Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.

Internet Protocol verze 6

Čas nutný k přečtení
12 minut
Již přečteno

Internet Protocol verze 6

1 comments

Na internet jako globální světovou síť se denně připojuje stále větší počet lidí. Knihovníci a informační pracovníci využívají služeb internetu jako jednoho ze základních nástrojů při uspokojování informačních potřeb uživatelů. K tomu není bezpodmínečně nutné znát podrobně principy fungování internetu, je důležité, aby vše chodilo, jak má a my si vystačíme se základní uživatelskou gramotností. Určitě však není na škodu přečíst si několik zajímavých informací o technologii, kterou denně používáme.
IPv6 (Internet Protocol verze 6) mezi zajímavé záležitosti rozhodně patří. IPv6 (ve starší literatuře bývá označován také jako IPng - IP Next Generation) se má stát následníkem nosného protokolu současného internetu, kterým je IPv4 - Internet Protocol verze 4.

Trochu všeobecně známé historie a teorie

Historie internetu začíná koncem 60. let 20. století v USA v Pentagonu. Vojenští odborníci měli tehdy za úkol zajistit funkčnost komunikační sítě i v případě, že by některá její část byla zničena. Jejich zásluhou byl vyvinut protokol TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), který je dodnes základním komunikačním protokolem internetu. Na bázi tohoto protokolu začaly v roce 1969 komunikovat čtyři počítače v rámci sítě nazvané ARPANET (Advance Research Project Agency NET). Tehdy se ukázalo, že je nejen zajištěn bezchybný provoz sítě po odpojení jejích nefunkčních částí, ale že také lze bez větších problémů síť rozšiřovat. A tak se na tuto pokusnou síť začala postupně připojovat počítačová centra vysokých škol a výzkumných organizací pracujících pro Pentagon. V roce 1982 se čistě vojenská část sítě odštěpila pod názvem MILNET a síť ARPANET byla přenechána akademickým pracovištím. Síť brzy přerostla hranice USA, stala se základem pro propojení mnoha vědeckých a výzkumných pracovišť, škol a univerzit a začala se nazývat internet. Začátkem 90. let 20. století se začaly objevovat první firmy, které poskytovaly připojení k internetu na komerční bázi. Tyto firmy si postupně vybudovaly vlastní páteřní sítě a zcela se oddělily od sítí akademických, které jsou dodnes více či méně dotované státem. Tím se dovršil proces přechodu internetu na bázi komerčního fungování. Základní aspekty internetu však zůstávají zachovány: internet je síť, která nemá hierarchickou strukturu a nikdo ji nevlastní.

Pro lepší pochopení dalšího textu stručně zmíníme co je to adresní prostor.
Mají-li dva počítače spolu komunikovat, musí se umět vzájemně identifikovat. Jednoznačnou identifikací počítače je jeho IP adresa (zatím stále ještě hovoříme o IPv4 a tudíž i o IPv4 adresách, zkráceně IP adresách). Tato adresa je číselná, celkově dlouhá 32 bitů a musí být jedinečná v celém internetu. Aby si uživatelé nemuseli pamatovat desítky adres svých oblíbených strojů v číselné podobě ve tvaru IP adres, vznikl tzv. DNS (Domain Name System) systém, který umožňuje, aby se IP adresy počítačů skryly za lépe pamatovatelné názvy. Tak si například pamatujeme, že náš oblíbený server se jmenuje www.seznam.cz , méně z nás ovšem ví, že tento server má IP adresu 212.80.76.3. A abychom se nemuseli starat ani o překlad jména www.seznam.cz na jeho IP adresu 212.80.76.3, stará se o to náš osobní počítač, který ví, jak IP adresu serveru www.seznam.cz zjistit.

IP adresy přiděluje koordinační výbor pro budování IP sítí v Evropě RIPE NCC (Réseaux IP Européens - Network Coordination Centre) a zaznamenává je do informační databáze RIPE.

V první polovině 90. let 20. století se objevovalo stále více komerčních firem, které poskytovaly připojení k internetu. Začalo být také zřejmé, že se adresní prostor dostupný v rámci IPv4 rychle tenčí. Tehdy vypracované studie ukazovaly, že s perspektivou přibližně deseti let dojde k jeho úplnému vyčerpání.

Nedostatek IP adres v rámci IPv4

Obecně lze síťové komunikační protokoly rozdělit na dvě skupiny: ty, které byly za standard oficiálně prohlášeny, a ty, které se jím skutečně staly. Protokol TCP/IP rozhodně patří do druhé skupiny, jednoznačně ovládl prostředí internetu a představuje dnes standardní cestu ke vzájemné komunikaci počítačů.

