Í dag munum við rannsaka IPv6 samskiptareglur. Fyrri útgáfa CCNA námskeiðsins krafðist ekki nákvæmrar kynningar á þessari samskiptareglu, hins vegar, í þriðju útgáfu 200-125, er ítarlegt nám þess skylda til að standast prófið. IPv6 samskiptareglan var þróuð fyrir löngu síðan, en lengi vel var hún ekki mikið notuð. Það er mjög mikilvægt fyrir framtíðarþróun internetsins þar sem því er ætlað að útrýma göllum alls staðar nálægrar IPv4 samskiptareglur.
Þar sem IPv6 samskiptareglur eru frekar víðtækar umræður hef ég skipt henni í tvö kennslumyndbönd: Dag 24 og Dag 25. Fyrsta daginn munum við helga grunnhugtökum og þann síðari skoðum við að stilla IPv6 IP tölur fyrir Cisco tæki. Í dag, eins og venjulega, munum við fjalla um þrjú efni: þörfina fyrir IPv6, snið IPv6 vistfönga og tegundir IPv6 vistfönga.
Hingað til í kennslustundum okkar höfum við notað v4 IP tölur og þú ert vanur því að þær líta frekar einfaldar út. Þegar þú sást heimilisfangið sem sýnt var á þessari glæru, skildir þú fullkomlega um hvað málið snýst.
Hins vegar líta v6 IP tölur mjög mismunandi út. Ef þú þekkir ekki hvernig heimilisföng eru búin til í þessari útgáfu af netsamskiptareglunum verðurðu fyrst hissa á því að þessi tegund af IP tölu tekur mikið pláss. Í fjórðu útgáfu samskiptareglunnar höfðum við aðeins 4 aukastafa tölur og allt var einfalt með þær, en ímyndaðu þér að þú þurfir að segja vissum herra X nýja IP tölu hans eins og 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e : 0370: 7334.
En ekki hafa áhyggjur - við verðum í miklu betri stöðu í lok þessa kennslumyndbands. Við skulum fyrst skoða hvers vegna þörfin á að nota IPv6 kom upp.
Í dag nota flestir IPv4 og eru nokkuð ánægðir með það. Af hverju þurftirðu að uppfæra í nýju útgáfuna? Í fyrsta lagi eru IP vistföng útgáfa 4 32 bita löng. Þetta gerir þér kleift að búa til um það bil 4 milljarða vistföng á internetinu, það er að segja að nákvæmur fjöldi IP-tölu er 232. Þegar IPv4 var stofnað töldu verktaki að þessi fjöldi vistfönga væri meira en nóg. Ef þú manst er heimilisföng þessarar útgáfu skipt í 5 flokka: virka flokka A, B, C og varaflokka D (fjölvarpa) og E (rannsóknir). Þannig að þrátt fyrir að fjöldi starfandi IP tölur væri aðeins 75% af 4 milljörðum, voru höfundar samskiptareglunnar fullvissir um að þær myndu nægja fyrir allt mannkynið. Vegna örrar þróunar internetsins fór hins vegar að gæta skorts á ókeypis IP tölum á hverju ári og ef ekki væri fyrir notkun NAT tækni væri ókeypis IPv4 vistföngum lokið fyrir löngu. Reyndar hefur NAT orðið bjargvættur þessarar netsamskiptareglur. Þess vegna varð nauðsynlegt að búa til nýja útgáfu af netsamskiptareglunum, laus við galla 4. útgáfunnar. Þú gætir spurt hvers vegna þú hoppaðir beint úr útgáfu 5 í útgáfu 1,2. Þetta er vegna þess að útgáfa 3, eins og útgáfur XNUMX og XNUMX, voru tilraunaverkefni.
