Az IP protokoll jövôje: az IPv6

Az Internet hálózat méretének a növekedése az utóbbi években óriási mértékûre nôtt, ami felvetette a jelenlegi címzési rendszer és az IP protokoll korszerûsítését. A Modem Kor Kisszótár jelen száma ezzel a kérdéssel foglalkozik.

IPv4: A jelenlegi Internet hálózat az IPv4 protokollt használja, mely a 4-es verziószámú Internet protokollt jelenti. A régóta mûködô, jól bevált IPv4 protokollt egyáltalán nem olyan méretû hálózat kezelésére tervezték, mint amekkorává az Internet vált, illetve válni fog. A kilencvenes évek elejére már nyilvánvaló lett, hogy távlatilag új protokoll kidolgozására van szükség, ráadásul oly módon, hogy a két protokollnak hosszú idôn keresztül együtt kell tudni élnie a hálózatban. Az egész földgolyón egyszerre megvalósítani az áttérést ugyanis teljes képtelenség. Az IPv4 egyik problémája a címzés. A jelenlegi 32 bites címmel ugyan elméletileg közel 4 milliárd gépet lehet megcímezni, az „A", „B" és „C" osztályú kategorizálás (lásd elôzô számunk Kisszótár rovata) azonban ezt lényegesen lekorlátozza. Becslések szerint a jelenlegi fejlôdési ritmus mellett az IPv4 címkészlete 2005-re kimerül. Erôs késleltetési problémát okoz az IPv4-ben a csomagok fragmentálása, nem elég rugalmas az útvonalválasztás, nincs hierarchikus útvonalválasztás, nem megoldott a csomagok titkos küldése és azonosítása és a multicast támogatás is szegényes. Az IETF ezért az IP protokoll továbbfejlesztésére megalakította az IPng munkacsoportot.

IETF (Internet Engineering Task Force): Az Internet-technológia fejlesztését koordináló szervezet.

IPng (IP next generation): Az IETF által alapított munkacsoport, melynek feladata az új generációs IP protokoll kidolgozásának vezetése, koordinálása lett. A munka eredményeként 1993 ôszére hét különbözô elképzelés született, melyek között volt, amelyik csak egy kevés változást javasolt, de volt, amelyik teljesen új alapokra helyezte volna a kommunikációt. Az IPng ezek közül kiválasztotta a három legjobb javaslatot és azok közös továbbfejlesztését javasolta.

IPv6: A továbbfejlesztés eredményeként létrejött egy köztes verzió, majd 1994 novemberére megszületett az a változat, melyet az IETF már el tudott fogadni. Ezt a hatodik verziót nevezik IPv6-nak. Az IPv6 specifikációját az RFC 1883 rögzítette.

Az IPv6 címzési rendszer: Az IPv6 címzési rendszer az eddigi 32 bites címek helyett 128 bites címeket tartalmaz és megszûnnek az „A", „B" és „C" kategóriás megkülönböztetések. A címek továbbra is hálózati interfészeket vagy interfészek egy csoportját azonosítják. A címek három csoportba sorolhatók: unicast címek, anycast címek és multicast címek.

Unicast címek: Így nevezzük az egyetlen interfészt azonosító címet. Az erre a címre küldött csomag az adott interfészhez fog megérkezni.

Anycast címek: Interfészek egy csoportjához rendelt cím. Az erre a címre küldött csomag a csoport valamelyik, az útválasztás által legközelebbinek talált interfészéhez fog megérkezni.

Multicast címek: Interfészek egy csoportjához rendelt cím. Az erre a címre küldött csomag a csoport összes interfészéhez meg fog érkezni. Az IPv4-ben meglévô broadcast címzés szerepét a multicast címzés veszi át.

