele akár hosszú időn át
is. Természetesen irreális lett volna olyan megoldásban gondolkozni, amely
azt igényelte volna, hogy az egész világon az egyik napról a másikra megtörténjen
a protokoll verzió váltás. Így az IETF egyik legfontosabb célkitűzése a
kompatibilitás megtartása, és a fokozatos, szinte észrevétlenül lebonyolítható
átállás lehetőségének a biztosítása volt.
A sok munkacsoport közös munkájának eredményeképpen kibontakozó új
protokollt először IPng (IP new generation) névvel illették, majd később
az IETF a javaslat elfogadásakor, 1994 végén megadta a 6-os verziószámot.
Az IPv6 az eredeti 7 javaslat 4 utódjának (Simple Internet Protocol Plus
(SIPP) [RFC1710], TCP and UDP with Bigger Addresses (TUBA) [RFC1347], Classless
Interdomain Routing (CIDR) [RFC1519], Source Demand Routing Protocol (SDRP)
[RFC1940]) sajátos összeolvasztásából (1994-ben) keletkezett [RFC1752],
legnagyobb részt a SIPP ötleteit felhasználva. Az elfogadott protokollt a következő
dokumentumok rögzítik:[RFC1883], [RFC2460]. A folytonosság érdekében az
IPv6 megőrizte az IPv4 jól bevált működési elvét, de optimalizálta azt
és olyan kiegészítéseket adott hozzá, amelyek nagyon hiányoztak az előző
verzióból. Az IPv6 végső részleteinek a kidolgozása és a szabványosítás
folyamata azóta is tart.
Az IETF az IPng javaslat elfogadása óta, 1995-től dolgozik az IPv6 szabványosításán.
Jelenleg 6 RFC már végső stádiumban van (draft standard), tehát
gyakorlatilag szabvánnyá emelkedett, míg további két tucat az ajánlás fázisában
van (proposed standard). Az elfogadott szabványok rögzítik az IPv6 alap
specifikációt [RFC2460], a címzési architektúrát [RFC2373], az
autokonfigurációt [RFC2461], [RFC2462], az ICMPv6-ot [RFC2463], stb. Ezek
alapján működő (ha nem is teljes) IPv6 implementáció készíthető.
A világ összes jelentős operációs rendszer, illetve router fejlesztő műhelyében
kifejlesztették már az IPv6 első változatait. Kb. 50 különféle IPv6
implementáció létezik, többek között a következő elterjedt operációs
rendszerekhez: FreeBSD, NetBSD, Linux, Solaris, AIX, Tru64 Unix, HP-UX, SCO,
IRIX, Windows 9X, Windows NT, Open VMS, UnixWare, OS/390, MacOS, valamint a
neves router gyártók berendezéseihez: Cisco, Nortel, 3Com, Hitachi, Ericsson,
Nokia, Telebit, stb. A harmadik generációs mobil eszközök már IPv6-ot is támogatni
fogják, így például a legnagyobb mobil eszköz szállítók 2001. elején
IPv6-al kompatibilis mobil eszközökkel fognak megjelenni a piacon először a
kapcsoló központokban, majd a felhasználói végberendézésekben is.
Az implementációk közül több már olyan szinten áll, hogy a gyártók
termékeikbe építve szállítják az IPv6 stacket. Így egyre több olyan
rendszer üzemel világszerte, amelyik bármely pillanatban képes átállni
IPv6 alapú kommunikációra.
Megkezdődött az IPv6 címtartományok kiosztása az igénylők között és
folyik a különféle meglévő hálózati alkalmazások IPv6-ra való felkészítése
is. A standard TCP/IP alkalmazásoknak (köztük a DNS-nek) már mind elkészült
az IPv6-os szerver és kliens verziója.
Az IPv6 legjelentősebb nemzetközi tesztkörnyezete az ún. 6bone [6BONE].
Ez egy kísérleti IPv6 hálózat, melynek egyes összeköttetésein natív IPv6
forgalom zajlik, míg más viszonylatokban a létező IPv4 Internet vonalakon
megvalósított alagutakon (tunel) haladnak át az IPv6 datagramok. A 6bone munkájában
már 40 ország sok-sok kutatóintézete és cége vesz részt. Számos nemzeti
IPv6 kísérleti hálózat is létezik a különböző országokban. Különösen
jelentősek az amerikai, kanadai és japán IPv6 hálózatok. Az IPv6 technológia
megismertetésének és terjesztésének számtalan nemzeti és nemzetközi
szintű fóruma van, és igen sok projekt foglalkozik IPv6 kutatásokkal. A 6ren
(IPv6 Research and Education Networks) [6ren], 6tap [6tap], freenet6 és mások
mellett megemlítendő az európai nemzetközi akadémiai backbone hálózat
koordinálását végző DANTE Quantum IPv6 testbed projektje [quantum_ipv6] is.
Fontos szerepet szánnak az IPv6-nak az amerikai és nemzetközi Internet2 és
hasonló projektekben.
Az IETF irányítása alatt most is több munkacsoport dolgozik a hátralévő
feladatok megoldásán (pl. IPng transition working group). Hála sok-sok ember
gondos és fáradságos munkájának, az IPv6 az új évezred küszöbére megérett
a bevezetésre [Case_for_ipv6]. Ez a folyamat már meg is kezdődött és várható,
hogy az igények szerint az elkövetkező néhány évben lassan ki fog
teljesedni.
|
Copyright
|
$Id: 2.why_ipv6.html 50 2001-06-07 16:10:02Z mohacsi $ |