Svo, v6 IP tölur eru með 128 bita vistfangarými. Hversu oft heldurðu að mögulegum IP tölum hafi fjölgað? Þú munt líklega segja: "4 sinnum!". En það er það ekki, því 234 er nú þegar 4 sinnum stærra en 232. Svo 2128 er ótrúlega stórt - það er jafnt og 340282366920938463463374607431768211456. Það er fjöldi IP vistfönga sem eru tiltækar yfir IPv6. Þetta þýðir að þú getur úthlutað IP-tölu við allt sem þú vilt: bílinn þinn, síma, armbandsúr. Nútímamaður getur átt fartölvu, nokkra snjallsíma, snjallúr, snjallheimili - sjónvarp tengt við internetið, þvottavél tengd við internetið, heilt hús tengt við internetið. Þessi fjöldi heimilisfönga leyfir hugtakið "Internet of Things", sem er studd af Cisco. Þetta þýðir að allir hlutir í lífi þínu eru tengdir við internetið og þeir þurfa allir sína eigin IP tölu. Með IPv6 er það mögulegt! Sérhver manneskja á jörðinni getur notað milljónir heimilisfönga af þessari útgáfu fyrir tæki sín, og samt verða of mörg ókeypis. Við getum ekki spáð fyrir um hvernig tæknin mun þróast, en við getum vonað að mannkynið komi ekki á þann tíma þegar aðeins 1 tölva er eftir á jörðinni. Gera má ráð fyrir að IPv6 verði til í langan, langan tíma. Við skulum skoða hvað er sjötta útgáfan af IP-tölusniði.
Þessi heimilisföng eru sýnd sem 8 hópar sextánda tölustafa. Þetta þýðir að hver stafur heimilisfangsins er 4 bita langur, þannig að hver hópur af 4 slíkum stöfum er 16 bitar að lengd og allt heimilisfangið er 128 bitar að lengd. Hver hópur af 4 stöfum er aðskilinn frá næsta hópi með tvípunkti, ólíkt IPv4 vistföngum þar sem hópar voru aðskildir með punktum, vegna þess að punkturinn er tugatákn talna. Þar sem ekki er auðvelt að muna slíkt heimilisfang eru nokkrar reglur um styttingu þess. Fyrsta reglan segir að hægt sé að skipta út hópum af öllum núllum fyrir tvípunkta. Svipaða aðgerð er aðeins hægt að gera á hverri IP tölu einu sinni. Við skulum sjá hvað það þýðir.
Eins og þú sérð eru þrír hópar með 4 núllum í dæminu um heimilisfang. Heildarfjöldi tvípunkta sem aðskilja þessa 0000:0000:0000 hópa er 2. Þannig, ef þú notar tvöfaldan tvípunkt ::, þýðir það að núllhópar eru staðsettir á þessum heimilisfangsstað. Svo hvernig veistu hversu marga hópa af núllum þessi tvöfaldi ristill stendur fyrir? Ef þú skoðar styttingu heimilisfangsins geturðu talið 5 hópa með 4 stöfum. En þar sem við vitum að allt heimilisfangið samanstendur af 8 hópum, þá þýðir tvöfaldur ristill 3 hópar með 4 núllum. Þetta er fyrsta reglan í styttri mynd heimilisfangsins.
Önnur reglan segir að hægt sé að henda núllum í fremstu röð í hverjum hópi stafa. Til dæmis lítur 6. hópurinn í langa mynd heimilisfangsins út eins og 04FF, og stytt form hans mun líta út eins og 4FF, vegna þess að við slepptum fremsta núllinu. Þannig þýðir færslan 4FF ekkert annað en 04FF.
Með því að nota þessar reglur geturðu stytt hvaða IP tölu sem er. Hins vegar, jafnvel eftir styttinguna, lítur þetta heimilisfang ekki mjög stutt út. Síðar munum við skoða hvað þú getur gert í því, í bili mundu bara þessar 2 reglur.
Við skulum skoða hvað IPv4 og IPv6 vistfangahausarnir eru.
