Hari ini kita akan mempelajari protokol IPv6. Versi sebelumnya dari kursus CCNA tidak memerlukan sosialisasi mendetail dengan protokol ini, namun, di versi ketiga 200-125, diperlukan studi mendalam untuk lulus ujian. Protokol IPv6 dikembangkan sejak lama, tetapi untuk waktu yang lama tidak digunakan secara luas. Ini sangat penting untuk pengembangan Internet di masa mendatang, karena dimaksudkan untuk menghilangkan kekurangan dari protokol IPv4 yang ada di mana-mana.
Karena protokol IPv6 adalah topik yang agak luas, saya telah membaginya menjadi dua tutorial video: Hari 24 dan Hari 25. Hari pertama kita akan mengabdikan diri pada konsep dasar, dan pada hari kedua kita akan melihat konfigurasi alamat IP IPv6 untuk Cisco perangkat. Hari ini, seperti biasa, kami akan membahas tiga topik: kebutuhan IPv6, format alamat IPv6, dan jenis alamat IPv6.
Sejauh ini dalam pelajaran kami, kami telah menggunakan alamat IP v4, dan Anda terbiasa dengan fakta bahwa alamat tersebut terlihat cukup sederhana. Ketika Anda melihat alamat yang ditunjukkan pada slide ini, Anda mengerti betul tentang apa itu semua.
Namun, alamat IP v6 terlihat sangat berbeda. Jika Anda tidak terbiasa dengan cara pembuatan alamat dalam versi Protokol Internet ini, pertama-tama Anda akan terkejut bahwa jenis alamat IP ini memakan banyak ruang. Dalam versi keempat protokol, kami hanya memiliki 4 angka desimal, dan semuanya sederhana dengannya, tetapi bayangkan Anda perlu memberi tahu Tuan X tertentu alamat IP barunya seperti 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e :0370: 7334.
Tapi jangan khawatir - kita akan berada di posisi yang jauh lebih baik di akhir tutorial video ini. Pertama mari kita lihat mengapa kebutuhan untuk menggunakan IPv6 muncul.
Saat ini, kebanyakan orang menggunakan IPv4 dan cukup senang dengannya. Mengapa Anda perlu meningkatkan ke versi baru? Pertama, alamat IP versi 4 panjangnya 32 bit. Ini memungkinkan Anda untuk membuat sekitar 4 miliar alamat di Internet, yaitu jumlah alamat IP yang tepat adalah 232. Pada saat pembuatan IPv4, pengembang percaya bahwa jumlah alamat ini lebih dari cukup. Jika Anda ingat, alamat versi ini dibagi menjadi 5 kelas: kelas aktif A, B, C dan kelas cadangan D (multicasting) dan E (penelitian). Jadi, meskipun jumlah alamat IP yang berfungsi hanya 75% dari 4 miliar, pembuat protokol yakin bahwa itu akan cukup untuk seluruh umat manusia. Namun, karena pesatnya perkembangan Internet, kekurangan alamat IP gratis mulai dirasakan setiap tahun, dan jika bukan karena penggunaan teknologi NAT, alamat IPv4 gratis pasti sudah lama berakhir. Nyatanya, NAT telah menjadi penyelamat protokol Internet ini. Itulah mengapa menjadi perlu untuk membuat versi baru dari protokol Internet, tanpa kekurangan dari versi ke-4. Anda mungkin bertanya mengapa Anda melompat langsung dari versi 5 ke versi 1,2. Ini karena versi 3, seperti versi XNUMX dan XNUMX, bersifat eksperimental.