Své popularitě však vděčí i za určité problémy, které se objevily při masovém nasazení. Jak již bylo uvedeno, tím nejpalčivějším je nedostatek adres, který pociťují především noví uživatelé (ti staří mají "nahrabáno": např. Stanford University v USA má přiděleno více IP adres než celá Čína).

Nový protokol (IPv6) si klade za cíl nejen zvětšit adresní prostor, ale i přidat některé pokročilé vlastnosti, které posunou možnosti internetu zase o kus dál. Přechod na IPv6 se všeobecně považuje za nevyhnutelný a je jím podmíněn kvalitativně nový rozvoj internetu - příští generace mobilních komunikačních zařízení, použití IP ve spotřební elektronice, automobilech apod. Ovšem nelze zamlčovat, že se IPv6 rodí pomalu a bolestně. Firmám se příliš nechce investovat do vývoje, protože návratnost je nejistá, zatímco na současném IPv4 se dá vydělat hned. Většina firem se proto věnuje raději rozvoji IPv4, zpřísnila se kritéria pro přidělování IPv4 adres, byly zavedeny mechanismy, které umožňují IP adresami šetřit a tudíž bezprostřední tlak z nedostatku adres polevil. Jedním z "šetřících mechanismů" je NAT (Network Address Translation): za jeden počítač s veřejnou IP adresou se schová celá vnitřní síť a pro počítače v této síti je branou do internetu právě ten jeden počítač s veřejnou IP adresou. Díky tomu takto postavená vnitřní síť vystačí s jednou jedinou veřejnou IP adresou, kterou má přidělenu ona brána, počítače ve vnitřní síti běží na tzv. privátních IP adresách. Privátní adresy jsou takové adresy, které se ve veřejných sítích nesmějí vyskytovat a nepoužívají se k adresování. Tento mechanismus má ovšem i své nevýhody. Počítače uvnitř nejsou z vnějšího internetu adresovatelné. Zavedením NAT se ztrácí průhlednost komunikace, vstupuje do ní nový prostředník, který představuje citelnou překážku.

Zcela protichůdnou tendencí je rostoucí popularita služeb pro přímou komunikaci mezi uživateli (ICQ a podobné, IP telefonie, videokonference a další). Ty potřebují navazovat přímá spojení mezi komunikujícími počítači. Leží-li každý v jiné NATované síti, není jak je navázat.

Jako lék nabízí IPv6 svůj obrovský adresní prostor. Již nikdy nedostatek adres, již nikdy více NAT. Každý počítač, hodinky, lednička či další zařízení bude mít svou vlastní, celosvětově jednoznačnou IP adresu.

V rámci IPv6 adres dostatek (navždy)

Největší podíl na vzniku nového protokolu mají Steven Deering a Robert Hinden. Jejich snaha vyústila koncem roku 1995 ve vydání prvních RFC (Request For Comments) definujících IPv6. Jedná se o RFC 1883: Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification. V následujících letech vycházely další RFC dokumenty týkající se jednotlivých IPv6 služeb. Dokumenty o IPv6 navrhují zásadnější změnu, která by kromě rozšíření adresního prostoru přinesla i další nové vlastnosti: jednotné adresní schéma pro internet i vnitřní sítě, zvýšení bezpečnosti (zahrnout do IPv6 mechanismy pro šifrování, autentizaci a sledování cesty k odesílateli), podpora pro služby se zajištěnou kvalitou, podpora mobility (přenosné počítače apod.), hladký a plynulý přechod z IPv4 na IPv6 a další.

Požadavek na větší rozsah adresního prostoru vedl k nemalým debatám o optimální délce IP adresy. Nakonec byla stanovena na 128 bitů, tedy čtyřnásobek délky použité v IPv4. To znamená, že je k dispozici 3,4 x 1038 adres. Na každý čtvereční palec suchozemského povrchu naší planety připadá 32 IPv6 adres.

IP adresa v IPv6 světě je čtyřikrát delší než v IPv4 světě. Z toho logicky vyplývá, že existence DNS systému je zde ještě důležitější, než v rámci IPv4. Možnost zapamatování 128 bitové adresy v číselné podobě je v podstatě nemožná, např. IPv6 adresa serveru www.cesnet.cz je 2001:718:1:1:203:47ff:fe71:8e4c (pro srovnání IPv4 adresa téhož serveru je 195.113.144.230).

