Что такое и зачем нужен IPV6? Разбор
Интернет всем хорош, но есть у него один большой недостаток. Дело в том, что он проектировался с ошибками.
Люди, стоявшие у истоков интернета, в 1970 годах даже представить не могли, что спустя каких-то 40 лет у нас у каждого в кармане будет по персональному компьютеру с круглосуточным доступом в интернет, а потом интернет понадобится всем лампочкам, чайникам и умным пылесосам. Поэтому они совершили грубейшую архитектурную ошибку — сделали интернет очень маленьким и назвали этот интернет — Internet Protocol версии 4.
Поэтому сегодня мы поговорим о том, что не так с текущим интернетом? Как интернет закончился в середине 2010-х и о том как Internet Protocol версии 6 навсегда изменит архитектуру интернета.
Как появились IP-адреса?
Нам всем нужны адреса. Нам нужен почтовый адрес, чтобы до нас доходили классные посылочки, квитанции, старомодные любовные письма — почему бы нет? Нам нужен адрес регистрации, чтобы мы могли полноценно участвовать в жизни своего города и чтобы государство нас не теряло. Ну и конечно же нам нужен адрес в сети интернет, чтобы до нас доходили пакеты байт с весёлыми гифками, закодированными символами и бесконечным потоком видеоконтента, который мы для вас производим.
Да, адреса в интернете определенно нужны! Именно так в начале 1980-х решили создатели первой успешной, неэкспериментальной версии интернет протокола — IPv4, Internet Protocol версия 4.
Тогда и был придуман IP-адрес, который выглядит вот так:
Небольшое пояснение, ІP-адрес — это, по сути, почтовый адрес устройства в сети. IP-адрес должен быть у каждого сайта, смартфона, компьютера, сервера, умной лампочки и прочее, иначе пакеты данных просто не будут знать, куда им лететь.
А если вы хотите, подробнее узнать о том, как IP-адрес 89.253.228.19 преобразуется в привычный всем адрес сайта droider.ru вы можете из предыдущей части этого материала про DNS-сервера.
IPv4 адрес состоит из 4 блоков по 8 бит, каждый из которых называется октетом, и записывается в виде десятичных цифр, разделенных точкой.
Всего длина такого адреса 32 бита. Что на самом деле превращается в целых 4 миллиарда 294 миллиона 967 тысяч 296 комбинаций. Тогда, в 1980-х, Интернет был только у военных и в университетах, поэтому создатели протокола решили, что такого количества адресов хватит с запасом.
СПОЙЛЕР: они сильно заблуждались.
Как IP-адреса закончились?
Так как адресов было ограниченное количество, право их раздавать было закреплено за пятью некоммерческими организациями, ответственными за свой регион.
Например, за Европу, Ближний Восток и Центральную Азию отвечает организация RIPE NCC, скромный офис которой находится в Нидерландах.
Естественно, с бурным развитием интернета и появлением всевозможных гаджетов, свободные IP-адреса стали быстро заканчиваться. Например, ARIN исчерпала запас IPv4 адресов еще в 2015 году, а наш родной RIPE NCC оказался с пустыми карманами 25 ноября 2019 года.
Тем не менее количество подключенных к сети девайсов растет в геометрической прогрессии и сейчас измеряется десятками миллиардов. Чтобы вы понимали скорость роста, по данным IDC, к 2025 году в сети будет более 152 миллиардов устройств Интернета вещей, только (!) устройств интернета вещей! В 2021 году их всего 10 миллиардов. Итого ожидается рост в 15 раз за 4 года!
Но как же так происходит? Адреса давно кончились, умных лампочек всё больше, а интернет продолжает себе спокойно работать и вроде никто не жалуется.
На самом деле человечество давно осознало проблему недостаточного адресного пространства и решило её при помощи технологии преобразования сетевых адресов, которая называется NAT — Network Address Translation.
NAT делает очень простую вещь — позволяет преобразовать ваш адрес внутри локальной сети в глобальный адрес. По сути, NAT похож на то, как раньше приходилось дозваниваться домой по городскому номеру.
Вы звонили вашему другу или подруге. Трубку брал папа, вы говорили “Машу можно” и папа передавал трубку адресату. Ну или говорил, “нет тут никакой Маши, не звони сюда больше, придурок”, но это уже не имеет отношения к делу.
Вот так и технология NAT позволяет перенаправить запрос, который поступил на общий IP-адрес, до нужного адресата. Только вместо папы, который взял трубку, это делает маршрутизатор.
И в принципе технология прекрасно справляется с задачами. Она позволят держать на одном IP-адресе тысячи, может даже сотни тысяч девайсов и сайтов. И, даже, в какой-то степени, делает сеть безопасней. Но это не точно… Мнения профессионалов в этом вопросе расходятся. Но в любом случае, все сходятся во мнении, что NAT — это костыль, который усложняет работу, ограничивает и увеличивает нагрузку на сеть.
