ИПв6

ИПв6, то јест Интернет протокол верзија 6, је протокол слоја мреже, наследник интернет протокола врезије 4 (ИПв4), осмишљен од стране ИЕТФа (енгл. Internet Engineering Task Force).

ИПв6 адреса

У ИПв6, нови (али не још широко коришћен) стандардни интернет протокол, где су адресе 128 бита широке, што би, чак и са великим доделама нетблокова, требало да задовољи блиску будућност. Теоретски, постојало би тачно 2¹²⁸, или 3.403×10³⁸ уникатних адреса домаћинских интерфејса. Када би земља била сачињена комплетно од зрна песка од 1 цм³, онда би могла да се додели јединствена адреса сваком зрну у 300 милиона планета величине земље. Овај велики простор за адресе ће бити ретко попуњен, што омогућава да се поново кодира више информација за рутовање у саме адресе.

Адреса верзије 6 се пише као осам четвороцифрених хексадецималних бројева (8 пута по 16 битова) одвојених двотачкама. Један низ нула по адреси може да се изостави, па је 1080::800:0:417А исто што и 1080:0:0:0:0:800:0:417А.

Глобалне адресе које се шаљу ка једном одредишту се састоје из два дела: 64-битни део за рутирање и 64-битни идентификатор домаћина.

Нетблокови се одређују као модерне алтернативе ИПв4: број мреже, кога прати коса црта и број значајних битова (у децималном запису). Пример: 12АБ::ЦД30:0:0:0:0/60 укључује све адресе које почињу са 12АБ00000000ЦД3.

ИПв6 има доста побољшања у односу на ИПв4, поред само већег простора за адресе, укључујући и самостално поновно одбројавање и обавезну употребу ИПсец-а.

Структура

Један ИПв6 пакет има следећу општу форму:

Једино потребно заглавље се односи на ИПв6 заглавље. Ово је фиксна величина са дужином од 40 бајтова, у поређењу са 20 бајтова помоћног дела ИПв4. Следећа продужена заглавља су дефинисана:

Заглавље Хоп-бy-Хоп опција: Дефинишу специјалне опције које захтевају хоп-бy-хоп процесирање.
Заглавље рутирања: Обезбеђује проширено рутирање, слично изворишном рутирању у ИПв4.
Заглавље фрагмената: Садржи информације о фрагментацији и поновном склапању.

• Заглавље аутентичности: Овезбеђује интегритет и аутентичност сваког пакета. • Заглавље енкапсулације сигурности податка: Обезбеђује приватност. • Заглавље одредишних опција: Садржи факултативне информације које ће испитати одредишни чвор.

У случају када се користи више продужених заглавља, ИПв6 препоручује да се редослед заглавља појави у следећем редоследу:

ИПв6 заглавље: Обавезно, мора увек да буде прво.
Заглавље Хоп-бy-Хоп опција
Заглавље Дестинационих Опција: За опције које ће бити обрађене од стране првог одредишта које се појављује у пољу ИПв6 Одредишне Адресе плус накнадних одредишта која су набројана у заглављу рутирања.
Заглавље рутирања
Заглавље фрагмената
Заглавље аутентичности
Заглавље енкапсулације сигурности податка
Заглавље одредишних опција: За опције које ће бити обрађене само у крајњем одредишту пакета.

Слика приказује пример пример једног ИПв6 пакета који укључује део сваког заглавља осим оних која су повезана са сигурношћу. ИПв6 заглавље и свако продужено заглавље садрже поље Следеће Заглавље. Ово поље идентификује тип следећег заглавља. Ако је следеће заглавље једно од продужених заглавља, онда ово поље садржи идентификатор типа тог заглавља. У противном, ово поље садржи идентификатор протокола за протокол вишег слоја који користи ИПв6 (обично протокол транспортног слоја), користе се исте величине као и поља ИПв4 протокола. На слици, протокол вишег слоја је ТЦП, тако да се подаци виших слојева које носи ИПв6 пакет садрже од заглавља ТЦП-а које прати блок апликационих података.