Jadi, alamat IP v6 memiliki ruang alamat 128-bit. Berapa kali menurut Anda jumlah kemungkinan alamat IP telah meningkat? Anda mungkin akan berkata: "4 kali!". Tapi ternyata tidak, karena 234 sudah 4 kali lebih besar dari 232. Jadi 2128 sangat besar - sama dengan 340282366920938463463374607431768211456. Itulah jumlah alamat IP yang tersedia melalui IPv6. Artinya, Anda dapat menetapkan alamat IP ke apa pun yang Anda inginkan: mobil, ponsel, jam tangan. Orang modern dapat memiliki laptop, beberapa smartphone, jam tangan pintar, rumah pintar - TV yang terhubung ke Internet, mesin cuci yang terhubung ke Internet, seluruh rumah yang terhubung ke Internet. Jumlah alamat ini memungkinkan konsep "Internet of Things", yang didukung oleh Cisco. Artinya, semua hal dalam hidup Anda terhubung ke internet dan semuanya membutuhkan alamat IP sendiri. Dengan IPv6 itu mungkin! Setiap orang di Bumi dapat menggunakan jutaan alamat versi ini untuk perangkat mereka, dan masih akan ada terlalu banyak alamat gratis. Kami tidak dapat memprediksi bagaimana teknologi akan berkembang, tetapi kami dapat berharap bahwa umat manusia tidak akan sampai pada saat hanya ada 1 komputer yang tersisa di Bumi. Dapat diasumsikan bahwa IPv6 akan ada untuk waktu yang sangat lama. Mari kita lihat apa itu format alamat IP versi keenam.
Alamat ini ditampilkan sebagai 8 grup angka heksadesimal. Ini berarti bahwa setiap karakter alamat memiliki panjang 4 bit, sehingga setiap grup yang terdiri dari 4 karakter tersebut memiliki panjang 16 bit, dan seluruh alamat memiliki panjang 128 bit. Setiap grup yang terdiri dari 4 karakter dipisahkan dari grup berikutnya dengan titik dua, tidak seperti di alamat IPv4 di mana grup dipisahkan oleh titik, karena titik adalah representasi angka desimal. Karena alamat seperti itu tidak mudah diingat, ada beberapa aturan untuk mempersingkatnya. Aturan pertama mengatakan bahwa grup dari semua nol dapat diganti dengan titik dua ganda. Operasi serupa dapat dilakukan pada setiap alamat IP hanya 1 kali. Mari kita lihat apa artinya.
Seperti yang Anda lihat, dalam contoh alamat yang diberikan, ada tiga grup dengan 4 angka nol. Jumlah total titik dua yang memisahkan grup 0000:0000:0000 ini adalah 2. Jadi, jika Anda menggunakan titik dua ganda ::, ini berarti bahwa grup nol berada di lokasi alamat ini. Jadi, bagaimana Anda tahu berapa banyak kelompok nol yang merupakan singkatan dari titik dua ganda ini? Jika Anda melihat bentuk alamat yang disingkat, Anda dapat menghitung 5 grup yang terdiri dari 4 karakter. Tetapi karena kita tahu bahwa alamat lengkap terdiri dari 8 grup, maka tanda titik dua berarti 3 grup yang terdiri dari 4 nol. Ini adalah aturan pertama dari bentuk alamat yang disingkat.
Aturan kedua mengatakan bahwa Anda dapat membuang nol di depan di setiap grup karakter. Misalnya, grup ke-6 dari bentuk alamat yang panjang terlihat seperti 04FF, dan bentuk singkatannya akan terlihat seperti 4FF, karena kita menghilangkan nol di depan. Jadi, entri 4FF berarti tidak lebih dari 04FF.
Dengan menggunakan aturan ini, Anda dapat mempersingkat alamat IP apa pun. Namun, bahkan setelah diperpendek, alamat ini tidak terlihat terlalu pendek. Nanti kita akan melihat apa yang dapat Anda lakukan, untuk saat ini ingat saja 2 aturan ini.
Mari kita lihat apa itu header alamat IPv4 dan IPv6.
Gambar yang saya ambil dari internet ini menjelaskan dengan sangat baik perbedaan antara kedua header tersebut. Seperti yang Anda lihat, header alamat IPv4 jauh lebih kompleks dan berisi lebih banyak informasi daripada header IPv6. Jika headernya rumit, maka router menghabiskan lebih banyak waktu untuk memprosesnya untuk membuat keputusan perutean, jadi saat menggunakan alamat IP versi keenam yang lebih sederhana, router bekerja lebih efisien. Inilah mengapa IPv6 jauh lebih baik daripada IPv4.
