Hari ini kita akan mengkaji protokol IPv6. Versi sebelumnya kursus CCNA tidak memerlukan pengenalan terperinci dengan protokol ini, tetapi dalam versi ketiga 200-125, kajian mendalamnya diperlukan untuk lulus peperiksaan. Protokol IPv6 telah dibangunkan agak lama dahulu, tetapi untuk masa yang lama ia tidak digunakan secara meluas. Ia sangat penting untuk pembangunan Internet selanjutnya, kerana ia bertujuan untuk menghapuskan kelemahan protokol IPv4 yang ada di mana-mana.
Memandangkan protokol IPv6 adalah topik yang agak luas, saya telah membahagikannya kepada dua pelajaran video: Hari 24 dan Hari 25. Hari pertama kita akan menumpukan kepada konsep asas, dan pada hari kedua kita akan melihat untuk menyediakan alamat IP menggunakan Protokol IPv6 untuk peranti Cisco. Hari ini kita akan membincangkan tiga topik seperti biasa: keperluan untuk IPv6, format alamat IPv6 dan jenis alamat IPv6.
Setakat ini dalam pelajaran kami, kami telah menggunakan alamat IP menggunakan protokol v4, dan anda sudah biasa dengan fakta bahawa ia kelihatan agak mudah. Apabila anda melihat alamat yang ditunjukkan pada slaid ini, anda memahami dengan baik apa yang kami bincangkan.
Walau bagaimanapun, alamat IP v6 kelihatan sangat berbeza. Jika anda tidak biasa dengan cara alamat IP dicipta dalam versi Protokol Internet ini, perkara pertama yang mungkin mengejutkan anda ialah alamat IP jenis ini memakan banyak ruang. Dalam versi keempat protokol kami hanya mempunyai 4 nombor perpuluhan, dan semuanya mudah dengan mereka, tetapi bayangkan anda perlu memberitahu En. X alamat IP baharunya seperti 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e: 0370: 7334.
Jangan risau, walaupunβkami akan berada dalam kedudukan yang lebih baik pada penghujung tutorial video ini. Mari kita lihat dahulu mengapa terdapat keperluan untuk menggunakan IPv6.
Hari ini, kebanyakan orang menggunakan IPv4 dan cukup gembira dengannya. Mengapa anda perlu bertukar kepada versi baharu? Pertama, alamat IP versi 4 adalah 32 bit panjang. Ini membolehkan penciptaan kira-kira 4 bilion alamat di Internet, iaitu, jumlah tepat alamat IP ialah 232. Pada masa penciptaan IPv4, pembangun percaya bahawa bilangan alamat ini lebih daripada mencukupi. Jika anda masih ingat, alamat versi ini dibahagikan kepada 5 kelas: kelas aktif A, B, C dan kelas simpanan D (penyelidikan) dan E (penyelidikan). Oleh itu, walaupun bilangan alamat IP yang berfungsi hanya 75% daripada 4 bilion, pencipta protokol yakin bahawa ia akan mencukupi untuk semua manusia. Walau bagaimanapun, disebabkan perkembangan pesat Internet, setiap tahun mula berlaku kekurangan alamat IP percuma, dan jika tidak kerana penggunaan teknologi NAT, alamat IPv4 percuma sudah lama kehabisan. Malah, NAT menjadi penyelamat protokol Internet ini. Itulah sebabnya terdapat keperluan untuk mencipta versi baharu protokol Internet, tanpa kekurangan versi ke-4. Anda mungkin bertanya mengapa mereka pergi terus dari versi keempat ke versi keenam. Ini disebabkan oleh fakta bahawa versi 5, seperti versi 1,2 dan 3, adalah percubaan.