Типови

ИПв6 адресе су дугачке 128 бита. Адресе се додељују појединачним интерфејсима на чворовима, а не чворовима лично. Појединачни интерфејс може да има вишеструку уницаст адресу. Било која од уницаст адреса повезана са чворним интерфејсом може бити искоришћена како би јединствено представила тај чвор. Комбинација дугих адреса и вишеструких адреса по интерфејсу омогућава ефикасније рутирање у односу на ИПв4. У ИПв4, адреса генерално нема конструкцију која помаже рутирању и због тога рутер мора да води велику табелу путања рутирања. Дуже интернет адресе дозвољавају велики број адреса од стране хијерархија мрежа, добављача приступа, географије, предузећа итд. Такав број би требало да учини да табеле рутирања буду мање, а преглед табела бржи. Допуштање вишеструких адреса по интерфејсу би тренало да обезбеди претплатнику који користи вишеструке добављаче приступа по истом интерфејсу да има одвојену адресну гомилу код сваког добављача. ИПв6 дозвољава три типа адреса:

Уницаст: Идентификатор за један интерфејс. Пакет послат уницаст адреси се испоручује интерфејсу који је идентификован том адресом.
Анyцаст: Идентификатор за сет интерфејса (који припадају различитим чворовима). Пакет послат анyцаст адреси се испоручује неком од интерфејса који је идентификован том адресом (нејближем, гледајући по протоколу рутирања).
Мултицаст: Идентификатор за сет интерфејса (који припадају различитим чворовима). Пакет послат мултицаст адреси се испоручује свим интерфејсима који су идентификовани том адресом.

Ознака тока

ИПв6 стандард дефинише ток као последицу слања пакета са одређеног изворишта ка одређеном одредишту (уницаст или мултицаст) при коме извориште тражи да интервентни рутери са пакетом посебно поступају. Ток је јединствено дефинисан тако што се комбинују изворишна и одредишна адреса са 20-битном ознаком протока која није нула. Стога, извориште додељује исту ознаку тока свим пакетима који су део истог тока. Гледано из угла изворишта, ток је, у суштини, низ пакета које је генерисао један део апликације у изворишту, а која има исте захтеве транспортног сервиса. Ток може обухватати једну ТЦП конекцију или чак више ТЦП конекција. Једна апликација може да генерише један ток или више токова. Пример два тока је мултимедијални састанак, који може да има један ток за звук и други за графику, сваки са другачијим зехтевима трансфера у погледу преноса података, кашњења или одступања од кашњења. Ако се погледа из угла рутера, ток је низ пакета који деле атрибуте који утичу на то како ће се рутер понашати према овим пакетима. То убраја пут, додељивање средстава, захтеве одбацивања, обрачун и атрибуте сигурности. Рутер може другачије да се понаша према пакетима који нису са истог тока, укључујући додељивање другачијег простора у баферу, давањем другачијег првенства у случају прослеђивања и захтевом за другачијим квалитетом услуге од стране мрежа. Не постоји посебан значај било које ознаке тока. Уместо тога, да би се обезбедио специјални поступак ток се мора објавити на неки други начин. На пример, извориште може да преговара са рутером или затражи од рутера специјали поступак испред времена на помоћу контролног протокола или у току трансмисије тако што ће поставити информацију у једно од продужених заглавља у пакету, као што је рецимо заглавље Хоп-бy-Хоп опција. Примери специјалног поступка који могу бити затражени укључују неку врсту не стандардног квалитета сервиса и неку врсту сервиса у реалном времену. У начелу, сви кориснички захтеви за одређеним током могу бити дефинисани у продуженом заглављу и укључени у сваки пакет. Ако желимо да оставимо концепт тока отворен да би се укључило мноштво захтева, овај план приступа могао би резултирати у веома великим заглављима пакета. Алтернатива, усвојена за ИПв6, је ознака тока, у којој су захтеви тока дефинисани пре почетка тока и јединствена ознака тока је додељена току. У овом случају рутер мора да сачува информације захтева тока о сваком току. Следећа правила важе за ознаке тока:

Хостови или рутери који не подржавају поље Ознаке Тока морају да поставе поље на нулу када праве пакет, спроведу поља непромењена при прослеђивању пакета и игноришу поља када приме пакет.
Сви пакети који су произведени у датом изворишту са истом ненултом Ознаком Тока морају да имају исту Одредишну Адресу, Изворишну Адресу, садржину заглавља Хоп-бy-Хоп опција (ако је заглавље присутно) и садржај заглавља Рутирања (ако је ово заглавље присутно). Сврха је та да рутер може да обради пакет тако што ће једноставно погледати ознаку тока у табели без испитивања осталих заглавља.
Извориште додељује току ознаку тока. Нова ознака тока мора бити изабрана (привидно) случајно и уједначено у опсегу од 1 до 220-1, под условом да извориште не искористи поново ознаку тока за нови ток док је постојећи ток у животу. Нула Ознака Тока је резервисана да назначи да се не користи ни једна ознака тока.