Panjang header IPv4 dari 0 hingga 31 bit membutuhkan 32 bit. Tidak termasuk baris terakhir Opsi dan Pengisi, alamat IP versi 4 adalah alamat 20 byte, artinya ukuran minimumnya adalah 20 byte. Panjang alamat versi keenam tidak memiliki ukuran minimum, dan alamat tersebut memiliki panjang tetap 40 byte.
Di header IPv4, versi didahulukan, diikuti dengan panjang header IHL. Standarnya adalah 20 byte, tetapi jika informasi Opsi tambahan ditentukan di header, bisa lebih panjang. Menggunakan Wireshark, Anda dapat membaca nilai Versi 4 dan nilai IHL 5, yang berarti lima blok vertikal masing-masing 4 byte (32 bit), tidak termasuk blok Opsi.
Jenis Layanan menunjukkan sifat paket - misalnya, paket suara atau paket data, karena lalu lintas suara lebih diutamakan daripada jenis lalu lintas lainnya. Singkatnya, bidang ini menunjukkan prioritas lalu lintas. Panjang Total adalah jumlah panjang header 20 byte ditambah panjang payload, yaitu data yang ditransfer. Jika 50 byte, maka panjang totalnya adalah 70 byte. Paket Identifikasi digunakan untuk memverifikasi integritas paket menggunakan parameter checksum dari header Header Checksum. Jika paket dipecah menjadi 5 bagian, masing-masing harus memiliki pengenal yang sama - Fragment Offset Fragment Offset, yang dapat memiliki nilai dari 0 hingga 4, sedangkan setiap fragmen paket harus memiliki nilai offset yang sama. Bendera menunjukkan apakah pemindahan fragmen diperbolehkan. Jika Anda tidak ingin terjadi fragmentasi data, Anda menyetel DF - jangan fragmen flag. Ada bendera MF - lebih banyak fragmen. Artinya jika paket pertama dipecah menjadi 5 bagian, maka paket kedua akan diset ke 0, artinya tidak ada lagi fragmen! Dalam hal ini, fragmen terakhir dari paket pertama akan ditandai 4, sehingga perangkat penerima dapat dengan mudah membongkar paket tersebut, yaitu menerapkan defragmentasi.
Perhatikan warna yang digunakan pada slide ini. Kolom yang telah dikecualikan dari header IPv6 ditandai dengan warna merah. Warna biru menunjukkan parameter yang telah ditransfer dari protokol versi keempat hingga keenam dalam bentuk yang dimodifikasi. Kotak kuning tetap tidak berubah di kedua versi. Warna hijau menunjukkan bidang yang pertama kali muncul hanya di IPv6.
Bidang Identification, Flags, Fragment Offset, dan Header Checksum telah dihapus karena fakta bahwa fragmentasi tidak terjadi dalam kondisi transfer data modern dan verifikasi checksum tidak diperlukan. Bertahun-tahun yang lalu, dengan transfer data yang lambat, fragmentasi cukup umum, tetapi hari ini IEEE 802.3 Ethernet dengan MTU 1500-byte ada di mana-mana, dan fragmentasi tidak lagi ditemui.
TTL, atau waktu paket untuk hidup, adalah penghitung mundur - ketika waktu hidup mencapai 0, paket akan dibuang. Faktanya, ini adalah jumlah lompatan maksimum yang dapat dilakukan di jaringan ini. Bidang Protokol menunjukkan protokol mana, TCP atau UDP, yang digunakan di jaringan.
Header Checksum adalah parameter yang tidak digunakan lagi, sehingga telah dihapus dari versi baru protokol. Berikutnya adalah kolom alamat sumber 32-bit dan alamat tujuan 32-bit. Jika kami memiliki beberapa informasi di baris Opsi, maka nilai IHL berubah dari 5 menjadi 6, yang menunjukkan bahwa ada bidang tambahan di tajuk.