IPv6
Поэтому единственное, что действительно полностью решает проблему — это интернет протокол нового поколения — IPv6, переход на который по степени воздействия можно сравнить с переходом от стационарных телефонов на одну семью к сотовым телефонам на каждого пользователя. Но что же такого хорошего в интернет протоколе 6-го поколения?
Первое и главное отличие: IP-адреса в новом протоколе стали длиной 128 бит. Это дает 2 в степени 128 вариантов уникальных адресов, а это на секундочку вот столько:
340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 комбинаций
А это всего лишь 340 унцендиллионов или 340 триллионов триллионов триллионов. Иными словами, в этот раз ребята реально перестраховались.
Соответственно, с изменением длины адреса, поменялся и его формат. Новый IP-адрес стал выглядеть немного сложнее, к примеру вот так:
Пример IPv6 адреса
2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0010:ad12
IPv6 адрес теперь состоит из 8 групп шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями.
Выглядит правда так себе, но хорошая новость в том, что в таких адресах можно сократить нули слева направо, поэтому большой адрес можно записать вот так, что гораздо симпатичнее.
2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0010:ad12
2001:db8:10:ad12
Очевидные преимущества
IPv6 во многом превосходит IPv4 и имеет ряд очевидных преимуществ. Во-первых, более широкое адресное пространство, которое уже даёт массу преимуществ:
- Адресов хватит с запасом на многие десятилетия вперед. А значит не надо будет париться над обходными решениями, и можно будет полностью избавиться от NAT.
- Каждое из устройств подключенных к сети сможет получить свой “белый” IP адрес, что уже хорошо.
- По настоящему хорошо заработают peer-to-peer сети, т.е. сети в которых устройства могут общаться между собой напрямую.
Во-вторых, в новом протоколе упростили и причесали:
- Теперь адреса можно создавать и настраивать автоматически, благодаря технологии SLAAC — Stateless Address Autoconfiguration. А это существенно упрощает администрирования сети.
- Также в IPv6 существенно упростили заголовки пакетов, которые стало проще и быстрее обрабатывать.
Ну и добавили обязательную поддержку шифрования трафика IPsec, в конце концов. И многое, многое другое.
Неочевидные преимущества
Но ключевой момент в том, что все эти небольшие и вроде бы незначимые изменения на самом деле решают большие проблемы.
В текущем интернете у нас с вами нет настоящих “белых” IP-адресов, поэтому некоторые сервисы и протоколы просто не могут нормально работать.
Например, для того чтобы VoIP-вызовы работали на мобильных, устройство вынуждено постоянно держать соединение с SIP-сервером, на что уходит много трафика и заряда батарейки. Также нормально не работают любые FTP, p2p-сети и прочее.
В IPv6 таких проблем нет, новый протокол делает каждые девайс полноценным участником интернета: устройства могут общаться друг с другом напрямую, минуя даже DNS-сервера.
Иными словами, интернет который у нас есть сейчас нельзя назвать полноценным. Наши устройства не имеют своего личного пространства в сети, они его как бы арендуют у провайдеров и различных сервисов на очень ограниченных условиях. Новый же интернет позволит принципиально изменить и оптимизировать структуру сети. Но этого не происходит.
Сам протокол придумали еще в 1996 году.
Google стал активно использовать IPv6 еще в 2008 году.
А официальный всемирный запуск IPv6 состоялся в 2012.
После запуска все аналитики твердили, что в течение 5 лет мы полностью избавимся от IPv4 и перейдем на новый протокол, но на текущий момент по статистике Google только 30-35% трафика приходится на IPv6.
А в России так вообще меньше 10%.
Так почему же скорость внедрения такая маленькая?
Проблемы IPv6
Скажем, IPv6 — неидеальный. У него есть ряд серьезных проблем.
Начнем с того, что для провайдеров обновляться на IPv6 очень дорого. Нужно закупать новое оборудование, перенастраивать его и прочее. А зачем это делать, если итак всё работает? Согласитесь, когда на кону миллиарды, вопрос становится очень серьёзным.
Во-вторых, на текущий момент всё еще очень мало понимания, как настраивать IPv6. И даже у больших профессионалов с многолетним опытом возникают сложности, чего уж говорить о рядовых пользователях.
В-третьих, IPv6 не имеет обратной совместимости с IPv4. А это значит, что на время перехода нужно работать в режиме дуал-стек, то есть поддерживать и то, и то. А это фактически двойная работа по настройке, гарантированное увеличение косяков и гарантированное уменьшение безопасности. То есть параллельная работа IPv4 и IPv6 в 2 раза увеличивает поверхность атаки. Так как нужно защищать и то, и то.
Тем не менее все специалисты сходятся во мнении, что переход на IPv6 неизбежен, это дело времени. И когда это переход состоится, мы наконец то увидим, как на самом деле должен работать интернет.
Хитрый переход
Уже сейчас все офисы IT гигантов Google, Facebook, Amazon работают исключительно на IPv6. Поэтому, если вы вдруг отвечаете за IT инфраструктуру внутри компании, лучше позаботиться о полноценной поддержке IPv6.
