IPv6'ya neden ihtiyacımız var?


44

Bu bir tür yeni soru olacak ama neden gerçekten IPv6'ya ihtiyacımız olduğundan emin değilim. AFAIK, hikaye şöyle:

Eski günlerde bilgisayarların bol olmadığı zamanlarda 32 bit IP adresi herkes için yeterliydi. Bu zamanlarda, alt ağ maskesi örtüktü. Ardından bilgisayar sayısı arttı ve 32 bit yetersiz kalmaya başladı.

Böylece alt ağ maskesi belirginleşmeye başladı. Temel olarak bir IP adresinin boyutu arttı.

Sorum şu, alt ağ maskeleriyle adreslemeye devam etmenin dezavantajı nedir? Örneğin, yetersiz kaldıklarında "subnet-subnet mask" vb. Kullanmaya devam edemez miyiz?

Orijinal IPv4'ten daha fazla yer kapladığını (ve belki IPv6'yı kullanmaktan çok farklı değil) açık bir alt ağ maskesini yeterli bir çözüm değil mi? Eğer değilse, neden yetersiz bir çözüm?


13
Uyarı: Görünüşe göre 'alt ağ maskesi' burada yanlış şekilde kullanılıyor. Bir alt ağ maskesi, yani 255.255.255.0vb. Burada konuşulan şey başka bir şeydir: maskeleme, daha iyi NAT (Ağ Adres Çevirisi) olarak bilinir.
Sander Steffann 6:15

@SanderSteffann Aslında evet. Daha sonra doğru terminolojiyi kullanmadığımı fark ettim. Lütfen soruyu düzenlemek için çekinmeyin. Hangi terimlerin kullanılmasının doğru olduğundan tam olarak emin değilim. (Özellikle "alt ağ-alt ağ maskesi" bölümü)
Utku

Biraz fazla oldu, ben de cevabı
yazdım

IPv6'nın ağ bağlantısından daha kolay olduğunu kimse söylemez.
Jacob Evans

1
IPv6 ile ilgili herhangi bir sorunuzla ilgili sorunlardan biri de bir çok yarı-dinsel zealotri bulacaksınız. Coşkunların itibar puanımı etkilememesini sağlamak için genellikle IPv6 sorularına yalnızca yorumlarla cevap veriyorum. Gerçek şu ki, IPv6 yakalayabilir veya yakalayamayabilir. Kesin bir bahis yapmak için çok fazla eksiklikleri var ve orada başka seçenekler de var.
Kevin Keane

Yanıtlar:


80

Burada iki şeyin kafası karışıyor:

  • CIDR'a göre klasik adresleme
  • Maskeleme / NAT

Klasik adreslemeden Classless Inter Domain Routing'e (CIDR) geçmek, ISS'lere ve organizasyonlara adres dağıtımını daha verimli kılan ve IPv4 kullanım ömrünü artıran bir gelişmedir. Sınıflandırılmış bir organizasyona hitap etmede şunlardan biri olur:

  • A sınıfı bir ağ (CIDR teriminde a / 8, netmask 255.0.0.0 ile)
  • bir B sınıfı ağ (ağ maskesi 255.255.0.0 ile CIDR terimlerinde a / 16)
  • bir C sınıfı ağ (CIDR teriminde a / 24, netmask 255.255.255.0 ile)

Bu sınıfların tümü sabit aralıklardan tahsis edildi. A Sınıfı, ilk hanenin 1 ile 126 arasında, B sınıfı 128'den 191'e ve C sınıfından 192'den 223'e kadar tüm adresleri içeriyordu.

Bir örgütün örneğin 4000 adrese ihtiyaç duyacağı zorlu günlerde iki seçenek vardı: onlara 16 C sınıfı blok (16 x 256 = 4096 adres) ya da bir B sınıfı blok (65536 adres) verin. Boyutların sabit kodlanmasından dolayı, 16 ayrı C sınıfı bloğun hepsi ayrı ayrı yönlendirilmelidir. Pek çoğu, ihtiyaç duyduklarından çok daha fazla adres içeren bir B sınıfı bloğu aldı. Birçok büyük kuruluş, yalnızca birkaç yüz bine ihtiyaç duyulduğunda bile A sınıfı bir blok (16,777,216 adres) alacaktır. Bu bir çok adresi boşa harcadı.