Þessi mynd sem ég tók af netinu útskýrir mjög vel muninn á þessum tveimur hausum. Eins og þú sérð er IPv4 vistfangahausinn miklu flóknari og inniheldur meiri upplýsingar en IPv6 hausinn. Ef hausinn er flókinn, þá eyðir beininn meiri tíma í að vinna úr honum til að taka leiðarákvörðun, þannig að þegar einfaldari IP tölur sjöttu útgáfunnar eru notaðar virka beinar skilvirkari. Þetta er ástæðan fyrir því að IPv6 er svo miklu betri en IPv4.
Lengd IPv4 haus frá 0 til 31 bita tekur 32 bita. Að undanskildum síðustu línunni af Valkostum og Padding, útgáfa 4 IP vistfang er 20-bæta vistfang, sem þýðir að lágmarksstærð þess er 20 bæti. Heimilisfangslengd sjöttu útgáfunnar hefur enga lágmarksstærð og slíkt heimilisfang hefur fasta lengd 40 bæti.
Í IPv4 hausnum kemur útgáfan fyrst og síðan lengd IHL haussins. Sjálfgefið er 20 bæti, en ef viðbótarupplýsingar um valkosti eru tilgreindar í hausnum geta þær verið lengri. Með því að nota Wireshark geturðu lesið útgáfugildið 4 og IHL gildið 5, sem þýðir fimm lóðréttir kubbar með 4 bætum (32 bita) hver, án valkostablokkar.
Tegund þjónustu gefur til kynna eðli pakkans - til dæmis raddpakka eða gagnapakka, vegna þess að raddumferð hefur forgang fram yfir aðrar tegundir umferðar. Í stuttu máli gefur þessi reitur til kynna forgang umferðarinnar. Heildarlengd er summan af hauslengdinni 20 bæti plús lengd farmsins, sem er gögnin sem verið er að flytja. Ef það er 50 bæti, þá verður heildarlengdin 70 bæti. Auðkenningarpakkinn er notaður til að sannreyna heilleika pakkans með því að nota tékksummubreytu hausathugunarsummuhaussins. Ef pakkinn er sundurliðaður í 5 hluta verður hver þeirra að hafa sama auðkenni - fragment offset Fragment Offset, sem getur haft gildi frá 0 til 4, en hvert brot af pakkanum verður að hafa sama offset gildi. Fánarnir gefa til kynna hvort brotaskipti séu leyfð. Ef þú vilt ekki að gagnabrot eigi sér stað, stillirðu DF - ekki sundurliða fánann. Það er fáni MF - meira brot. Þetta þýðir að ef fyrsti pakkinn er brotinn í 5 stykki, þá verður seinni pakkinn stilltur á 0, sem þýðir að ekki eru fleiri brot! Í þessu tilviki verður síðasta brot fyrsta pakkans merkt 4, svo að móttökutækið geti auðveldlega tekið pakkann í sundur, það er að beita sundrun.
Gefðu gaum að litunum sem notaðir eru á þessari glæru. Reitir sem hafa verið útilokaðir frá IPv6 hausnum eru merktir með rauðu. Blái liturinn sýnir færibreyturnar sem hafa verið fluttar frá fjórðu til sjöttu útgáfu samskiptareglunnar á breyttu formi. Gulu kassarnir héldust óbreyttir í báðum útgáfum. Græni liturinn sýnir reit sem birtist fyrst aðeins í IPv6.
Reitirnir Auðkenni, Fánar, Brotajöfnun og Höfuðathugunarsummu reitirnir hafa verið fjarlægðir vegna þess að sundrun á sér stað ekki við nútíma gagnaflutningsaðstæður og ekki er krafist eftirlitssummans. Fyrir mörgum árum, með hægum gagnaflutningum, var sundrungin nokkuð algeng, en í dag er IEEE 802.3 Ethernet með 1500-bæta MTU alls staðar nálægur og sundrunin er ekki lengur fyrir hendi.
TTL, eða packet time to live, er niðurtalningarteljari - þegar tíminn til að lifa nær 0 fellur pakkinn niður. Reyndar er þetta hámarksfjöldi hoppa sem hægt er að gera á þessu neti. Bókunarreiturinn gefur til kynna hvaða samskiptareglur, TCP eða UDP, er verið að nota á netinu.