Jadi, alamat IP v6 mempunyai ruang alamat 128-bit. Berapa kali anda fikir bilangan alamat IP yang mungkin telah meningkat? Anda mungkin akan berkata: "4 kali!" Tetapi ini tidak benar, kerana 234 sudah 4 kali lebih besar daripada 232. Jadi nilai 2128 adalah sangat besar - ia bersamaan dengan 340282366920938463463374607431768211456. Ini ialah bilangan alamat IP yang tersedia di bawah protokol IPv6. Ini bermakna anda boleh memberikan alamat IP kepada apa sahaja yang anda mahu: kereta anda, telefon anda, jam tangan anda. Orang moden boleh mempunyai komputer riba, beberapa telefon pintar, jam tangan pintar, rumah pintar - TV yang disambungkan ke Internet, mesin basuh yang disambungkan ke Internet, seluruh rumah yang disambungkan ke Internet. Bilangan alamat ini memungkinkan untuk melaksanakan konsep "Internet Perkara" yang disokong Cisco. Ini bermakna semua perkara dalam hidup anda disambungkan ke Internet, dan semuanya memerlukan alamat IP mereka sendiri. Dengan IPv6 adalah mungkin! Setiap orang di Bumi boleh menggunakan berjuta-juta alamat versi ini untuk peranti mereka, dan masih terdapat terlalu banyak alamat percuma. Kita tidak boleh meramalkan bagaimana teknologi akan berkembang, tetapi kita boleh berharap bahawa manusia tidak akan tiba pada masa yang hanya tinggal 1 komputer di Bumi. Kita boleh mengandaikan bahawa IPv6 akan wujud untuk masa yang lama dan lama. Mari lihat apakah format alamat IP versi XNUMX.
Alamat ini dipaparkan sebagai 8 kumpulan nombor perenambelasan. Ini bermakna setiap aksara alamat adalah 4 bit panjang, jadi setiap kumpulan 4 aksara tersebut adalah 16 bit panjang, dan keseluruhan alamat adalah 128 bit panjang. Setiap kumpulan 4 aksara dipisahkan daripada kumpulan seterusnya oleh titik bertindih, tidak seperti alamat IPv4 di mana kumpulan dipisahkan oleh noktah kerana noktah ialah bentuk perpuluhan nombor. Memandangkan alamat sedemikian tidak mudah diingati, terdapat beberapa peraturan untuk memendekkannya. Peraturan pertama menyatakan bahawa kumpulan yang terdiri daripada semua sifar boleh digantikan dengan bertitik dua. Operasi serupa boleh dilakukan pada setiap alamat IP hanya 1 kali. Mari lihat apa maksudnya.
Seperti yang anda lihat, dalam contoh alamat yang diberikan terdapat tiga kumpulan 4 sifar. Jumlah titik bertindih yang memisahkan kumpulan ini 0000:0000:0000 ialah 2. Oleh itu, jika anda menggunakan bertindih bertindih ::, ini bermakna terdapat kumpulan sifar di lokasi ini dalam alamat. Bagaimanakah anda mengetahui bilangan kumpulan sifar yang diwakili oleh kolon berganda ini? Jika anda melihat pada bentuk singkatan penulisan alamat, anda boleh mengira 5 kumpulan 4 aksara. Tetapi kerana kita tahu bahawa alamat penuh terdiri daripada 8 kumpulan, maka bertindih berganda bermaksud 3 kumpulan 4 sifar. Ini ialah peraturan pertama bagi bentuk alamat yang disingkatkan.
Peraturan kedua menyatakan bahawa anda boleh membuang sifar pendahuluan dalam setiap kumpulan aksara. Sebagai contoh, kumpulan 6 bentuk penuh alamat kelihatan seperti 04FF, tetapi bentuk pendeknya akan kelihatan seperti 4FF kerana kami menjatuhkan sifar pendahuluan. Jadi entri 4FF bermakna tidak lebih daripada 04FF.
Menggunakan peraturan ini, anda boleh memendekkan sebarang alamat IP. Walau bagaimanapun, walaupun selepas dipendekkan, alamat ini tidak kelihatan sangat pendek. Kami akan melihat apa yang boleh anda lakukan tentang perkara ini kemudian, tetapi buat masa ini hanya ingat 2 peraturan ini.
Mari lihat apakah pengepala alamat versi IPv4 dan IPv6.
Gambar yang saya ambil dari internet ini menerangkan dengan baik perbezaan antara kedua-dua tajuk tersebut. Seperti yang anda lihat, pengepala alamat IPv4 jauh lebih kompleks dan mengandungi lebih banyak maklumat daripada pengepala IPv6. Jika pengepala adalah kompleks, maka penghala menghabiskan lebih banyak masa memprosesnya untuk membuat keputusan penghalaan, jadi apabila menggunakan alamat IP versi 6 yang lebih mudah, penghala berfungsi dengan lebih cekap. Inilah sebabnya mengapa IPv4 jauh lebih baik daripada IPvXNUMX.