CIDR bu sınırlamaları kaldırdı. A, B ve C Sınıfları artık yok (± 1993'ten beri) ve kuruluşlar arasında yönlendirme, herhangi bir ön ek uzunluğunda gerçekleşebilir (a / 24'ten küçük bir şey genellikle, yönlendirme tablolarının boyutunu artıran çok sayıda küçük bloğu önlemek için kabul edilmez. ). O zamandan beri, farklı boyutlardaki blokları yönlendirmek ve bunları adres alanının önceki sınıflarındaki ABC bölümlerinden herhangi birine tahsis etmek mümkündü. 4000 adrese ihtiyaç duyan bir kuruluş 4096 adres olan bir / 20 elde edebilir.

Alt ağ, ayrılmış adres bloğunuzu daha küçük bloklara bölmek anlamına gelir. Küçük bloklar daha sonra fiziksel ağlarda vb. Yapılandırılabilir. Sihirli bir şekilde daha fazla adres oluşturmaz. Sadece tahsisatınızı nasıl kullanmak istediğinize göre böldüğünüz anlamına gelir.

Daha fazla adres yaratan, daha çok NAT (Ağ Adres Çevirisi) olarak bilinen Masquerading idi. NAT ile tek bir genel adrese sahip bir cihaz, arkasında özel (dahili) adresleri olan bütün bir ağ için bağlantı sağlar. Yerel ağdaki her cihaz, gerçekte olmasa bile internete bağlı olduğunu düşünüyor. NAT yönlendirici giden trafiğe bakacak ve paketin kaynağı (bu nedenle maskeleme olarak da bilinir) olduğu için yerel cihazın özel adresini kendi genel adresiyle değiştirecektir. Hangi çevirileri yaptığını hatırlar, böylece geri dönen cevaplar için yerel cihazın orijinal özel adresini geri koyabilir. Bu genellikle bir hack olarak kabul edilir, ancak çalıştı ve daha az genel adres kullanırken birçok cihazın internete trafik göndermesine izin verdi.

Arkasında birden fazla NAT cihazı olması mümkündür. Bu örneğin, herkese açık IPv4 adresleri bulunmayan ISS'ler tarafından yapılır. ISS'nin bir avuç halka açık IPv4 adresi olan bazı büyük NAT yönlendiricileri vardır. Müşteriler daha sonra 100.64.0.0/10harici adresleri olarak özel bir IPv4 adres aralığı ( bazen normal özel adresleri de kullanmasına rağmen) kullanarak bağlanır . Müşteriler daha sonra, harici tarafa aldıkları tek bir adresi kullanan ve normal özel adresler kullanan bir bütün dahili ağa bağlanmak için NAT gerçekleştiren NAT yönlendiricisine sahiptir.

Yine de NAT yönlendiricilere sahip olmanın birkaç dezavantajı var:

