Sieć i IPv6

Sieć

Windows Vista wprowadza nowe możliwości związane ze środowiskiem sieciowym. Funkcje sieciowe oferowane przez system możemy znaleźć w Centrum Sieci i Udostępniania. Przy pierwszym uruchomieniu centrum możemy czuć się lekko zagubieni. Jednak po głębszym zapoznaniu się z nowym modułem można dostrzec jego plusy. Jest przede wszystkim bardziej praktyczny i intuicyjny, co pozwala na szybsze i sprawniejsze zarządzanie siecią. Cały moduł został podzielony na trzy części: Zadania, Sieć (sieci prywatne), Udostępnianie i Odnajdowanie.

Wśród zadań znajdziemy dobrze nam znane opcje, takie jak: Wyświetl komputery i urządzenia, Skonfiguruj połączenie lub sieć, czy też Zarządzaj połączeniami sieciowymi. Po wejściu w każde zadanie możemy je dokładnie skonfigurować. Jeśli ktoś wcześniej miał do czynienia z zaawansowaną konfiguracją opcji sieciowych to nie powinien mieć najmniejszych problemów. W polu dotyczącym sieci prywatnych możemy sprawdzić dostępność połączenia lokalnego, jak i Internet. W obszarze Udostępnianie i Odnajdowanie mamy do dyspozycji sześć funkcji, które możemy w zależności od potrzeb włączać lub wyłączać. Dzięki nim jesteśmy w stanie paroma kliknięciami włączyć udostępnianie plików, folderów, drukarek a także multimediów. Nowe Centrum Sieci i Udostępniania z pewnością sprawia, że konfiguracja i zarządzanie siecią w systemie Vista jest o wiele przyjemniejsze niż w jego poprzednikach.

IPv6

IPv6 to nic innego, jak protokół internetowy w wersji szóstej. Przez protokół rozumiemy zbiór pewnych ściśle określonych reguł, dzięki którym dane urządzenie może komunikować się i wymieniać dane z siecią globalną i lokalną. Ogólnie protokół internetowy jest zawodny. Nie mamy pewności czy transmitowane dane dotrą do odbiorcy. Nad niezawodnością transmisji danych czuwa przeważnie protokół telekomunikacyjny (TCP). Należy jeszcze wspomnieć, że dane są przesyłane w postaci bloków, nazywanych pakietami.

Historia

Przenieśmy się kilka lat wstecz, do roku 1992, kiedy to została przedstawiona przez IETF (Internet Enginering Task Force) pierwsza wersja IPv6. Już wtedy zaczęto zdawać sobie sprawę, że przestrzeń adresowa IPv4 zaczyna się kurczyć i prędzej czy później może zabraknąć adresów na nowe urządzenia. Kilka lat później w roku 1996 przez sieć Internet została stworzona szkieletowa sieć testowa, znana pod nazwą 6bone. Rok po tym zaczęto próbę usystematyzowania przestrzeni adresowej IPv6. Około roku 2000 wiele firm zaczęło instalować w swoim sprzęcie obsługę tego standardu. Pierwszy raz w systemie operacyjnym IPv6 pojawił się w Windows XP, było to w roku 2001. Jednak aby uzyskać do niego dostęp niezbędna jest dodatkowa konfiguracja systemu. W Windows Vista protokół ten jest wbudowany.

Zastosowanie i perspektywy

Mówiąc o IPv6 musimy zdać sobie sprawę, że protokół ten jest stworzony nie tylko dla komputerów pracujących w sieciach Internet IPv4. Jego twórcy mieli na uwadze zastosowanie w różnych urządzeniach, takich jak na przykład: telefony komórkowe, kamery, sieci bezprzewodowe. Obecnie globalna sieć pracuje dalej na protokole wersji czwartej. Przejście ze starego na nowy będzie odbywało się stopniowo i szacuje się, że powinno nastąpić do roku 2011. Data ta nie jest dokładnie znana, ponieważ na świecie istnieją miliardy węzłów, które będzie trzeba zmienić, a nie da się tego dokonać jednocześnie. Poza tym nie trzeba od razu zmieniać wszędzie IPv4 na IPv6, ponieważ zapewnia pełną on kompatybilność ze swoją starszą wersją.

