Bugün IPv6 protokolünü inceleyeceğiz. CCNA kursunun önceki sürümü, bu protokole ayrıntılı bir şekilde aşina olmayı gerektirmiyordu, ancak üçüncü sürüm 200-125'te, sınavı geçmek için derinlemesine çalışması zorunludur. IPv6 protokolü uzun zaman önce geliştirildi, ancak uzun bir süre yaygın olarak kullanılmadı. Her yerde bulunan IPv4 protokolünün eksikliklerini ortadan kaldırmayı amaçladığından, İnternet'in gelecekteki gelişimi için çok önemlidir.
IPv6 protokolü oldukça geniş bir konu olduğu için, onu iki eğitim videosuna ayırdım: 24. Gün ve 25. Gün. İlk günü temel kavramlara ayıracağız ve ikinci günü Cisco için IPv6 IP adreslerini yapılandırmaya bakacağız. cihazlar. Bugün her zaman olduğu gibi üç konuyu ele alacağız: IPv6 ihtiyacı, IPv6 adreslerinin formatı ve IPv6 adres türleri.
Şimdiye kadar derslerimizde v4 IP adresleri kullandık ve oldukça basit görünmelerine alışkınsınız. Bu slaytta gösterilen adresi gördüğünüzde, ne hakkında olduğunu çok iyi anladınız.
Ancak v6 IP adresleri çok farklı görünüyor. İnternet Protokolünün bu sürümünde adreslerin nasıl oluşturulduğuna aşina değilseniz, bu tür IP adreslerinin çok fazla yer kaplamasına şaşıracaksınız. Protokolün dördüncü versiyonunda, yalnızca 4 ondalık sayımız vardı ve onlarla her şey basitti, ancak Bay X'e yeni IP adresini 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e gibi söylemeniz gerektiğini hayal edin. :0370: 7334.
Ancak merak etmeyin, bu eğitim videosunun sonunda çok daha iyi bir konumda olacağız. Öncelikle IPv6 kullanma ihtiyacının neden ortaya çıktığına bakalım.
Bugün çoğu insan IPv4 kullanıyor ve bundan oldukça memnun. Neden yeni sürüme yükseltme ihtiyacı duydunuz? İlk olarak, sürüm 4 IP adresleri 32 bit uzunluğundadır. Bu, İnternette yaklaşık 4 milyar adres oluşturmanıza olanak tanır, yani tam IP adresi sayısı 232'dir. IPv4'ün oluşturulması sırasında, geliştiriciler bu adres sayısının fazlasıyla yeterli olduğuna inanıyorlardı. Hatırlarsanız, bu sürümün adresleri 5 sınıfa ayrılmıştır: aktif sınıflar A, B, C ve yedek sınıflar D (multicasting) ve E (araştırma). Böylece, çalışan IP adreslerinin sayısı 75 milyarın yalnızca %4'i olmasına rağmen, protokolün yaratıcıları bunların tüm insanlık için yeterli olacağından emindi. Ancak internetin hızlı gelişimi nedeniyle her yıl ücretsiz IP adresi sıkıntısı hissedilmeye başlandı ve NAT teknolojisinin kullanımı olmasaydı ücretsiz IPv4 adresleri çoktan sona erecekti. Aslında NAT bu internet protokolünün kurtarıcısı olmuştur. Bu nedenle, 4. versiyonun eksikliklerinden yoksun, İnternet protokolünün yeni bir versiyonunu oluşturmak gerekli hale geldi. Neden doğrudan sürüm 5'ten sürüm 1,2'ya atladığınızı sorabilirsiniz. Bunun nedeni, sürüm 3'in, sürüm XNUMX ve XNUMX gibi deneysel olmasıdır.