  • gelen bağlantılar: NAT yönlendiricisinin arkasındaki cihazlar, gelen bağlantıları kabul etmek için kendi 'gerçek' adresleri olmadığından yalnızca giden bağlantıları yapabilir.
  • port yönlendirme: bu genellikle, NAT yönlendirilmiş bazı UDP ve / veya TCP portlarını halka açık adresindeki bir dahili cihaza tahsis ettiği port yönlendirme ile daha az problem yaratır. NAT yönlendirici bu portlarda gelen trafiği o dahili cihaza iletebilir. Bu, kullanıcının bu yönlendiriciyi NAT yönlendiricisinde yapılandırmasını gerektirir
  • Taşıyıcı sınıfı NAT: ISS'nin NAT yaptığı yerdir. Herhangi bir bağlantı noktası iletmeyi yapılandıramazsınız, bu nedenle gelen bağlantıların kabul edilmesi (bit torrent, kendi VPN / web / posta / etc sunucunuza sahip olmak) imkansız
  • kader paylaşımı: dış dünya sadece tek bir cihaz görür: o NAT router. Bu nedenle NAT yönlendiricinin arkasındaki tüm cihazlar kaderini paylaşır. NAT yönlendiricisinin arkasındaki bir cihaz yaramazlık yapıyorsa, kara listeye çıkan NAT yönlendiricinin adresidir, böylece diğer tüm dahili aygıtları da engeller
  • Artıklık: Bir NAT yönlendirici, yanıtları doğru aygıta gönderebilmesi için hangi dahili aygıtların kendi içinde iletişim kurduğunu hatırlamalıdır. Bu nedenle, bir kullanıcı grubunun tüm trafiği tek bir NAT yönlendiriciden geçmelidir. Normal yönlendiriciler hiçbir şey hatırlamak zorunda değildir ve bu nedenle fazladan yollar oluşturmak kolaydır. NAT ile değil.
  • tek başarısızlık noktası: bir NAT yönlendirici arıza yaptığında mevcut tüm iletişimi unutur, bu nedenle mevcut tüm bağlantılar kopar
  • büyük merkezi NAT yönlendiricileri pahalıdır

Gördüğünüz gibi hem CIDR hem de NAT, IPv4'ün ömrünü uzun yıllar uzatmıştır. Ancak CIDR daha fazla adres oluşturamaz, sadece mevcut olanları daha verimli bir şekilde tahsis eder. NAT ise sadece giden trafik için ve daha yüksek performans ve stabilite riskleri ve genel adreslere göre daha az işlevsellik ile çalışır.

IPv6'nın icat edilmesinin nedeni budur: Her cihaz için birçok adres ve genel adres. Böylece cihazınız (veya önündeki güvenlik duvarı) hangi gelen bağlantıları kabul etmek istediğine karar verebilir. Mümkün olan kendi posta sunucunuzu çalıştırmak istiyorsanız ve dışarıdan kimsenin size bağlanmasını istemiyorsanız: bu da mümkün :) :) IPv6 size NAT tanıtılmadan önce kullandığınız seçenekleri geri veriyor ve istersen onları kullanmakta özgürsün.


1
Vay canına çok cevapla. Teşekkürler. Taşıyıcı sınıfına ilişkin olarak NAT: Bit torrent'in biteceğini söylediniz. Ama neden olacağını tam olarak anlayamadım. Daha doğrusu, durum böyle olsa bile bugün bile bitmesi gerektiğini düşünüyorum. Açıklayayım: Birçok ev kullanıcısının NAT yönlendirici kullandığını tahmin ediyorum ve bu bir "pırasa" nın bir NAT yönlendirici kullanan bir kullanıcıdan sülük edemeyeceğini düşünmemi sağlıyor, çünkü pıhtı, bağlantı için bilgisayarın adresini bilmeyecek. Leecher bir ekme makinesi bulamayacağından, bugün bile bit torrent olsa bu son olur. Bunu benim için açıklar mısın?
Utku

5
Bağlantı noktası yönlendirmeleri, ev bağlantılarında kullanıcı tarafından gelen bağlantılara izin verecek şekilde yapılandırılabilir veya yerel BitTorrent istemcisi, NAT yönlendiricinin bağlantı noktası iletimlerini otomatik olarak yüklemesini sağlamak için özel bir protokol kullanır. Bir taşıyıcı sınıfı NAT yönlendirici bu tür bağlantı noktalarının iletilmesine izin vermez. BitTorrent hala gelen bağlantı olmadan çalışır, ancak neredeyse hiç iyi değil.
Sander Steffann

4
@ Unku, glib cevabı "değil" dir. yani, birçok NAT'd bittorrent düğümüne gelen bağlantıların kurulamadığı doğru. Bununla birlikte, söz konusu düğüm ağdaki diğer düğümlerle bağlantılar kurabilir ve veriler bir bağlantı üzerinden her iki yöne de aktığından, akranlarından birinin sahip olduğu parçaları iterek hala ağa katkıda bulunabilirler.
Rob Starling