Panjang pengepala IPv4 dari 0 hingga 31 bit menduduki 32 bit. Tanpa baris Pilihan dan Padding terakhir, alamat IP versi 4 ialah alamat 20-bait, bermakna saiz minimumnya ialah 20 bait. Panjang alamat versi keenam tidak mempunyai saiz minimum, dan alamat sedemikian mempunyai panjang tetap 40 bait.
Pengepala IPv4 disertakan dengan versi dahulu, kemudian panjang pengepala IHL. Secara lalai ini ialah 20 bait, tetapi jika maklumat Pilihan tambahan dinyatakan dalam pengepala ia boleh menjadi lebih panjang. Jika anda menggunakan Wireshark, anda boleh membaca nilai Versi 4 dan nilai IHL 5, yang bermaksud lima blok menegak 4 bait (32 bit) setiap satu, tidak termasuk blok Pilihan.
Jenis Perkhidmatan menunjukkan sifat paket - contohnya, paket suara atau paket data, kerana trafik suara mempunyai keutamaan berbanding jenis trafik lain. Ringkasnya, medan ini menunjukkan keutamaan lalu lintas. Jumlah Panjang Jumlah Panjang ialah jumlah panjang pengepala 20 bait ditambah dengan panjang muatan, iaitu data yang dihantar. Jika ia adalah 50 bait, maka jumlah panjangnya ialah 70 bait. Pengenalpastian Paket digunakan untuk mengesahkan integriti pakej menggunakan parameter Header Checksum. Jika satu paket dipecahkan kepada 5 bahagian, setiap satu daripadanya mesti mempunyai pengecam yang sama - Fragment Offset, yang boleh mempunyai nilai dari 0 hingga 4, dan setiap serpihan paket mesti mempunyai nilai offset yang sama. Bendera menunjukkan sama ada anjakan serpihan dibenarkan. Jika anda tidak mahu pemecahan data berlaku, anda tetapkan DF - jangan pecahkan bendera. Terdapat MF bendera - lebih banyak serpihan. Ini bermakna jika paket pertama dipecahkan kepada 5 bahagian, maka paket kedua akan ditetapkan kepada 0, bermakna tiada lagi serpihan! Dalam kes ini, serpihan terakhir paket pertama akan ditanda 4, supaya peranti penerima boleh membuka paket dengan mudah, iaitu, menggunakan defragmentasi.
Perhatikan warna yang digunakan pada slaid ini. Medan berwarna merah menunjukkan medan yang telah dikecualikan daripada pengepala IPv6. Warna biru menunjukkan parameter yang berpindah dari versi keempat ke versi keenam protokol dalam bentuk yang diubah suai. Medan kuning kekal tidak berubah dalam kedua-dua versi. Hijau menunjukkan medan yang pertama kali muncul hanya dalam IPv6.
Medan Identification, Flags, Fragment Offset dan Header Checksum telah dikecualikan kerana fakta bahawa dalam keadaan penghantaran data moden, pemecahan tidak berlaku dan pengesahan checksum tidak diperlukan. Bertahun-tahun yang lalu, apabila pemindahan data perlahan, pemecahan adalah perkara biasa, tetapi hari ini IEEE 802.3 Ethernet dengan MTU 1500-bait digunakan secara meluas, dan pemecahan tidak lagi berlaku.
TTL, atau masa paket untuk hidup, ialah kaunter kira detikβapabila masa untuk hidup mencecah 0, paket akan dibuang. Malah, ini ialah bilangan maksimum lompatan yang boleh dibuat pada rangkaian tertentu. Medan Protokol menunjukkan protokol, TCP atau UDP, yang digunakan pada rangkaian.
Header Checksum ialah parameter yang tidak digunakan, jadi ia dikecualikan daripada versi baharu protokol. Seterusnya ialah medan alamat sumber 32-bit dan alamat destinasi 32-bit. Jika kita mempunyai beberapa maklumat dalam baris Pilihan, maka nilai IHL berubah dari 5 kepada 6, menunjukkan bahawa terdapat medan tambahan dalam pengepala.