А на этом у нас сегодня всё.
МТС, доступ к IPv6 (секретно)
Услуга МТС «Доступ к IPv6» запущена оператором для Москвы уже некоторое время тому назад. Теперь она стала доступна и в регионах России. Бесплатно.
Суть услуги: предоставление доступа в интернет новой адресации — IPv6 с целью предотвращения их нехватки.
Официальное описание. Что такое протокол IPv6 — Википедия.
Благодаря «Доступу к IPv6» абоненты МТС получили возможность единовременного выхода в интернет в 2-х адресациях: IPv4 и IPv6 (режим Dual stack). Получается, с услугой «Доступ к IPv6» все поддерживаемые IPv6 устройства станут обладать в сети МТС 2-мя IP-адресами: IPv4 + IPv6.
Чтобы ваш гаджет мог работать в режиме Dual-Stack IPv4/IPv6, в его настройках следует задать точку доступа internet.mts.ru плюс выбрать протокол APN — IPv4/IPv6.
Далее может потребоваться перезагрузить устройство.
«Секретные» возможности
За эту информацию спасибо Александру Сергеевичу, приславшему мне письмо. Из его содержимого:
C помощью IPv6 сейчас можно получить доступ к закрытым российской цензурой полезным сайтам. Например, к рутрекеру или nnm-клубу. Больше не нужны обходы блокировок!
Смысл таков, далее вновь из письма:
Если у запрещенного сайта есть IPv6, то МТС его не блокирует. То есть вы настраиваете протокол IPv6 у себя на устройстве (см. настройки в описании МТС по ссылке выше), не забывая подключить саму услугу «Доступ к IPv6», например, через Личный кабинет оператора. Теперь без всяких анонимайзеров, TOR’ов и прочего софта можно заходить на запрещенные сайты и пользоваться их полезным содержимым.
Возможно, это временная лазейка, но она работает.
От себя замечу: полагаю, действительно временная. А как же иначе, ибо, получается, сейчас с ней закон попросту не соблюден, а кнут РКН не работает.
Подключил услугу «Доступ к IPv6» на своем номере МТС. Роутер-ПК настраивать не стал, ибо мобильным интернетом таким образом не пользуюсь, а вот «Точку доступа (APN)» на смартфоне подкорректировал, задав в ней APN — IPv4/IPv6. Затем включил мобильный интернет и спокойно зашел на любимый rutracker:
Еще раз спасибо Александру Сергеевичу за полученную ценнейшую информацию!
По теме:
Доступ в интернет в рамках IPv6
Для удобства пользователей с 9 августа 2018 г. услуга «Доступ к IPv6» от МТС:
- Обеспечивает защиту от потенциально опасных портов
- Включается в первоначальный набор услуг открытых для подключения и перехода тарифных планов
- Добавляется автоматически при подключении услуги «Мобильный интернет»
- Остается доступной для подключения/отключения через системы самообслуживания:
- В приложении «Мой МТС»
- В меню *111*1428#
- В Личном кабинете
- SMS на номер 1428
Для продвинутых пользователей открывается услуга «Доступ к IPv6+», которая снимает фильтрацию портов и предоставляет максимум возможностей в сети.
Напоминаем, что использование адресации IPv6 возможно только при поддержке этого протокола устройством.
Стоимость услуг – 0 руб. Зона действия – Россия и международный роуминг.
Переход на протокол доступа в сеть нового поколения IPv6 осуществляется с 2008 г.: производители сетевого и абонентского оборудования активируют его по умолчанию, интернет-компании включают его в настройки сайтов, а в спецификации стандарта мобильных сетей LTE прописана обязательная поддержка IPv6.
МТС расширяет адресное пространство для клиентов
С помощью услуги «Доступ к IPv6» клиенты МТС могут пользоваться интернетом в двух адресациях одновременно — IPv4 и IPv6 (режим «Dual stack»). Таким образом, при наличии услуги «Доступ к IPv6» каждое устройство в мобильной сети МТС будет иметь два IP-адреса: IPv4 и адрес IPv6.
Для корректной работы устройства в режиме Dual-Stack IPv4/IPv6 в настройках необходимо указать точку доступа internet.mts.ru и выбрать протокол APN — IPv4/IPv6. Для перехода в режим Dual-Stack IPv4/IPv6 после подключения услуги «Доступ к IPv6» может потребоваться перезагрузка устройства.
Услуга недоступна для подключения на тарифах фиксированной связи и тарифах, где отключен мобильный интернет. Она подключается только при наличии услуги «Мобильный интернет».
Использовать адресацию IPv6 можно только если эту технологию поддерживает устройство пользователя.
Стоимость подключения — 0 руб.
Периодические платежи отсутствуют.
Команды для подключения
Также вы можете подключить и отключить тариф или опцию в Личном кабинете или в приложении «Мой МТС»
Все цены указаны с учетом НДС.