3
Bittorrent ve NAT'ta: bkz. Superuser.com/questions/104462/… . Özet: gelen bağlantılar, giden bağlantınıza destek veriyor; bazı müşteriler, paylaşılan bir eş ile yeni bağlantılar üzerinden yeni bir kullanıcıdan gelen bağlantılara izin vermek için bir geçiş sistemi kullanır. Bu daha az verimlidir ve daha düşük hızlar elde edersiniz. Tüm akranların bağlantı noktası iletmeden bir NAT'ın arkasında olması mümkün değildir.
Timbo

2
Kader Paylaşımı Üzerine, ilgili bir fıkra: techcrunch.com/2007/01/01/wikipedia-bans-qatar
njzk2

15

İnternet Protokolü (IP), uçtan uca bağlantı sağlamak için tasarlanmıştır.

IPv4 adresinin 32 biti, yalnızca yaklaşık 4,3 milyar benzersiz adrese izin verir. O zaman çok noktaya yayın gibi şeyler için bir grup adres çıkarmalısınız ve hiçbir zaman bir alt ağın tam kapasitesini kullanamayacağınızı gösteren çok fazla matematik vardır, bu yüzden çok fazla boşa harcanmış adres vardır.

Kullanılabilir IPv4 adreslerinin iki katı kadar insan vardır ve bu insanların çoğu birden fazla IP adresi kullanır. Bu, IP adresleri için işletme gereksinimlerine bile dokunmuyor.

IP adresini açmak için NAT kullanmak, IP'nin uçtan uca bağlantı paradigmasını bozar. Genel kamuya açık IP adreslerinin gösterilmesi zorlaşıyor. Sadece bir ortak IP adresine sahip bir ev kullanıcısı olarak, aynı aktarım protokolünü ve bağlantı noktasını kullanan birden fazla cihaza izin vermek istiyorsanız, sözleşmenin TCP bağlantı noktası 80'i kullanan iki web sunucusu olduğunu söyleyin. İnternetten erişilebilir. Genel IP adresinizdeki 80 numaralı TCP bağlantı noktasını bir özel IP adresine iletebilirsiniz, ancak diğer web sunucusu ne durumda? Bu senaryo, tipik bir ev kullanıcısının işlemek için donanımlı olmadığı bazı çemberlere atlamanızı gerektirir. Şimdi, Nesnelerin İnterneti'ni düşünün(IoT) yüzlerce veya binlerce cihazınızın (ampuller, termostatlar, termometreler, yağmur ölçerler ve sprinkler sistemleri, alarm sensörleri, ev aletleri, garaj kapısı açıcıları, eğlence sistemleri, evcil hayvan tasmaları ve diğerlerinin ne olduğunu bilen) olabilir. Bazıları veya tümü, aynı belirli aktarım protokollerini ve bağlantı noktalarını kullanmak istiyor. Şimdi, IP adresine sahip işletmelere, müşterilerine, satıcılarına ve ortaklarına bağlantı sağlamaları gerektiğini düşünün.

IP, uçtan uca bağlantı için tasarlandı, bu nedenle, aynı taşıma protokolünü ve bağlantı noktasını ne kadar farklı ana bilgisayar kullanıyor olursa olsun, IP adresleriyle benzersiz bir şekilde tanımlanırlar. NAT bunu kırar ve IP'yi asla sınırlı kalmayacak şekilde sınırlar. NAT, bir sonraki IP sürümü (IPv6) kabul edilinceye kadar IPv4'ün ömrünü uzatmanın bir yolu olarak oluşturuldu.