Yani, v6 IP adresleri 128 bitlik bir adres alanına sahiptir. Olası IP adreslerinin sayısı sizce kaç kat arttı? Muhtemelen “4 kez!” Diyeceksiniz. Ama değil, çünkü 234 zaten 4'den 232 kat daha büyük. Yani 2128 inanılmaz derecede büyük - 340282366920938463463374607431768211456'ya eşit. Bu, IPv6 üzerinden kullanılabilen IP adreslerinin sayısı. Bu, istediğiniz her şeye bir IP adresi atayabileceğiniz anlamına gelir: arabanız, telefonunuz, kol saatiniz. Modern bir insanın bir dizüstü bilgisayarı, birkaç akıllı telefonu, akıllı saati, akıllı bir evi olabilir - internete bağlı bir TV, internete bağlı bir çamaşır makinesi, internete bağlı bütün bir ev. Bu adres sayısı, Cisco tarafından desteklenen "Nesnelerin İnterneti" kavramına izin verir. Bu, hayatınızdaki her şeyin internete bağlı olduğu ve hepsinin kendi IP adresine ihtiyacı olduğu anlamına gelir. IPv6 ile bu mümkün! Dünyadaki her insan, cihazları için bu sürümün milyonlarca adresini kullanabilir ve yine de çok fazla ücretsiz adres olacaktır. Teknolojinin nasıl gelişeceğini tahmin edemiyoruz ama insanlığın Dünya'da sadece 1 bilgisayar kaldığı zamanlara gelmemesini umut edebiliriz. IPv6'nın çok uzun bir süre var olacağı varsayılabilir. Altıncı sürüm IP adresi formatının ne olduğuna bir göz atalım.
Bu adresler 8 grup onaltılık sayı olarak görüntülenir. Bu, adresin her karakterinin 4 bit uzunluğunda olduğu anlamına gelir, bu nedenle bu tür 4 karakterden oluşan her grup 16 bit uzunluğundadır ve adresin tamamı 128 bit uzunluğundadır. Nokta, sayıların ondalık gösterimi olduğu için grupların noktalarla ayrıldığı IPv4 adreslerinin aksine, 4 karakterlik her grup bir sonraki gruptan iki nokta üst üste ile ayrılır. Böyle bir adresin hatırlanması kolay olmadığından, kısaltmanın birkaç kuralı vardır. İlk kural, tümü sıfır olan grupların çift kolonlarla değiştirilebileceğini söylüyor. Benzer bir işlem her IP adresi üzerinden sadece 1 kez yapılabilir. Bunun ne anlama geldiğini görelim.
Gördüğünüz gibi, verilen adres örneğinde, 4 sıfırdan oluşan üç grup var. Bu 0000:0000:0000 gruplarını ayıran toplam iki nokta üst üste sayısı 2'dir. Bu nedenle, çift kolon :: kullanırsanız, bu, sıfır gruplarının bu adres konumunda bulunduğu anlamına gelir. Peki bu çift kolonun kaç tane sıfır grubunu temsil ettiğini nereden biliyorsunuz? Adresin kısaltılmış şekline bakarsanız, 5 karakterden oluşan 4 grup sayabilirsiniz. Ancak tam adresin 8 gruptan oluştuğunu bildiğimiz için, çift kolon 3 sıfırdan oluşan 4 grup anlamına gelir. Bu, adresin kısaltılmış şeklinin ilk kuralıdır.
İkinci kural, her karakter grubunda baştaki sıfırları atabileceğinizi söylüyor. Örneğin, adresin uzun biçiminin 6. grubu 04FF gibi görünür ve kısaltılmış biçimi 4FF gibi görünür, çünkü baştaki sıfırı attık. Bu nedenle, 4FF girişi, 04FF'den başka bir şey ifade etmez.
Bu kuralları kullanarak herhangi bir IP adresini kısaltabilirsiniz. Ancak kısaltmadan sonra bile bu adres gerçekten kısa görünmüyor. Daha sonra bu konuda neler yapabileceğinize bakacağız, şimdilik sadece bu 2 kuralı unutmayın.
IPv4 ve IPv6 adres başlıklarının ne olduğuna bir göz atalım.
İnternetten aldığım bu resim iki başlık arasındaki farkı çok iyi açıklıyor. Gördüğünüz gibi, IPv4 adres başlığı çok daha karmaşıktır ve IPv6 başlığından daha fazla bilgi içerir. Başlık karmaşıksa, yönlendirici bir yönlendirme kararı vermek için onu işlemek için daha fazla zaman harcar, bu nedenle altıncı versiyonun daha basit IP adreslerini kullanırken yönlendiriciler daha verimli çalışır. Bu nedenle IPv6, IPv4'ten çok daha iyidir.