Header Checksum er úrelt færibreyta, þannig að hún hefur verið fjarlægð úr nýju útgáfunni af samskiptareglunum. Næst eru reitirnir fyrir 32-bita upprunavistfang og 32-bita áfangastaðsfang. Ef við höfum einhverjar upplýsingar í Options línunni, þá breytist IHL gildið úr 5 í 6, sem gefur til kynna að það sé viðbótarreitur í hausnum.
IPv6 hausinn notar einnig útgáfu útgáfunnar og umferðarflokkurinn samsvarar reitnum Tegund þjónustu í IPv4 hausnum. Flæðismerkið er svipað og Traffic Class og er notað til að einfalda leið á einsleitu flæði pakka. Lengd farms þýðir lengd farmsins, eða stærð gagnareitsins sem er staðsettur í reitnum fyrir neðan hausinn. Lengd haussins sjálfs, 40 bæti, er stöðug og því hvergi getið.
Næsti hausreitur, Next Header, gefur til kynna hvers konar haus næsti pakki mun hafa. Þetta er mjög gagnleg aðgerð sem setur gerð næstu flutningssamskiptareglur - TCP, UDP, osfrv., og sem mun vera eftirsótt í framtíðargagnaflutningstækni. Jafnvel ef þú notar þína eigin siðareglur geturðu fundið út hvaða siðareglur eru næst.
Hopptakmarkið, eða Hop Limit, er hliðstætt TTL í IPv4 hausnum, það er kerfi til að koma í veg fyrir leiðarlykkjur. Næst eru reitirnir 128-bita upprunavistfang og 128-bita áfangafangsfang. Allur hausinn er 40 bæti að stærð. Eins og ég sagði, IPv6 er miklu einfaldara en IPv4 og mun skilvirkara fyrir leiðarákvarðanir.
Íhugaðu tegundir IPv6 vistfönga. Við vitum hvað unicast er - það er bein sending þegar eitt tæki er beintengt við annað og bæði tækin geta aðeins átt samskipti sín á milli. Multicast er útvarpssending og þýðir að nokkur tæki geta átt samskipti við eitt tæki á sama tíma, sem aftur getur átt samskipti við mörg tæki á sama tíma. Í þessum skilningi er multicast eins og útvarpsstöð, þar sem merki eru dreift alls staðar. Ef þú vilt heyra ákveðna rás verður þú að stilla útvarpið á ákveðna tíðni. Ef þú manst eftir kennslumyndbandinu um RIP-samskiptareglur, þá veistu að þessi samskiptaregla notar útsendingarlénið 255.255.255.255 til að dreifa uppfærslum, sem öll undirnet eru tengd við. En aðeins þau tæki sem nota RIP samskiptareglur munu fá þessar uppfærslur.
Önnur tegund útsendingar sem sást ekki í IPv4 heitir Anycast. Það er notað þegar þú ert með mörg tæki með sömu IP tölu og gerir þér kleift að senda pakka á næsta áfangastað frá hópi viðtakenda.
Þegar um er að ræða internetið, þar sem við erum með CDN net, getum við gefið dæmi um YouTube þjónustuna. Þessi þjónusta er notuð af mörgum í mismunandi heimshlutum, en það þýðir ekki að þeir tengist allir beint við netþjón fyrirtækisins í Kaliforníu. YouTube þjónustan hefur marga netþjóna um allan heim, til dæmis er indverski YouTube netþjónninn minn staðsettur í Singapúr. Að sama skapi hefur IPv6 samskiptareglur innbyggt kerfi til að útfæra CDN sendingu með því að nota landfræðilega dreifða netkerfi, það er að nota Anycast.
Eins og þú sérð vantar aðra útsendingartegund hér, Broadcast, vegna þess að IPv6 notar það ekki. En Multicast í þessari samskiptareglu virkar svipað og Broadcast í IPv4, aðeins á skilvirkari hátt.