Pengepala IPv6 juga menggunakan versi Versi dan Kelas Trafik sepadan dengan medan Jenis Perkhidmatan dalam pengepala IPv4. Label Aliran adalah serupa dengan Kelas Trafik dan berfungsi untuk memudahkan penghalaan aliran seragam paket. Panjang Muatan merujuk kepada panjang muatan, atau saiz medan data yang terletak dalam medan di bawah pengepala. Panjang pengepala itu sendiri, 40 bait, adalah malar dan oleh itu tidak disebut di mana-mana.
Medan pengepala seterusnya, Pengepala Seterusnya, menunjukkan jenis pengepala yang akan ada pada paket seterusnya. Ini adalah fungsi yang sangat berguna yang menentukan jenis protokol pengangkutan seterusnya - TCP, UDP, dsb., dan yang akan menjadi sangat popular dalam teknologi pemindahan data seterusnya. Walaupun anda menggunakan protokol anda sendiri, anda akan dapat mengetahui protokol yang akan menjadi seterusnya.
Had hop, atau Had Hop, adalah analog dengan TTL dalam pengepala IPv4, dan merupakan mekanisme untuk menghalang gelung penghalaan. Seterusnya ialah medan alamat sumber 128-bit dan alamat destinasi 128-bit. Keseluruhan pengepala bersaiz 40 bait. Seperti yang saya katakan, IPv6 jauh lebih mudah daripada IPv4 dan lebih cekap untuk keputusan penghalaan penghala.
Mari lihat jenis alamat IPv6. Kami tahu apa itu unicast - ia adalah penghantaran berarah apabila satu peranti disambungkan terus ke peranti lain dan kedua-dua peranti hanya boleh berkomunikasi antara satu sama lain. Multicast ialah penghantaran siaran dan bermakna berbilang peranti boleh berkomunikasi secara serentak dengan satu peranti, yang seterusnya boleh berkomunikasi dengan berbilang peranti secara serentak. Dalam pengertian ini, multicast adalah serupa dengan stesen radio, isyarat yang diedarkan di mana-mana. Jika anda ingin mendengar saluran tertentu, anda mesti menala radio anda kepada frekuensi tertentu. Jika anda masih ingat tutorial video tentang protokol RIP, maka anda tahu bahawa protokol ini menggunakan domain penyiaran 255.255.255.255 yang mana semua subnet disambungkan untuk menghantar kemas kini. Tetapi hanya peranti yang menggunakan protokol RIP akan menerima kemas kini ini.
Satu lagi jenis penyiaran yang tidak ditemui dalam IPv4 dipanggil Anycast. Ia digunakan apabila anda mempunyai banyak peranti dengan alamat IP yang sama dan membolehkan anda menghantar paket kepada penerima terdekat dalam sekumpulan penerima.
Dalam kes Internet, di mana kami mempunyai rangkaian CDN, kami boleh memberikan contoh perkhidmatan YouTube. Perkhidmatan ini digunakan oleh ramai orang di bahagian yang berbeza di dunia, tetapi ini tidak bermakna mereka semua bersambung terus ke pelayan syarikat di California. Perkhidmatan YouTube mempunyai banyak pelayan di seluruh dunia, contohnya, pelayan YouTube India saya terletak di Singapura. Begitu juga, protokol IPv6 mempunyai mekanisme terbina dalam untuk menjalankan penghantaran CDN menggunakan struktur rangkaian yang diedarkan secara geografi, iaitu, ia menggunakan Anycast.
Seperti yang anda perhatikan, terdapat satu lagi jenis siaran yang hilang di sini, Broadcast, kerana protokol IPv6 tidak menggunakannya. Tetapi Multicast dalam protokol ini bertindak serupa dengan Siar dalam IPv4, hanya dengan cara yang lebih cekap.
Versi keenam protokol menggunakan tiga jenis alamat: Pautan Setempat, Tapak Unik Setempat dan Global. Kami ingat bahawa dalam IPv4 satu antara muka hanya mempunyai satu alamat IP. Mari kita anggap bahawa kita mempunyai dua penghala yang disambungkan antara satu sama lain, jadi setiap antara muka sambungan hanya akan mempunyai 1 alamat IP. Apabila menggunakan IPv6, setiap antara muka secara automatik menerima alamat IP Setempat Pautan. Alamat ini bermula dengan FE80::/64.