4'dan 0 bit'e kadar bir IPv31 başlık uzunluğu 32 bit alır. Seçenekler ve Dolgu'nun son satırı hariç, sürüm 4 IP adresi 20 baytlık bir adrestir, yani minimum boyutu 20 bayttır. Altıncı sürümün adres uzunluğunun minimum boyutu yoktur ve böyle bir adresin sabit uzunluğu 40 bayttır.
IPv4 başlığında sürüm önce gelir, ardından IHL başlığının uzunluğu gelir. Varsayılan 20 bayttır, ancak başlıkta ek Seçenekler bilgisi belirtilirse daha uzun olabilir. Wireshark'ı kullanarak Sürüm değeri 4'ü ve IHL değeri 5'i okuyabilirsiniz; bu, Seçenekler bloğunu saymadan her biri 4 baytlık (32 bit) beş dikey blok anlamına gelir.
Hizmet Türü, paketin yapısını gösterir - örneğin, bir ses paketi veya bir veri paketi, çünkü ses trafiği diğer trafik türlerine göre önceliklidir. Kısaca bu alan trafiğin önceliğini gösterir. Toplam Uzunluk, 20 baytlık başlık uzunluğu ile aktarılmakta olan veri olan yükün uzunluğunun toplamıdır. 50 bayt ise, toplam uzunluk 70 bayt olacaktır. Tanımlama paketi, Başlık Sağlama toplamı başlığının sağlama toplamı parametresini kullanarak paketin bütünlüğünü doğrulamak için kullanılır. Paket 5 parçaya bölünmüşse, her birinin aynı tanımlayıcıya sahip olması gerekir - parça ofseti Parça Ofseti, 0 ila 4 arasında bir değere sahip olabilirken, paketin her parçası aynı ofset değerine sahip olmalıdır. Bayraklar, parça kaydırmaya izin verilip verilmediğini gösterir. Veri parçalanmasının oluşmasını istemiyorsanız, DF - parçalamayın bayrağını ayarlarsınız. Bir bayrak MF var - daha fazla parça. Bu, ilk paket 5 parçaya bölünürse, ikinci paketin 0'a ayarlanacağı, yani daha fazla parça olmayacağı anlamına gelir! Bu durumda, ilk paketin son parçası 4 olarak işaretlenecektir, böylece alıcı cihaz paketi kolayca demonte edebilir, yani birleştirme uygulayabilir.
Bu slaytta kullanılan renklere dikkat edin. IPv6 başlığından hariç tutulan alanlar kırmızı ile işaretlenmiştir. Mavi renk, protokolün dördüncü sürümünden altıncı sürümüne değiştirilmiş bir biçimde aktarılan parametreleri gösterir. Sarı kutular her iki versiyonda da değişmeden kaldı. Yeşil renk, ilk olarak yalnızca IPv6'da görünen bir alanı gösterir.
Modern veri aktarım koşullarında parçalanma oluşmaması ve sağlama toplamı doğrulamasının gerekmemesi nedeniyle Kimlik, Bayraklar, Fragment Offset ve Header Checksum alanları kaldırılmıştır. Yıllar önce, yavaş veri aktarımlarıyla parçalanma oldukça yaygındı, ancak bugün 802.3 baytlık bir MTU'ya sahip IEEE 1500 Ethernet her yerde bulunuyor ve parçalanmaya artık rastlanmıyor.
TTL veya paket yaşam süresi, bir geri sayım sayacıdır - yaşam süresi 0'a ulaştığında, paket bırakılır. Aslında bu, bu ağda yapılabilecek maksimum atlama sayısıdır. Protokol alanı, ağda hangi protokolün, TCP veya UDP'nin kullanıldığını gösterir.
Başlık Sağlama Toplamı kullanımdan kaldırılmış bir parametredir, bu nedenle protokolün yeni sürümünden kaldırılmıştır. Ardından 32 bit kaynak adresi ve 32 bit hedef adres alanları gelir. Seçenekler satırında bazı bilgilere sahipsek, IHL değeri 5'ten 6'ya değişir, bu da başlıkta ek bir alan olduğunu gösterir.