Sjötta útgáfan af samskiptareglunni notar þrjár gerðir af vistföngum: Link Local, Unique Site Local og Global. Við munum að í IPv4 hefur eitt viðmót aðeins eina IP tölu. Gerum ráð fyrir að við séum með tvo beina tengda við hvert annað, þannig að hvert tengiviðmót mun aðeins hafa 1 IP tölu. Þegar IPv6 er notað fær hvert viðmót sjálfkrafa Link Local IP tölu. Þessi heimilisföng byrja á FE80::/64.
Þessar IP tölur eru aðeins notaðar fyrir staðbundnar tengingar. Fólk sem vinnur með Windows þekkir mjög svipuð heimilisföng eins og 169.254.X.X - þetta eru vistföng sem eru sjálfkrafa stillt af IPv4 samskiptareglunum.
Ef tölva biður DHCP-þjón um IP-tölu, en getur af einhverjum ástæðum ekki átt samskipti við hana, þá eru Microsoft tæki með kerfi sem gerir tölvunni kleift að úthluta sjálfri sér IP-tölu. Í þessu tilviki verður heimilisfangið eitthvað á þessa leið: 169.254.1.1. Svipuð staða mun koma upp ef við erum með tölvu, rofa og bein. Segjum sem svo að beininn hafi ekki fengið IP tölu frá DHCP þjóninum og úthlutað sjálfkrafa sömu IP tölu 169.254.1.1. Eftir það mun það senda ARP útsendingarbeiðni yfir netið í gegnum rofann, þar sem það mun spyrja hvort eitthvað nettæki hafi þetta heimilisfang. Eftir að hafa fengið beiðni mun tölvan svara honum: "Já, ég er með nákvæmlega sömu IP tölu!", Eftir það mun beininn úthluta sér nýju handahófi heimilisfangi, td 169.254.10.10, og aftur senda ARP beiðni yfir netið.
Ef enginn tilkynnir að hann sé með sama heimilisfang, þá mun hann halda heimilisfanginu 169.254.10.10 fyrir sig. Þannig geta tæki á staðarnetinu alls ekki notað DHCP-þjóninn, með því að nota sjálfvirka úthlutun IP-tölu til sín til að eiga samskipti sín á milli. Þetta er það sem sjálfvirk stilling IP-tölu er, sem við höfum séð oft en aldrei notað.
Á sama hátt hefur IPv6 kerfi til að úthluta Link Local IP vistföngum sem byrja á FE80::. Skurstrikið 64 þýðir aðskilnað netfönga og hýsilfönga. Í þessu tilviki þýðir fyrsta 64 netið og seinni 64 þýðir hýsilinn.
FE80:: þýðir heimilisföng eins og FE80.0.0.0/, þar sem skástrikinu er fylgt eftir með hluta af hýsingarfanginu. Þessi heimilisföng eru ekki þau sömu fyrir tækið okkar og viðmótið sem er tengt við það og eru stillt sjálfkrafa. Í þessu tilviki notar hýsilhlutinn MAC vistfangið. Eins og þú veist er MAC vistfangið 48 bita IP-tala, sem samanstendur af 6 blokkum með 2 sextánsímtölum. Microsoft notar slíkt kerfi, Cisco notar 3 kubba með 4 sextánsímtölum.
Í dæminu okkar munum við nota Microsoft röð af forminu 11:22:33:44:55:66. Hvernig úthlutar það MAC vistfang tækis? Þessi númeraröð í hýsingarfanginu, sem táknar MAC vistfangið, er skipt í tvo hluta: Vinstra megin eru þrír hópar 11:22:33, til hægri eru þrír hópar 44:55:66 og FF og FE bætist á milli þeirra. Þetta býr til 64 bita blokk af IP tölu gestgjafans.
Eins og þú veist er röðin 11:22:33:44:55:66 MAC vistfang sem er einstakt fyrir hvert tæki. Með því að stilla FF:FE MAC vistföng á milli tveggja talnahópa fáum við einstakt IP tölu fyrir þetta tæki. Þannig er búið til IP-tala af gerðinni Local Link, sem er eingöngu notuð til að koma á samskiptum milli nágranna án sérstakra stillinga og sérstakra netþjóna. Slíkt IP-tala er aðeins hægt að nota innan eins netkerfis og ekki hægt að nota það fyrir ytri samskipti utan þessa hluta.