Header IPv6 juga menggunakan versi Versi, dan Kelas Lalu Lintas sesuai dengan bidang Jenis Layanan di header IPv4. Label Aliran mirip dengan Kelas Lalu Lintas dan digunakan untuk menyederhanakan perutean aliran paket yang homogen. Panjang Muatan berarti panjang muatan, atau ukuran bidang data yang terletak di bidang di bawah header. Panjang header itu sendiri, 40 byte, konstan dan karenanya tidak disebutkan di mana pun.
Bidang header berikutnya, Header Berikutnya, menunjukkan jenis header apa yang akan dimiliki paket berikutnya. Ini adalah fungsi yang sangat berguna yang menetapkan jenis protokol transport berikutnya - TCP, UDP, dll., dan yang akan sangat diminati dalam teknologi transfer data di masa mendatang. Bahkan jika Anda menggunakan protokol Anda sendiri, Anda dapat mengetahui protokol mana yang berikutnya.
Batas hop, atau Batas Hop, analog dengan TTL di header IPv4, ini adalah mekanisme untuk mencegah loop perutean. Berikutnya adalah kolom alamat sumber 128-bit dan alamat tujuan 128-bit. Seluruh header berukuran 40 byte. Seperti yang saya katakan, IPv6 jauh lebih sederhana daripada IPv4 dan jauh lebih efisien untuk keputusan perutean router.
Pertimbangkan jenis alamat IPv6. Kami tahu apa itu unicast - ini adalah transmisi terarah ketika satu perangkat terhubung langsung ke perangkat lain dan kedua perangkat hanya dapat berkomunikasi satu sama lain. Multicast adalah transmisi siaran dan berarti beberapa perangkat dapat berkomunikasi dengan satu perangkat pada saat yang sama, yang pada gilirannya dapat berkomunikasi dengan beberapa perangkat pada waktu yang sama. Dalam pengertian ini, multicast seperti stasiun radio yang sinyalnya tersebar di mana-mana. Jika Anda ingin mendengar saluran tertentu, Anda harus menyetel radio ke frekuensi tertentu. Jika Anda ingat tutorial video tentang protokol RIP, maka Anda tahu bahwa protokol ini menggunakan domain siaran 255.255.255.255 untuk mendistribusikan pembaruan, yang menghubungkan semua subnet. Tetapi hanya perangkat yang menggunakan protokol RIP yang akan menerima pembaruan ini.
Jenis siaran lain yang tidak terlihat di IPv4 disebut Anycast. Ini digunakan ketika Anda memiliki banyak perangkat dengan alamat IP yang sama dan memungkinkan Anda mengirim paket ke tujuan terdekat dari sekelompok penerima.
Dalam kasus Internet, di mana kami memiliki jaringan CDN, kami dapat memberikan contoh layanan YouTube. Layanan ini digunakan oleh banyak orang di berbagai belahan dunia, tetapi ini tidak berarti bahwa semuanya terhubung langsung ke server perusahaan di California. Layanan YouTube memiliki banyak server di seluruh dunia, misalnya server YouTube India saya berlokasi di Singapura. Demikian pula, protokol IPv6 memiliki mekanisme bawaan untuk mengimplementasikan transmisi CDN menggunakan struktur jaringan yang terdistribusi secara geografis, yaitu menggunakan Anycast.
Seperti yang Anda lihat, ada jenis siaran lain yang hilang di sini, Siaran, karena IPv6 tidak menggunakannya. Tetapi Multicast dalam protokol ini bertindak mirip dengan Siaran di IPv4, hanya dengan cara yang lebih efisien.