IPv6 üstbilgisi ayrıca Sürüm sürümünü kullanır ve Trafik Sınıfı, IPv4 üstbilgisindeki Hizmet Türü alanına karşılık gelir. Akış Etiketi, Trafik Sınıfına benzer ve homojen bir paket akışının yönlendirilmesini basitleştirmek için kullanılır. Yük Uzunluğu, yükün uzunluğu veya başlığın altındaki alanda bulunan veri alanının boyutu anlamına gelir. Başlığın kendisinin uzunluğu olan 40 bayt sabittir ve bu nedenle hiçbir yerde bahsedilmez.
Bir sonraki başlık alanı olan Sonraki Başlık, sonraki paketin ne tür bir başlığa sahip olacağını gösterir. Bu, sonraki aktarım protokolünün (TCP, UDP vb.) türünü belirleyen ve gelecekteki veri aktarım teknolojilerinde büyük talep görecek çok kullanışlı bir işlevdir. Kendi protokolünüzü kullansanız bile, sıradaki protokolün hangisi olduğunu öğrenebilirsiniz.
Atlama limiti veya Hop Limit, IPv4 başlığındaki TTL'ye benzer, yönlendirme döngülerini önleyen bir mekanizmadır. Daha sonra 128 bit kaynak adresi ve 128 bit hedef adres alanları gelir. Başlığın tamamı 40 bayt boyutundadır. Dediğim gibi IPv6, IPv4'ten çok daha basit ve yönlendirici yönlendirme kararları için çok daha verimli.
IPv6 adreslerinin türlerini göz önünde bulundurun. Tek noktaya yayının ne olduğunu biliyoruz - bir cihaz doğrudan diğerine bağlandığında ve her iki cihaz da yalnızca birbiriyle iletişim kurabildiğinde yönlendirilmiş bir iletimdir. Çok noktaya yayın bir yayın iletimidir ve birkaç cihazın aynı anda bir cihazla iletişim kurabileceği ve bunun da aynı anda birkaç cihazla iletişim kurabileceği anlamına gelir. Bu anlamda çok noktaya yayın, sinyalleri her yere dağıtılan bir radyo istasyonu gibidir. Belirli bir kanalı dinlemek istiyorsanız, radyonuzu belirli bir frekansa ayarlamanız gerekir. RIP protokolü hakkındaki video eğitimini hatırlarsanız, bu protokolün güncellemeleri dağıtmak için tüm alt ağların bağlı olduğu 255.255.255.255 yayın alanını kullandığını bilirsiniz. Ancak yalnızca RIP protokolünü kullanan cihazlar bu güncellemeleri alacaktır.
IPv4'te görülmeyen bir diğer yayın türü ise Anycast olarak adlandırılıyor. Aynı IP adresine sahip birçok cihazınız olduğunda kullanılır ve bir grup alıcıdan en yakın hedefe paket göndermenizi sağlar.
CDN ağlarımızın olduğu İnternet söz konusu olduğunda, YouTube hizmetine bir örnek verebiliriz. Bu hizmet, dünyanın farklı yerlerinde birçok kişi tarafından kullanılmaktadır ancak bu, hepsinin doğrudan şirketin Kaliforniya'daki sunucusuna bağlandığı anlamına gelmez. YouTube hizmetinin dünya çapında birçok sunucusu var, örneğin, Hindistan'daki YouTube sunucum Singapur'da bulunuyor. Benzer şekilde IPv6 protokolü, coğrafi olarak dağıtılmış bir ağ yapısı, yani Anycast kullanarak CDN iletimini uygulamak için yerleşik bir mekanizmaya sahiptir.
Gördüğünüz gibi, burada eksik olan başka bir yayın türü var, Yayın, çünkü IPv6 onu kullanmıyor. Ancak bu protokoldeki Multicast, yalnızca daha verimli bir şekilde IPv4'teki Broadcast'e benzer şekilde çalışır.
Protokolün altıncı sürümü üç tür adres kullanır: Bağlantı Yerel, Benzersiz Site Yerel ve Global. IPv4'te bir arayüzün yalnızca bir IP adresine sahip olduğunu hatırlıyoruz. Birbirine bağlı iki yönlendiricimiz olduğunu varsayalım, dolayısıyla bağlantı arayüzlerinin her birinin yalnızca 1 IP adresi olacaktır. IPv6 kullanıldığında her arayüz otomatik olarak bir Yerel Bağlantı IP adresi alır. Bu adresler FE80 ile başlar::/64.