Budowa IPv6

Każdy pakiet IP składa się z dwóch podstawowych elementów, nagłówka IP oraz danych. Nagłówek IPv6 różni się od nagłówka IPv4. Po pierwsze jego długość w protokole jest stała, co powoduje wzrost wydajności sieci. Po drugie, zrezygnowano z kilku pól, a na ich miejsce wprowadzono nowe, dzięki czemu osiągnięto mniejszą złożoność.

W obrębie nagłówka podstawowego możemy wyróżnić następujące pola:

• Wersja - wersja protokołu IP, dla IPv6 zawiera wartość sześć.
• Klasa ruchu - pole podobne do pola Type of Service w IPv4.
• Etykieta strumieniowa - nowe pole w protokole, służące do oznaczenia strumienia pakietów IPv6.
• Długość pola danych - taka sama jak w IPv4.
• Następny nagłówek - określa rodzaj informacji znajdujących się za nagłówkiem podstawowym.
• Limit skoków - pole definiujące maksymalną liczbę skoków, które może wykonać pakiet.
• Źródłowy adres IPv6 - pole identyfikujące adres nadawcy.
• Docelowy adres IPv6 - pole identyfikujące adres odbiorcy

Pozostałą cześć tworzą dwa pola:

• Informacje nagłówka rozszerzeń - nagłówki rozszerzeń IPv6 są opcjonalne i mogą znajdować się za nagłówkiem podstawowym IPv6.
• Dane.

Cały pakiet wygląda następująco:

IPv6 w systemie Vista

Protokół IPv6 w nowym systemie firmy Microsoft znajduje się w jednym z zadań Centrum sieci i udostępniania. Aby się do niego dostać należy z głównego paska menu kliknąć Start, następnie wybrać Panel Sterowania, po czym przejść do Centrum sieci i udostępniania. Tam po lewej stronie znajdują się Zadania. Należy wybrać Zarządzaj połączeniami sieciowymi. Pojawią się dostępne połączenia sieciowe. Należy kliknąć prawym przyciskiem myszy na dostępne połączenie i wybrać Właściwości. Jeśli wszystko przebiegło pomyślnie, powinniśmy ujrzeć okno właściwości połączenia lokalnego.

Domyślnie ustawienia protokołu IP są w trybie automatycznym. Przy pierwszym uruchomieniu system sam wykrywana parametry sieci, co ułatwia użytkownikowi życie. Jednak czasami zachodzi potrzeba ręcznej konfiguracji ustawień. Jest to spowodowane najczęściej statycznym przydziałem adresów IP oraz DNS przez dostawcę usług internetowych. W takim przypadku należy samemu wpisać adres IP i DNS. Miejscem do tego przeznaczonym jest karta Ogólne, do której przechodzimy klikając Właściwości.

W odróżnieniu od IPv4 adresy w IPv6 są podawane w formacie szesnastkowym. Przyjmuje się dwa formaty: preferowany oraz skrócony. W tym pierwszym wpisuje się wszystkie 32 bity adresowe, natomiast w drugim długość adresu jest zależna od ilości zer w nim się znajdujących. Reguły skracania nie są niezbędne, ponieważ po wpisaniu adresu w formacie preferowanym system sam konwertuje zapis do formatu skróconego.

Korzyści

Korzyści wynikających z nowego protokołu jest dość dużo. Przyjrzyjmy się im bliżej.

Większa przestrzeń adresowa

Zwiększenie czterokrotnie liczby bitów (z 32 w IPv4 na 128 w IPv6) zaowocowało stworzeniem ogromnej puli adresów, która wynosi w przybliżeniu 3,4x1038. Jak w każdym z systemów adresowych nie wszystkie z nich mogą być użyte. Jednak liczba adresów do tego nadających się jest w pełni wystarczająca na przydział adresów wszystkim urządzeniom na przyszłe dziesięciolecia.