IPv6 fejléc: Az Interneten közlekedô csomagok egy fejléccel vannak ellátva, ennek segítségével jutnak el a megfelelô helyre. Az IPv6-ban új fejléc (header) struktúrát vezetnek be. A 64+256 bites fejléc elsô 64 bitje tartalmazza a különbözô vezérlô mezôket. Ebben található az IP protokoll 4 bites verziószáma, a 4 bites prioritás, a 24 bites QoS (Quality of Service) mezô, az IP csomag bájtokban megadott hosszát mutató 16 bites mezô, a 8 bites szelektor mezô, mely az állandó fejléc utáni opcionális fejléc típusát mutatja, a 8 bites Hop Limit, mely egy olyan számláló, melyet minden átlépett csomópont eggyel csökkent és ha ez nulla lesz, a csomagot a rendszer eldobja. A vezérlô mezôk után a 128 bites feladó címe és a 128 bites címzett címe következik.

Opcionális fejlécek: Az IPv4 esetében az opcionális fejléc használata jelentôsen lassította az útválasztók mûködését, mert a fejléc nem jelezte az opcionális fejléc típusát, ezért bármilyen opció megléte esetén az útválasztónak végig kellett olvasnia az opcionális fejlécet is. Ez az IPv6 esetében egyszerûsödik. Az opcionális fejlécek hossza az IPv6-ban nem kötött, de mindig 8 bájt egész számú többszöröse. Az opcionális fejlécek teszik lehetôvé többek között a csomagok fragmentációját, a hitelesítést, titkosítást és néhány olyan opciót, amit a címzettre vonatkozik.

6bone: Mivel az IPv6 bevezetését úgy kell megvalósítani az élô Internet hálózaton, hogy az fennakadások nélkül, az IPv4-gyel együttmûködve legyen lehetséges, ezért az IPv6 összes tulajdonságát hosszas vizsgálatnak kell alávetni. Erre a célra az 1996. márciusi IETF találkozó döntése alapján létrehoztak egy világméretû kísérleti virtuális IPv6 hálózatot a jelenlegi IPv4 hálózat infrastruktúráját felhasználva. A hálózat az IPv4 feletti „tunneling" technikával került kiépítésre és az útválasztók az IPv6 csomagokat IPv4 csomagokba rejtve ezeken az alagutakon keresztül szállítják. Ezt a virtuális IPv6 hálózatot nevezik 6bone-nak. A hálózatra IPv6 protokollal mûködô hosztok kapcsolódhatnak fel . Az elsô magyar IPv6-os hoszt 1997 áprilisában kapcsolódott fel a 6bone-ra a BME Folyamatszabályozási Tanszékén.

Áttérés az IPv4-rôl az IPv6-ra: Igen fontos kritérium, hogy az IPv4-bôl az IPv6-ba való átmenet fokozatosan tudjon megvalósulni, és hogy az IPv6-os hosztok és útválasztók elszórtan jelenhessenek meg a hálózat tetszôleges pontjain. Ez az egyetlen lehetséges stratégia ennek a gigantikus méretû hálózatnak az átállítására. Nem lesz tehát T-nap, amikor az átállást végre kell hajtani, hanem arról van szó, hogy fokozatosan fognak belépni az IPv6-os rendszerek és együttmûködni az IPv4-es berendezésekkel. Természetesen az IPv6 elônyeit csak az újonnan belépôk fogják érzékelni. Ehhez olyan formulákra is szükség van, hogy az IPv4 címek beágyazhatók legyenek az IPv6-os címekbe, s a még át nem állított routereken az IPv6-os forgalomnak továbbra is IPv4-es csomagok belsejében kell utazniuk.

Feladatot ró az átállás a domain név szerverekre (DNS) is, amelyeknek egyszerre kell ismerniük az IPv4-es és IPv6-os címeket. Az átállási algoritmusokat úgy kell végiggondolni, hogy az egyetlen elôfeltétel a DNS szerverek átállítása legyen, s innentôl kezdve mindenki akkor és olyan ütemezésben tér át az IPv6-ra, ahogy kedve és bátorsága engedi. Ha a fejlôdés változatlan ütemû marad, az IETF szakembereinek hamarosan el kell kezdeni keresni azt a protokollt, mely fel fogja váltani az IPv6-ot. De talán addig eltelik még néhány nyugodt év.