V současné době lze nalézt podporu IPv6 ve většině operačních systémů (nebo ji lze alespoň doplnit), jsou to ovšem implementace velmi minimalistické. Značný posun vpřed byl zaznamenán v roce 2001, kdy se podpora IPv6 objevila v oficiálních produktech dvou opravdu významných firem - Cisco Systems (IOS 12.2 T) a Microsoft Corporation (MS Windows XP). Cisco platí za de facto standard mezi směrovači a MS Windows je operační systém, který používá valná většina uživatelů na světě (i když se naopak mnozí netají tím, že by si právě tento operační systém na své počítače nenainstalovali ani pod pohrůžkou fyzického násilí). Dostupnost IPv6 na těchto dvou platformách, byť obě implementace disponují jen základními prvky, je pro další rozvoj protokolu velmi důležitá.

Soužití IPv4 a IPv6

Je pochopitelné, že po určitou dobu je nezbytná koexistence IPv4 a IPv6. Přechod od nižší verze protokolu k vyšší musí probíhat postupně a pro uživatele tak, aby vůbec nepoznal, že při práci na internetu přechází z IPv4 na IPv6 a naopak.
Např. Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava provozuje experimentální IPv6 síť a upozorňuje své uživatele: "Jdete k nám přes IPv4 síť. Až půjdete přes IPv6, tak vám želvička zatančí."

Pro usnadnění společné existence IPv6 a IPv4 byla vymyšlena a používá se řada mechanismů, které zmíníme pouze velice stručně - např. technika 6to4, 6over4 a podobně. Velmi zjednodušeně řečeno tyto techniky fungují tak, že pro přenos dat mezi IPv6 a IPv4 "světem" se použije mechanismus té části světa, přes který jsou data v daný okamžik transportována.

Nejjednodušší možností je klasické tunelování: tunely slouží k domluvě dvou partnerů hovořících stejným protokolem, který však nepodporuje síť ležící mezi nimi. Tunelování ponechává oba světy více méně oddělené a pouze využívá infrastrukturu jednoho k přenosu dat druhého. Kromě tunelování jsou však k dispozici i rafinovanější metody nabízející překlad adres a podobné věci.

Zajímavou variantou automatického tunelování je návrh, pro který se vžilo označení 6to4, tj. propojování IPv6 domén IPv4 sítěmi. Hlavním cílem 6to4 je umožnit IPv6 oblastem vzájemnou komunikaci po IPv4 s minimální konfigurací. Požaduje, aby připojená IPv6 síť měla alespoň jednu IPv4 adresu.

Technologie nazvaná 6over4 má podstatně skromnější ambice než 6to4. Je zaměřena na izolované počítače podporující IPv6, které se nacházejí uvnitř IPv4 infrastruktury. Jejím cílem je umožnit jim plnohodnotnou komunikaci s okolním IPv6 světem, a to opět při co nejmenší míře ruční práce a explicitního konfigurování.

IPv6 sítě

Když se začalo experimentovat s prvními implementacemi, vznikla potřeba rozlehlé IPv6 sítě, která by posloužila k testování a získávání praktických zkušeností. Tak v roce 1996 vznikla síť 6Bone. Původně propojila jen tři instituce: G6 ve Francii, UNI-C v Dánsku a WIDE v Japonsku. Začátkem roku 2002 bylo do 6Bone zapojeno téměř tisíc institucí ze 60 zemí.

6Bone je tak zvaná virtuální síť. To znamená, že nemá vlastní vyhrazenou kabeláž, ale využívá již existující sítě. Skládá se z lokálních IPv6 sítí, které jsou navzájem propojeny tunely. To znamená, že IPv6 datagramy se balí jako data do běžného IPv4 a přenášejí se standardním internetem až do cílové sítě. Je to jednoduché, levné a dá se vytvořit topologie, jaká je potřeba. Hlavním cílem 6Bone je "hrát si na opravdický IPv6 internet" a získat tak praktické zkušenosti s jeho provozem. Proto je v rámci sítě definována směrovací politika, jsou vypracovány mechanismy na přidělování adres a další potřebné operace.

6Bone si lze vyzkoušet i z běžného počítače, připojeného třeba telefonní linkou, je potřeba jen operační systém podporující IPv6. Pro individuální zájemce jsou k dispozici veřejné tunel servery, ke kterým se může připojit každý. Stačí navštívit http://www.freenet6.net, kde je k dispozici klient pro TSP (Tunnel Setup Protocol). Jeho prostřednictvím pak lze kdykoliv vytvořit tunel mezi svým počítačem a některým z veřejných tunel serverů sítě 6Bone.

Vedle sítě 6Bone existuje (především v Asii) i několik produkčních IPv6 sítí. Například v Japonsku je novému IP věnována značná pozornost. Zdejší firmy v něm cítí příležitost, jak se prosadit proti etablovaným americkým výrobcům, kteří mají "vykolíkován" IPv4 trh.