Alamat IP ini digunakan untuk sambungan tempatan sahaja. Orang yang bekerja dengan Windows mengetahui alamat yang hampir sama dalam borang 169.254.Π₯.Π₯ - ini adalah alamat yang dikonfigurasikan secara automatik menggunakan protokol IPv4.
Jika komputer menghubungi pelayan DHCP untuk mendapatkan alamat IP, tetapi atas sebab tertentu tidak dapat mewujudkan sambungan dengannya, peranti Microsoft mempunyai mekanisme yang membolehkan komputer memberikan alamat IP kepada dirinya sendiri. Dalam kes ini, alamat akan menjadi seperti ini: 169.254.1.1. Keadaan yang sama akan timbul jika kita mempunyai komputer, suis dan penghala. Mari kita anggap bahawa penghala tidak menerima alamat IP daripada pelayan DHCP dan secara automatik memberikan sendiri alamat IP yang sama 169.254.1.1. Selepas itu, ia akan menghantar permintaan ARP siaran melalui rangkaian melalui suis, di mana ia akan bertanya sama ada mana-mana peranti rangkaian mempunyai alamat ini. Setelah menerima permintaan itu, komputer akan menjawabnya: "Ya, saya mempunyai alamat IP yang sama!", selepas itu penghala akan menetapkan sendiri alamat rawak baharu, sebagai contoh, 169.254.10.10, dan sekali lagi menghantar permintaan ARP. rangkaian.
Jika tiada sesiapa melaporkan bahawa mereka mempunyai alamat yang sama, maka dia akan menyimpan alamat 169.254.10.10 untuk dirinya sendiri. Oleh itu, peranti pada rangkaian tempatan boleh mengelak daripada menggunakan pelayan DHCP sama sekali, menggunakan mekanisme memperuntukkan alamat IP secara automatik kepada diri mereka sendiri untuk mewujudkan komunikasi antara satu sama lain. Inilah yang dimaksudkan dengan konfigurasi auto IP, sesuatu yang telah kita lihat berkali-kali tetapi tidak pernah digunakan.
Begitu juga, IPv6 mempunyai mekanisme untuk menetapkan alamat IP Tempatan Pautan bermula dengan FE80::. Tanda miring 64 bermaksud memisahkan alamat rangkaian daripada alamat hos. Dalam kes ini, 64 pertama bermaksud rangkaian, dan 64 kedua bermaksud hos.
FE80:: bermaksud alamat dalam bentuk FE80.0.0.0/, di mana sebahagian daripada alamat hos terletak selepas garis miring. Alamat ini tidak sama untuk peranti kami dan antara muka yang disambungkan kepadanya dan dikonfigurasikan secara automatik. Dalam kes ini, sebahagian daripada hos menggunakan alamat MAC. Seperti yang anda ketahui, alamat MAC ialah alamat IP 48-bit yang terdiri daripada 6 blok 2 nombor heksadesimal. Microsoft menggunakan sistem ini; Cisco menggunakan 3 blok 4 nombor heksadesimal.
Dalam contoh kami, kami akan menggunakan urutan Microsoft dalam bentuk 11:22:33:44:55:66. Bagaimanakah alamat MAC peranti diberikan? Urutan nombor dalam alamat hos ini, iaitu alamat MAC, dibahagikan kepada dua bahagian: di sebelah kiri ialah tiga kumpulan 11:22:33, di sebelah kanan ialah tiga kumpulan 44:55:66, dan di antaranya ditambah FF dan FE. Ini mencipta blok 64-bit alamat IP hos.
Seperti yang anda ketahui, urutan bentuk 11:22:33:44:55:66 ialah alamat MAC yang unik untuk setiap peranti. Dengan menetapkan alamat MAC FF:FE antara dua kumpulan nombor, kami memperoleh alamat IP unik untuk peranti ini. Beginilah cara alamat IP jenis Pautan Tempatan dicipta, yang digunakan hanya untuk mewujudkan komunikasi antara jiran tanpa konfigurasi khas dan pelayan khas. Alamat IP sedemikian hanya boleh digunakan dalam satu segmen rangkaian dan tidak boleh digunakan untuk komunikasi luaran di luar segmen ini.