Bu IP adresleri yalnızca yerel bağlantılar için kullanılır. Windows ile çalışan kişiler, 169.254.X.X gibi çok benzer adresleri bilirler - bunlar, IPv4 protokolü tarafından otomatik olarak yapılandırılan adreslerdir.
Bir bilgisayar bir DHCP sunucusundan bir IP adresi isterse, ancak herhangi bir nedenle sunucuyla iletişim kuramıyorsa, Microsoft cihazlarının bilgisayarın kendisine bir IP adresi atamasına izin veren bir mekanizması vardır. Bu durumda adres şöyle bir şey olacaktır: 169.254.1.1. Bilgisayarımız, anahtarımız ve yönlendiricimiz varsa benzer bir durum ortaya çıkacaktır. Yönlendiricinin DHCP sunucusundan bir IP adresi almadığını ve kendisine otomatik olarak aynı IP adresini 169.254.1.1 atadığını varsayalım. Bundan sonra, bir ağ cihazının bu adrese sahip olup olmadığını soracağı anahtar aracılığıyla ağ üzerinden bir ARP yayın isteği gönderecektir. Bir istek aldıktan sonra, bilgisayar ona cevap verecektir: "Evet, tamamen aynı IP adresine sahibim!" Bundan sonra yönlendirici kendisine yeni bir rasgele adres, örneğin 169.254.10.10 atayacak ve üzerinden tekrar bir ARP isteği gönderecektir. ağ.
Aynı adrese sahip olduğunu kimse bildirmezse, 169.254.10.10 adresini kendisine saklayacaktır. Bu nedenle, yerel ağdaki cihazlar, birbirleriyle iletişim kurmak için kendilerine otomatik IP adresleri atama mekanizmasını kullanarak DHCP sunucusunu hiç kullanamayabilir. Bu, birçok kez gördüğümüz ancak hiç kullanmadığımız IP adresi otomatik yapılandırmasıdır.
Benzer şekilde IPv6, FE80:: ile başlayan Yerel Bağlantı IP adreslerini atamak için bir mekanizmaya sahiptir. 64 bölü işareti, ağ adreslerinin ve ana bilgisayar adreslerinin ayrılması anlamına gelir. Bu durumda, ilk 64, ağ anlamına gelir ve ikinci 64, ana bilgisayar anlamına gelir.
FE80:: FE80.0.0.0/ gibi adresler anlamına gelir, burada eğik çizgiden sonra ana bilgisayar adresinin bir kısmı gelir. Bu adresler, cihazımız ve ona bağlı arayüz için aynı değildir ve otomatik olarak yapılandırılır. Bu durumda host kısmı MAC adresini kullanır. Bildiğiniz gibi MAC adresi, 48 onaltılık sayıdan oluşan 6 bloktan oluşan 2 bitlik bir IP adresidir. Microsoft böyle bir sistem kullanıyor, Cisco 3 onaltılık sayıdan oluşan 4 blok kullanıyor.
Örneğimizde, 11:22:33:44:55:66 biçimindeki Microsoft dizisini kullanacağız. Bir cihazın MAC adresini nasıl atar? MAC adresi olan ana bilgisayar adresindeki bu sayı dizisi iki bölüme ayrılmıştır: solda 11:22:33'lük üç grup, sağda 44:55:66'lık üç grup ve FF ve Aralarına FE eklenir. Bu, ana bilgisayarın IP adresinin 64 bitlik bir bloğunu oluşturur.
Bildiğiniz gibi 11:22:33:44:55:66 dizisi her cihaz için benzersiz olan bir MAC adresidir. İki sayı grubu arasında FF:FE MAC adreslerini ayarlayarak, bu cihaz için benzersiz bir IP adresi elde ederiz. Özel yapılandırma ve özel sunucular olmadan yalnızca komşular arasında iletişim kurmak için kullanılan Yerel Bağlantı türünde bir IP adresi bu şekilde oluşturulur. Böyle bir IP adresi sadece bir ağ segmenti içinde kullanılabilir ve bu segment dışında harici iletişim için kullanılamaz.