IPv6, orijinal IP paradigmasını geri yüklemek için yeterli genel adres sağlar. IPv6 şu anda, genel olarak yönlendirilebilir IPv6 adresleri için ayrılan tüm IPv6 adres bloğunda IPv6 adreslerinin 1 / 8'ine sahiptir. 2100 yılında dünyada (gerçek dışı olmayan) 17 milyar insan bulunduğunu varsayarsak, mevcut küresel IPv6 adres aralığı (IPv6 adres bloğunun 1 / 8'i) bu 17 milyar insanın her biri için 2000 / 48'in üzerinde ağ sağlar. Her / 48 ağ, alt ağ başına 18,446,744,073,709,551,616 adres içeren 65,536 / 64 alt ağdır.


Yani NAT aslında bir "yama" değil mi? İnternetin temel bir ilkesini ihlal eden bir yama.
Utku

7
NAT bir yama olarak adlandırılabilir, ancak birçoğu hack veya daha kötüsü olarak adlandırdı.
Ron Maupin

7
İkinci cümleniz önemli! NAT, sunucuları çalıştırabilecek kişilerle (kolayca) çalışamayanlar arasında bir asimetri oluşturur. Bu bir var temel internetin çekirdek demokratik ilkelerin ihlali. Birinin umurunda olup olmadığı, elbette farklı bir soru. NAT'ın arkasına oturan çoğu insan umursamıyor. Birçok içerik sağlayıcıları yapmak o zaman internet gördüğü (çoğunluğu) kontrol edebilir, çünkü bir NAT arkasında mümkün olduğunca çok insan olarak koymak için dikkat.
Jörg W Mittag

1
@ JörgWMittag, "Bir NAT'ın arkasına oturan çoğu insan umursamıyor." Parlak yeni multiplayer oyunlarına, uygulamalarına veya oyuncaklarına bekledikleri gibi çalışmadıkça, kesinlikle umursarlar. "Birçok içerik sağlayıcı, bir NAT'ın arkasına mümkün olduğunca çok sayıda insan koymaya özen gösterir, çünkü daha sonra İnternet'in ne göreceğini kontrol edebilirler." NAT erişimi kontrol etmek için gerekli değildir. NAT olmadan bu kadar kolay (daha fazla değilse) yapılabilir. NAT, içerik / servis sağlayıcılar ve bu tür ağları kimlerin çalıştığını bildiğim insanlar için birçok şeyi daha da zorlaştırıyor, eğer kaçınabilecek olursa NAT kullanan birini tanımıyorum.
YLearn

9

Basitçe söylemek gerekirse, artık IPv4 adresi yok. Mevcut IPv4 adreslerinin tümü (veya hemen hemen tümü) tahsis edilmiştir. IP cihazlarının, dizüstü bilgisayarların, telefonların, tabletlerin, kameraların, güvenlik cihazlarının vb. Patlaması tüm adres alanını kullandı.


1
Bu tam olarak doğru değil, alanın büyük çoğunluğu boşa harcanıyor, çünkü başlamak için iyi bir alt ağ yoktu. Şimdi orglar genel adres olarak kullanmadıkları adres alanlarına sahipler, ancak onları geri vermek ağlarının yeniden yapılandırılmasında büyük çaba gerektiriyor.
JamesRyan

7
Evet, çok fazla alan boşa harcanıyor. Ancak, mevcut alanın tükenmiş olduğu gerçeği devam etmektedir.
Ron Trunk

1
@JamesRyan Genel tek noktaya yayın ataması için (herhangi bir zamanda) açılabilecek tüm "E Sınıfı" aralığı da vardır. Bu, dünyaya 16 tane daha 8/8 verirdi (yaklaşık 134 milyon daha fazla adres). Ama sonra ne? Yapacağı tek şey, tüm adreslerin "son tüketimlerini" ertelemek. Bu nedenle, geri kazanılan veya yeniden tahsis edilen kaç IPv4 adresinin ne olduğuna bakılmaksızın, tükenme kaçınılmazdır. IPv6 kalıcı bir çözümdür.
Eddie