V Evropě vzniklo několik projektů zaměřených na získávání praktických zkušeností s provozem IPv6. Z těch nejvýznamnějších lze jmenovat např. 6NET.

6NET je projektem 5. rámcového programu Evropské unie. Jeho cílem je vybudování celoevropské sítě založené výhradně na protokolu IPv6. Od 1. 9. 2002 je členem konsorcia 6NET také sdružení CESNET www.cesnet.cz . Přímé připojení protokolem IPv6 do sítě projektu 6NET zprovoznil CESNET ve spolupráci se zahraničními partnery již začátkem února 2002. Připojení je zajištěno pomocí datového okruhu Praha - Frankfurt nad Mohanem o kapacitě 155 Mbit/s. Jedná se o vůbec první mezinárodní okruh v České republice realizovaný na bázi protokolu IPv6. Všechny dosavadní okruhy IPv6 pouze využívaly různé formy tunelování protokolu IPv6 uvnitř IPv4.

Sdružení CESNET také propojilo svou síť CESNET2 se sítí společnosti 6COM. Toto propojení je vůbec první na území České republiky, které bylo uskutečněno prostřednictvím síťového protokolu IPv6. Společnost 6COM (se sídlem na Slovensku) se zabývá vývojem IPv6 aplikací, soustřeďuje se na co největší usnadnění postupného přechodu na protokol IPv6. Společnost 6COM provozuje distribuovanou síť IPv6 serverů Access to Six (neboli XS26), která umožňuje uživatelům jednoduše se připojit na IPv6 strukturu i přes stávající protokol IPv4. Uživatelé sítě XS26 si mohou vybrat bod IPv6 sítě, který je jim geograficky nejbližší a ke kterému mají nejlepší spojení. Síť v současnosti operuje v České republice, na Slovensku, v Německu, Holandsku, Polsku, Maďarsku, Dánsku a USA. Spojení je realizováno tunelem přes současnou IPv4 infrastrukturu, ovšem do budoucna společnost plánuje přechod na přímé IPv6 propojení jednotlivých bodů.

V rámci sítě CESNET2 je protokol IPv6 zatím považován za experimentální a páteřní síť IPv6 je realizována pomocí tunelů jako překryvná síť nad infrastrukturou IPv4. Logická struktura sítě je tvořena tunely IPv6 nad IPv4, které však v maximální možné míře kopírují fyzickou topologii sítě CESNET2. Snahou této sítě je udržet počet spojení s jinými autonomními systémy v rozumných mezích a realizovat je buď nativními (netunelovými) okruhy, anebo kvalitními tunely s nízkým zpožděním.

Více informací u Satrapy a na českém informačním IPv6 serveru

V roce 2002 podpořilo sdružení CESNET vydání knihy IPv6: Internet Protokol verze 6. Jejím autorem je Pavel Satrapa, vedoucí Katedry informačních technologií na Technické univerzitě v Liberci, tentýž Satrapa, jehož publikace WWW pro čtenáře, autory a misionáře byla před časem jednou ze základních učebnic pro začínající správce webových stránek. Kniha o IPv6 dává ucelený a aktuální popis této problematiky, skutečně ji lze doporučit každému, kdo má zájem o získání podrobnějších informací o IPv6. Kniha předpokládá, že čtenář má jisté základní znalosti o IPv4 a fungování internetu, pokud ne, je její pochopení také možné, jen trochu obtížnější.

Pro doplnění aktuálních informací týkajících se IPv6 a sledování dalšího vývoje doporučujeme navštěvovat český informační server o IPv6, kde lze nalézt nejen základní informace o IPv6, ale také návody na konfiguraci v různých operačních systémech a pomoc při konfiguraci uživatelských aplikací na IPv6. Od listopadu 2002 existuje také možnost přihlásit se do elektronické konference věnované IPv6.

Použité zdroje:
1. SATRAPA, Pavel. IPv6: Internet Protokol verze 6. Praha : Neocortex, 2002. 238 s. ISBN 80-86330-10-9.

2. ŽID, Norbert [et al.]. Orientace ve světě informatiky. Praha : Management Press, 1998. 391 s. ISBN 80-85943-58-1.

Hodnocení: 
Zatím žádné hodnocení
KRČMAŘOVÁ, Gabriela. Internet Protocol verze 6. Ikaros [online]. 2003, ročník 7, číslo 4 [cit. 2019-12-06]. urn:nbn:cz:ik-11252. ISSN 1212-5075. Dostupné z: http://ikaros.cz/node/11252

automaticky generované reklamy

Máme zde 1 komentář

"Na každý čtvereční palec suchozemského povrchu naší planety připadá 32 IPv6 adres" - možná se budou notoričtí opisovači této hodnoty divit :-).

registration login password