Sonraki adres türü, 4/10.0.0.0, 8/172.16.0.0 ve 12/192.168.0.0 gibi dahili (özel) IPv16 IP adreslerine karşılık gelen Benzersiz Site Yerel Kapsamıdır. Dahili özel ve harici genel IP adreslerinin kullanılmasının nedeni, önceki derslerde bahsettiğimiz NAT teknolojisinden kaynaklanmaktadır. Benzersiz Site Yerel Kapsamı, dahili IP adresleri üreten bir teknolojidir. "İmran, çünkü her cihazın kendi IP adresi olabilir dediniz, bu yüzden IPv6'ya geçtik" diyebilirsiniz ve kesinlikle haklı olacaksınız. Ancak bazı kişiler güvenlik nedeniyle dahili IP adresleri kavramını kullanmayı tercih ediyor. Bu durumda, NAT bir güvenlik duvarı olarak kullanılır ve harici aygıtlar, harici Internet'ten erişilemeyen yerel IP adreslerine sahip olduklarından, ağ içinde bulunan aygıtlarla gelişigüzel iletişim kuramazlar. Ancak NAT, ESP protokolü gibi VPN'lerde pek çok sorun yaratır. IPv4, güvenlik için IPSec kullandı, ancak IPv6 yerleşik bir güvenlik mekanizmasına sahiptir, bu nedenle dahili ve harici IP adresleri arasındaki iletişim çok kolaydır.
Bunu yapmak için, IPv6'nın iki farklı adres türü vardır: Benzersiz Yerel adresler, IPv4 dahili IP adreslerine karşılık gelirken, Global adresler, IPv4 harici adreslerine karşılık gelir. Pek çok kişi Benzersiz Yerel adresleri hiç kullanmamayı tercih ederken, diğerleri onlarsız yapamaz, dolayısıyla bu sürekli tartışma konusudur. Yalnızca harici IP adreslerini kullanırsanız, öncelikle mobilite açısından çok daha fazla fayda sağlayacağınıza inanıyorum. Örneğin, ister Bangalore'da ister New York'ta olun, cihazım aynı IP adresine sahip olacak, böylece cihazlarımdan herhangi birini dünyanın herhangi bir yerinde kolayca kullanabilirim.
Dediğim gibi, IPv6, ofis konumunuz ile cihazlarınız arasında güvenli bir VPN tüneli oluşturmanıza izin veren yerleşik bir güvenlik mekanizmasına sahiptir. Önceden, böyle bir VPN tüneli oluşturmak için harici bir mekanizmaya ihtiyacımız vardı, ancak IPv6'da bu yerleşik bir standart mekanizmadır.
Bugün yeterince konuyu tartıştığımız için, bir sonraki videoda IP İnternet Protokolünün altıncı versiyonunun tartışmasına devam etmek için dersimizi yarıda keseceğim. Ödev olarak sizden hexadecimal sayı sisteminin ne olduğunu iyi çalışmanızı isteyeceğim çünkü IPv6'yı anlamak için ikili sayı sisteminin onaltılıya ve tersinin dönüşümünü anlamak çok önemlidir. Örneğin, 1111=F olduğunu bilmelisiniz, vb. Google'dan bunu çözmesini isteyin. Bir sonraki eğitim videosunda sizlerle böyle bir dönüşümde pratik yapmaya çalışacağım. Bugünkü eğitim videosunu birkaç kez izlemenizi tavsiye ederim, böylece işlenen konularla ilgili herhangi bir sorunuz olmaz.
Bizimle kaldığın için teşekkürler. Yazılarımızı beğeniyor musunuz? Daha ilginç içerik görmek ister misiniz? Sipariş vererek veya arkadaşlarınıza tavsiye ederek bize destek olun, Habr kullanıcıları için, bizim tarafımızdan sizin için icat ettiğimiz benzersiz bir giriş seviyesi sunucu analogunda %30 indirim: (RAID1 ve RAID10, 24 adede kadar çekirdek ve 40 GB'a kadar DDR4 ile mevcuttur).
Dell R730xd 2 kat daha mı ucuz? Sadece burada Hollanda'da! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99$'dan! Hakkında oku
Kaynak: habr.com