Versi keenam dari protokol ini menggunakan tiga jenis alamat: Tautan Lokal, Situs Unik Lokal, dan Global. Kita ingat bahwa di IPv4 satu antarmuka hanya memiliki satu alamat IP. Mari kita asumsikan kita memiliki dua router yang terhubung satu sama lain, sehingga masing-masing antarmuka koneksi hanya memiliki 1 alamat IP. Saat menggunakan IPv6, setiap antarmuka secara otomatis menerima alamat IP Link Lokal. Alamat ini dimulai dengan FE80 ::/64.
Alamat IP ini hanya digunakan untuk koneksi lokal. Orang yang bekerja dengan Windows mengetahui alamat yang sangat mirip seperti 169.254.X.X - ini adalah alamat yang dikonfigurasi secara otomatis oleh protokol IPv4.
Jika komputer meminta alamat IP dari server DHCP, tetapi karena alasan tertentu tidak dapat berkomunikasi dengannya, perangkat Microsoft memiliki mekanisme yang memungkinkan komputer menetapkan alamat IP untuk dirinya sendiri. Dalam hal ini, alamatnya akan seperti ini: 169.254.1.1. Situasi serupa akan muncul jika kita memiliki komputer, sakelar, dan perute. Misalkan router tidak menerima alamat IP dari server DHCP dan secara otomatis menetapkan sendiri alamat IP yang sama 169.254.1.1. Setelah itu, itu akan mengirimkan permintaan siaran ARP melalui jaringan melalui sakelar, di mana ia akan menanyakan apakah beberapa perangkat jaringan memiliki alamat ini. Setelah menerima permintaan, komputer akan menjawabnya: "Ya, saya memiliki alamat IP yang persis sama!", Setelah itu router akan menetapkan sendiri alamat acak baru, misalnya, 169.254.10.10, dan kembali mengirimkan permintaan ARP melalui jaringan.
Jika tidak ada yang melaporkan bahwa dia memiliki alamat yang sama, maka dia akan menyimpan alamat 169.254.10.10 untuk dirinya sendiri. Dengan demikian, perangkat di jaringan lokal mungkin tidak menggunakan server DHCP sama sekali, menggunakan mekanisme penetapan alamat IP secara otomatis untuk diri mereka sendiri agar dapat berkomunikasi satu sama lain. Inilah konfigurasi otomatis alamat IP, yang telah kita lihat berkali-kali tetapi tidak pernah digunakan.
Demikian pula, IPv6 memiliki mekanisme untuk menetapkan alamat Link Local IP yang dimulai dengan FE80::. Garis miring 64 berarti pemisahan alamat jaringan dan alamat host. Dalam hal ini, 64 pertama berarti jaringan, dan 64 kedua berarti tuan rumah.
FE80:: berarti alamat seperti FE80.0.0.0/, di mana garis miring diikuti oleh bagian dari alamat host. Alamat ini tidak sama untuk perangkat kami dan antarmuka yang terhubung dengannya dan dikonfigurasi secara otomatis. Dalam hal ini, bagian host menggunakan alamat MAC. Seperti yang Anda ketahui, alamat MAC adalah alamat IP 48-bit yang terdiri dari 6 blok dari 2 angka heksadesimal. Microsoft menggunakan sistem seperti itu, Cisco menggunakan 3 blok dari 4 angka heksadesimal.
Dalam contoh kita, kita akan menggunakan urutan Microsoft dalam bentuk 11:22:33:44:55:66. Bagaimana cara menetapkan alamat MAC suatu perangkat? Urutan angka dalam alamat host ini, yang merupakan alamat MAC, dibagi menjadi dua bagian: di sebelah kiri adalah tiga grup 11:22:33, di sebelah kanan adalah tiga grup 44:55:66, dan FF dan FE ditambahkan di antara mereka. Ini menciptakan blok 64 bit dari alamat IP host.