Ова последња тачка захтева мало разраде. Рутер мора да пружи неке информације о карактеристикама сваког активног тока који пролази кроз њега, вероватно у некој врсти табеле. Да би успешније и брже проследио пакет, поглед на табелу мора бити бржи. Једна алтернатива је да има табелу са 220 (око милион) тачака, једна за сваку могућу ознаку тока што намеће непотребни меморијски терет рутеру. Још једна алтернатива је имати једну тачку у табели по активном току, укључити ознаку тока у сваку тачку, и тражити од рутера да претражује табелу сваки пут када наиђе пакет. Ово рутеру намеће непотребни терет при обради. Уместо тога, многи рутери користе неку врсту мешане табеле. Са оваквим приступом користе се табеле умерене величине и сваки ток се уврштава у табелу користећи функцику за меланзирање над ознакаам токова. Меланзна функција може једноставно бити неколико најмање значајних бита (рецимо 8. или 10.) ознаке тока или једноставно рачунање над 20 бита ознака токова које су уједначено дељене на њихове могуће опсеге.

Заглавље ХОП БY ХОП Опција

Заглавље Хоп-бy-Хоп опција носи факултативне информације које, уколико је ово поље присутно, морају бити испитане од стране сваког рутера који се налази на путањи. Ово поље се састоји од следећих поља :

Следеће Заглавље (8 бита): Идентификује тип заглавља које иде одмах иза овог заглавља.
Дужина продужености заглавља (8 бита): Дужина овог заглавља исказана у јединицама од 64 бита, не укључујући првих 64 бита.
Опције: Поље променљиве дужине које се састоји од једне или више дефиниција опција. Свака дефиниција је састављена од три подпоља: Тип Опције (8 бита), које идентификује опцију; Дужина (8 бита), које одређује дужину поља Опције Података у бајтовим; и Опције Података, које је спецификација опција променљиве дужине.

У ствари користе се најнижих пет битова да би се описала нека одређена опција. Највиша два бита указују на то која ће се акција применити од стране чвора који који не препознаје овај тип опција, то су следеће акције: • 00 – Прескочи ову опцију и настави са обрадом заглавља. • 01 – Одбаци пакет. • 10 – Одбаци пакет и пошаљи ИЦМП поруку о проблему са параметима пекетовој изворишној адреси, показујући на не препознавање типа опција. • 11 – Одбаци пакет и само ако одредишна адреса није мултицаст адреса, пошаљи ИЦМП поруку о проблему са параметрима изворишној адреси пакета, показујући на непрепознатљив тип опција. Трећи највиши бит специфицира да ли се поље Опција Података не мења (0) или се може мењати (1) на рути од изворишта до одредишта. Подаци који се могу мењати морају бити искључени из рачунања аутентичности. Договор за Тип Опција се односи и на заглавље Дестинационих Опција. Четири хоп-бy-хоп опција је тренутно одређено:

Подметач 1: Користи се да би се предео заглавља са Опцијама напунио са једним бајтом.
Подметач Н: Користи се да би се предео са Опцијама напунио са Н (Н2) бајтова. Два пуњења уверавају да заглавље има више од 8 бајтова дужине. ≥
Огроман Користан Терет: Користи се да би се послао ИПв6 пакет са теретом који је дужи од 65 535 октета. Поље Опција Података ове опције је дугачко 32 бита и даје дужину пакета у октетима, укључујући ИПв6 заглавље. За такве пакете, поље Дужина Података у ИПв6 заглављу мора бити постављено на нулу и не сме бити присутно заглавље фрагмената. Са овом опцијом, ИПв6 подржава величине пакета до 4 милиона бајта. Ово олакшава пренос великих видео пакета и омогућава ИПв6 да најбоље искористи постојећи капацитет транмисионог медијума.
Упозоравање рутера: Информише рутер да је садржај пакета користан за рутер и да треба руковати било којом контролом података на тај начин. Изостанак ове опције у ИПв6 датаграму информише рутер да пакет не садржи информације које требају рутеру, па стога пакет може бити безбедно рутиран без даљег рашчлањивања пакета. Хостови који производе ИПв6 пакете треба да укључе ову опцију под одређеним условима. Циљ ове опције је да обезбеди ефикасну помоћ протоколима као што су РСВП, који производе пакете који треба да буду испитани од стране успутних рутера за сврху контроле саобраћаја. Уместо да се зехтева од међу-рутера да гледају детаље продужених заглавља пакета, ова опција говори рутерима када је тако нешто потребно.