3
@Eddie, teoride , "E Sınıfı" aralığı açılabilir. Uygulamada, aralığın "rezerve edilmiş, kullanımda değil" olduğu varsayılan 34 yıllık insan, bu adreslerden birini alanların sınırlı bir bağlantıya sahip olacağı anlamına gelir.
Mark

1
@Mark Anlaşıldı. Demek istediğim basitçe ömrünü uzatmak için kullanabileceğimiz IPv4 alanı cepleriydi, ama neden rahatsız edici ki, IPv6 kaçınılmazdır. (Kesinlikle değildi Söylediğimiz gerektiğini IPv4'ün ömrünü uzatmak) .
Eddie

4

Öncelikle değişken alt ağ maskesi tekniği yetersiz kalmıştır. Bu yüzden insanlar birden fazla özel IP'yi maskelemek için ortak IP kullanabileceğiniz Ağ adresi çeviri tekniğini icat etti. Bu teknikle bile, tahsis etmek üzere neredeyse IP'lerin dışındayız. Ayrıca NAT, İnternet'in kurucu ilkelerinden birini de koparıyor: uçtan uca prensip.

Bu yüzden IPv6'yı kullanmanın temel nedeni, herkesin ihtiyaç duyduğu kadar halka açık IP'ye sahip olacağı ve NAT kullanmanın tüm karmaşıklığı ortadan kalkacak olmasıdır.

IPv6 ayrıca ayrıntıya girmeyeceğim başka işlevler de sağlar: IP düzeyinde zorunlu güvenlik, Stateless adresinin otomatik yapılandırmasını sağlar, artık yalnızca çok noktaya yayın yapmaz ve yönlendirici tarafından başlığı basitleştirerek daha verimli işleme sağlar. Ayrıca, mobil cihazların bu çağında mobil IPv6 şeklinde mobilite için açık bir desteğe sahiptir.

Alt ağ / alt ağ maskeleri kullanma önerinizle ilgili olarak: Uygulaması mevcut tüm uygulamaları bozacağından ve kulağa şık gelmediğinden uygulanabilir görünmüyor. Bir şeyleri değiştirmek zorundaysanız, neden yeni ve iyi düşünülmüş bir şeye gitmeyin.


NAT, adres eksikliği veya değişken uzunluktaki alt ağların eksikliği nedeniyle icat edilmedi. Basitçe popüler hale geldi çünkü birçok ISS tahsis edilmiş IP alanı olan "işletme sınıfı" hizmetler için daha fazla ücret talep edecektir.
Alnitak

1

IP'leri bölgesel kuruluşlara dağıtan ana kuruluş tamamen tükenmiştir. ARIN - ABD'deki bölgesel kuruluş son birkaç aydır tükendi. Hala bazı IP'leri kalan tek bölgesel örgüt AfriNIC.

Tam A sınıfı IP aralığına sahip Ford, MIT gibi birçok şirket / kuruluş var. Onları aldıklarında, kimse bu kadar çabuk biteceğini düşünmüyordu.

Şu anda, IP almak için ya bir şirketin işten çıkmasını ve gri piyasadan satın almasını beklersiniz ya da kullanılmayan IP'leri başka bir şirketten satın almaya çalışırsınız.

Bir bölge için tasarlanmış IP'ler, başka bir bölgede kullanılamaz. Eh, yapabilirler, ancak oldukça cesaretlidir (coğrafi IP).

Şu anda, pek çok şirket IPv6 için hazırlanıyor. Anahtar, 10 binlerce sunucuya sahip olanlar için tam IPv6'yı destekleyen yeni ekipman satın almak kadar kolay değildir.


2
IP'ler aslında “bir bölge için tasarlanmamıştır” - 5 RIR'den birine (kabaca beş kıtaya karşılık gelen) keyfi olarak atandılar. IP bloklarının (hala, satılanlar) bir RIR'den hala biraz kalan (bugün, sadece Afrika'da kalanlar) diğerine bırakılmış olması oldukça yaygındır. GeoIP sadece bir hack, IP protokolüne göre tasarlanmış bir şey değil.
Kevin Keane,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.