Seperti yang Anda ketahui, urutan 11:22:33:44:55:66 adalah alamat MAC yang unik untuk setiap perangkat. Dengan menyetel alamat MAC FF:FE di antara dua grup angka, kami mendapatkan alamat IP unik untuk perangkat ini. Beginilah cara alamat IP dari jenis Tautan Lokal dibuat, yang hanya digunakan untuk menjalin komunikasi antar tetangga tanpa konfigurasi khusus dan server khusus. Alamat IP seperti itu hanya dapat digunakan dalam satu segmen jaringan dan tidak dapat digunakan untuk komunikasi eksternal di luar segmen ini.
Jenis alamat berikutnya adalah Cakupan Lokal Situs Unik, yang sesuai dengan alamat IP IPv4 internal (pribadi) seperti 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, dan 192.168.0.0/16. Alasan mengapa alamat IP privat internal dan publik eksternal digunakan adalah karena teknologi NAT yang telah kita bicarakan di pelajaran sebelumnya. Cakupan Lokal Situs Unik adalah teknologi yang menghasilkan alamat IP internal. Anda dapat mengatakan: "Imran, karena Anda mengatakan bahwa setiap perangkat dapat memiliki alamat IP-nya sendiri, itulah mengapa kami beralih ke IPv6", dan Anda benar sekali. Namun beberapa orang lebih suka menggunakan konsep alamat IP internal untuk alasan keamanan. Dalam hal ini, NAT digunakan sebagai firewall, dan perangkat eksternal tidak dapat berkomunikasi secara sewenang-wenang dengan perangkat yang berada di dalam jaringan, karena mereka memiliki alamat IP lokal yang tidak dapat diakses dari Internet eksternal. Namun, NAT menimbulkan banyak masalah dengan VPN, seperti protokol ESP. IPv4 menggunakan IPSec untuk keamanan, tetapi IPv6 memiliki mekanisme keamanan bawaan, sehingga komunikasi antara alamat IP internal dan eksternal sangat mudah.
Untuk melakukan ini, IPv6 memiliki dua jenis alamat yang berbeda: sementara alamat Lokal Unik sesuai dengan alamat IP internal IPv4, alamat Global sesuai dengan alamat eksternal IPv4. Banyak orang memilih untuk tidak menggunakan alamat Lokal Unik sama sekali, yang lain tidak dapat melakukannya tanpa mereka, jadi ini menjadi bahan perdebatan terus-menerus. Saya yakin Anda akan mendapatkan lebih banyak manfaat jika hanya menggunakan alamat IP eksternal, terutama dalam hal mobilitas. Misalnya, perangkat saya akan memiliki alamat IP yang sama baik saat saya berada di Bangalore atau New York, jadi saya dapat dengan mudah menggunakan perangkat mana pun di dunia.
Seperti yang saya katakan, IPv6 memiliki mekanisme keamanan bawaan yang memungkinkan Anda membuat terowongan VPN yang aman antara lokasi kantor dan perangkat Anda. Sebelumnya, kami membutuhkan mekanisme eksternal untuk membuat terowongan VPN seperti itu, tetapi di IPv6 ini adalah mekanisme standar bawaan.
Karena kita telah membahas cukup banyak topik hari ini, saya akan menyela pelajaran kita untuk melanjutkan pembahasan IP Internet Protocol versi keenam di video berikutnya. Untuk pekerjaan rumah, saya akan meminta Anda untuk mempelajari dengan baik apa itu sistem bilangan heksadesimal, karena untuk memahami IPv6, sangat penting untuk memahami konversi sistem bilangan biner ke heksadesimal dan sebaliknya. Misalnya, Anda harus tahu bahwa 1111=F, dan seterusnya, minta saja Google untuk mengurutkannya. Dalam tutorial video berikutnya, saya akan mencoba berlatih dengan Anda dalam transformasi seperti itu. Saya sarankan Anda menonton video tutorial hari ini beberapa kali sehingga Anda tidak memiliki pertanyaan tentang topik yang dibahas.
Terima kasih untuk tetap bersama kami. Apakah Anda menyukai artikel kami? Ingin melihat konten yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman, Diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server level awal, yang kami ciptakan untuk Anda: (tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya disini di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai $99! Membaca tentang
Sumber: www.habr.com