Jenis alamat seterusnya ialah Skop Tempatan Tapak Unik, yang sepadan dengan alamat IP dalaman (peribadi) protokol IPv4 seperti 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 dan 192.168.0.0/16. Sebab mengapa alamat IP awam peribadi dan luaran dalaman digunakan adalah disebabkan oleh teknologi NAT, yang telah kita bincangkan dalam pelajaran sebelumnya. Skop Tempatan Tapak Unik ialah teknologi yang mencipta alamat IP dalaman. Anda mungkin berkata, "Imran, anda mengatakan bahawa setiap peranti boleh mempunyai alamat IPnya sendiri, itulah sebabnya kami beralih kepada IPv6," dan anda pasti betul. Tetapi sesetengah orang lebih suka menggunakan konsep alamat IP dalaman atas sebab keselamatan. Dalam kes ini, NAT digunakan sebagai tembok api, dan peranti luaran tidak boleh sewenang-wenangnya berkomunikasi dengan peranti yang terletak di dalam rangkaian, kerana mereka mempunyai alamat IP tempatan yang tidak boleh diakses dari Internet luaran. Walau bagaimanapun, NAT mencipta banyak masalah dengan VPN, seperti protokol ESP. IPv4 menggunakan IPSec untuk keselamatan, tetapi IPv6 mempunyai mekanisme keselamatan terbina dalam jadi komunikasi antara alamat IP dalaman dan luaran adalah sangat mudah.
Untuk mencapai matlamat ini, IPv6 mempunyai dua jenis alamat yang berbeza: manakala alamat Tempatan Unik sepadan dengan alamat IP IPv4 dalaman, kemudian alamat Global sepadan dengan alamat IPv4 luaran. Ramai orang memilih untuk tidak menggunakan alamat Tempatan Unik sama sekali, yang lain tidak boleh melakukannya tanpa alamat tersebut, jadi ini adalah subjek perdebatan yang berterusan. Saya percaya anda mendapat lebih banyak faedah jika anda hanya menggunakan alamat IP luaran, terutamanya dari segi mobiliti. Sebagai contoh, peranti saya akan mempunyai alamat IP yang sama tidak kira sama ada saya berada di Bangalore atau New York, jadi saya boleh menggunakan mana-mana peranti saya di mana-mana sahaja di dunia tanpa sebarang masalah.
Seperti yang saya katakan, IPv6 mempunyai mekanisme keselamatan terbina dalam yang membolehkan anda membuat terowong VPN selamat antara lokasi pejabat anda dan peranti anda. Sebelum ini, kami memerlukan mekanisme luaran untuk mencipta terowong VPN sedemikian, tetapi dalam IPv6 ia adalah mekanisme standard terbina dalam.
Memandangkan kita telah membincangkan topik yang mencukupi hari ini, saya akan mengganggu pelajaran kita untuk meneruskan perbincangan kita tentang versi keenam Internet Protocol (IP) dalam video seterusnya. Sebagai tugasan kerja rumah, saya akan meminta anda untuk memahami secara menyeluruh apa itu sistem nombor perenambelasan, kerana untuk memahami IPv6, adalah sangat penting untuk memahami penukaran sistem nombor perduaan kepada perenambelasan dan sebaliknya. Sebagai contoh, anda harus tahu bahawa 1111=F, dan seterusnya, pergi ke Google untuk mengetahuinya. Dalam pelajaran video seterusnya saya akan cuba mempraktikkan transformasi ini dengan anda. Saya mengesyorkan anda menonton pelajaran video hari ini beberapa kali supaya anda tidak mempunyai sebarang soalan mengenai topik yang diliputi.
Terima kasih kerana tinggal bersama kami. Adakah anda suka artikel kami? Ingin melihat kandungan yang lebih menarik? Sokong kami dengan membuat pesanan atau mengesyorkan kepada rakan, Diskaun 30% untuk pengguna Habr pada analog unik pelayan peringkat permulaan, yang kami cipta untuk anda: (tersedia dengan RAID1 dan RAID10, sehingga 24 teras dan sehingga 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 - daripada $99! Baca tentang
Sumber: www.habr.com