Næsta tegund heimilisfangs er Unique Site Local Scope, sem samsvarar innri (einka) IPv4 IP vistföngum eins og 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 og 192.168.0.0/16. Ástæðan fyrir því að innri einka- og ytri opinber IP tölur eru notuð er vegna NAT tækninnar sem við ræddum um í fyrri kennslustundum. Unique Site Local Scope er tækni sem býr til innri IP tölur. Þú getur sagt: "Imran, vegna þess að þú sagðir að hvert tæki gæti haft sitt eigið IP-tölu, þess vegna fórum við yfir í IPv6", og það er alveg rétt hjá þér. En sumir kjósa að nota hugtakið innri IP tölur af öryggisástæðum. Í þessu tilviki er NAT notað sem eldveggur og utanaðkomandi tæki geta ekki átt í samskiptum við tæki sem eru staðsett inni á netinu vegna þess að þau eru með staðbundnar IP tölur sem eru ekki aðgengilegar frá ytra internetinu. Hins vegar skapar NAT mikil vandamál með VPN, svo sem ESP samskiptareglur. IPv4 notaði IPSec til öryggis, en IPv6 er með innbyggt öryggiskerfi, þannig að samskipti milli innri og ytri IP vistfanga eru mjög auðveld.
Til að gera þetta hefur IPv6 tvær mismunandi gerðir af vistföngum: á meðan einstök staðbundin vistföng samsvara IPv4 innri IP vistföngum, samsvara alþjóðleg heimilisföng IPv4 ytri vistföngum. Margir kjósa að nota alls ekki Unique Local heimilisföng, aðrir geta ekki án þeirra verið, svo þetta er stöðugt deilt. Ég tel að þú munt fá miklu meiri ávinning ef þú notar aðeins ytri IP tölur, fyrst og fremst hvað varðar hreyfanleika. Til dæmis mun tækið mitt hafa sömu IP tölu hvort sem ég er í Bangalore eða New York, svo ég get auðveldlega notað hvaða tæki sem er hvar sem er í heiminum.
Eins og ég sagði, IPv6 er með innbyggt öryggiskerfi sem gerir þér kleift að búa til örugg VPN göng milli skrifstofustaðsetningar þinnar og tækjanna þinna. Áður þurftum við utanaðkomandi vélbúnað til að búa til slík VPN göng, en í IPv6 er þetta innbyggður staðallbúnaður.
Þar sem við höfum rætt nógu mikið um efni í dag mun ég rjúfa kennslustundina okkar til að halda áfram umræðunni um sjöttu útgáfuna af IP Internet Protocol í næsta myndbandi. Fyrir heimavinnuna mun ég biðja þig um að kynna þér vel hvað sextán talnakerfið er, því til að skilja IPv6 er mjög mikilvægt að skilja umbreytingu tvítalnakerfisins í sextándakerfi og öfugt. Til dæmis, þú ættir að vita að 1111=F, og svo framvegis, biddu bara Google að redda því. Í næsta kennslumyndbandi mun ég reyna að æfa með þér í slíkri umbreytingu. Ég mæli með því að þú horfir á kennslumyndband dagsins nokkrum sinnum svo að þú hafir engar spurningar varðandi efni sem fjallað er um.
Þakka þér fyrir að vera hjá okkur. Líkar þér við greinarnar okkar? Viltu sjá meira áhugavert efni? Styðjið okkur með því að leggja inn pöntun eða mæla með því við vini, 30% afsláttur fyrir Habr notendur á einstökum hliðstæðum upphafsþjónum, sem var fundið upp af okkur fyrir þig: (fáanlegt með RAID1 og RAID10, allt að 24 kjarna og allt að 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 sinnum ódýrari? Aðeins hér í Hollandi! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - frá $99! Lestu um
Heimild: www.habr.com