Заглавље Фрагмента

У ИПв6, фрагментацију могу одрадити само изворишне тачке, а не рутери који се налазе на путу пакета. Да би искористила комплетне предности међуумрежавања, изворишна тачка мора применити алгоритам за откривање пута, који јој омогућава да сазна која је најмања максимална трансмисиона јединица (Маxимум Трансмиссион Унит – МТУ), коју подржава нека од мрежа на путу пакета. Знајући која је најмања МТУ изворишна тачка ће фрагментовати, као што се од ње тражи, за сваку дату одредишну мрежу. У супротном, извориште мора да ограничи све пакете на 1280 бајтова, који је максимални МТУ који мора да подржи свака мрежа. Заглавље фрагмента се састоји од следећих поља (слика 4.4):

Следеће Заглавље (8 бита): Идентификује тип заглавља које је одмах после овог залавља.
Резервисано (8 бита): За будућу употребу.
Офсет Фрагмената (13 бита): Показује где у оригиналном пакету је место корисном делу овог фрагмента. Мери се у јединицама од 64 бита. Ово значи да фрагмент (другачији од претходног фрагмента) мора да садржи поље података које је дуже од 64 бита.
Рес (2 бита): Резервисано за будућу уптребу.
M флег (1 бит): 1 = још фрагмената; 0 = последњи фрагмент.
Идентификација (32 бита): Служи да јединствено идентификује оригинални пакет. Идентификатор мора бити јединствен за изворишну и одредишну адресу пакета за време док је пакет у инетрнету. Сви фрагменти са истим идентификатором, изворишном адресом и одредишном адресом се поново склапају како би се направио оригинални пакет.

Алгоритам фрагментације је исти као што је описано раније.

Заглавље рутирања

Заглавље рутирања садржи листу једног или више успутних чворова које треба посетити на путу до одредишта пакета. Сва заглавља рутирања почињу 32-битним блоком који се састоји од четири 8-битних поља, праћена од стране података рутирања који су специфични за одређени тип рутирања . Четири 8-битна поља су следећа:

Следеће Заглавље: Идентификује тип заглавља одмах после овог залавља.
Дужина продужености заглавља: Дужина овог заглавља исказана у јединицама од 64 бита, не укључујући првих 64 бита.
Тип Рутирања: Идентификује одређену варијанту заглавља рутирања. Ако рутер не препозна вредност типа рутирања, он мора да одбаци пакет.
Остало Сегмената: Број преосталих сегмената рутирања; то је број јасно набројаних међу-чворова које јпакет мора да посети пре доласка до одредишта.

Једино специфично заглавље рутирања које је дефинисано РФЦ-ом 2460 је заглавље рутирања Тип 0. Када се користи Тип 0 заглавља рутирања, изворишна тачка не поставља крајњу одредишну адресу у ИПв6 заглавље. Уместо тога, адреса је она која је последња у листи адреса у заглављу рутирања, а ИПв6 заглавље садржи адресу првог жељеног рутера на траси. Заглавље рутирања неће бити испитивано док пакет не дође до тачке коју је наведена од стране ИПв6 заглавља. У тачки, садржаји заглавља рутирања и ИПв6 заглавља се ажурирају и пакет се прослеђује даље. Ажурирање се састоји од постављања следеће адресе коју треба посетити у ИПв6 заглавље и декрементирању поља Остало Сегмената у заглављу рутирања.

Заглавље одредишних опција

Заглавље Одредишних Опција, носи факултативне информације које, уколико је заглавље присутно, испитује само одредишна тачка пакета. Формат овог заглавља је исти као и формат заглавља Хоп-бy-Хоп опција.

Повезано