Globalna osiągalność

Dzięki tak dużej liczbie adresów każde urządzenie podłączone do Internetu będzie posiadać swój własny unikatowy adres. Większość firm już od dawna instaluje w swoim sprzęcie stosy IP, co zapewnia dostęp do globalnej sieci. Ponadto posiadanie unikatowego adresu IP przez każde urządzenie umożliwia bezpośrednią komunikację. Model bezpośredniej komunikacji został utracony w momencie, gdy sieci zaczęły korzystać z translacji adresów sieciowych (NAT). IPv6 daje nadzieje na przywrócenie modelu komunikacji bezpośredniej pomiędzy urządzeniami końcowymi.

Hierarchia adresowania

Zwiększona przestrzeń adresowa pozwala na zastosowanie wielu poziomów hierarchii adresów, która zapewnia elastyczność i nowe możliwości protokołu. Elastyczność jest bardzo istotną cechą dla protokołu sieciowego.

Agregacja

Mając tak obszerną pulę adresów, jak w przypadku IPv6, możliwe jest przydzielenie dużej liczby adresów organizacjom oraz dostawcą Internetu. Organizacja posiadająca odpowiednio duży prefiks może posiadać tylko jeden prefiks dla całej sieci. Dostawcy usług mogą agregować trasy wszystkich obsługujących klientów do jednego prefiksu i podawać go sieci Internet IPv6.

Posiadanie wielu adresów

Jeśli każda z organizacji może posiadać tak dużą przestrzeń adresową, to możliwe jest używanie wielu prefiksów równocześnie przez każdą z nich. Instytucja podłączona do wielu dostawców posiada wiele prefiksów będących częścią ich przestrzeni adresowej IPv6. Dzięki temu możemy łączyć się z wieloma z nich bez konieczności zmian globalnej tablicy routingu. Podłączenie z kilkoma dostawcami (multihoming) jest gwarancją niezawodności sieci.

Autokonfiguracja

Jest to nowa opcja zastosowana w IPv6. Autokonfiguracja adresów różnego rodzaju urządzeń pozwala zachować globalna unikalność. Ponadto dzięki niej podłączanie urządzeń typu plug and play do sieci odbywa się bez konieczności dostrajania. Jest to bardzo ważna właściwość IPv6, umożliwiająca zastosowanie w Internecie na szeroką skalę nowych urządzeń, takich jak np. telefony komórkowe.

Przenumerowanie

Jednym z nadrzędnych celów stawianych IPv6 jest utrzymywanie jak najmniejszego rozmiaru globalnej tablicy routingu IPv6 w sieci Internet po przez określenie dokładnej agregacji. W momencie zmiany przez organizację swojego dostawcy usług internetowych, niezbędne jest przenumerowanie sieci. W protokole IPv4 przenumerowanie jest zadaniem dość podatnym na błędy i zajmuje sporo czasu. W IPv6 odbywa się ono w sposób niewidoczny dla użytkownika.

Zastosowanie grupowe

Zamiast rozgłoszenia ARP w IPv6 zastosowano rozgłoszenie grupowe. Dzięki temu zabiegowi sieć stała się bardziej wydajna, ponieważ jest ono wysyłane tylko do komputerów należących do określonej grupy, a nie jak ma to miejsce w IPv4, do wszystkich.

Efektywny nagłówek

Nowy nagłówek jest mniej skomplikowany od IPv4. Posiada łącznie 8 pól oraz długość 40 oktetów. Ta mniejsza liczba pól oraz stała długość sprawiają, że przekazywanie pakietów jest szybsze, co wpływa na lepszą wydajność sieci.

Mobilność

Mobilność zaczyna odgrywać coraz ważniejszą rolę w życiu codziennym. Dostęp do stron WWW, poczty elektronicznej czy konta bankowego dzięki nowym technologiom staje się coraz łatwiejszy. Wielu producentów urządzeń wychodzi na przeciw potrzebom, montując w swoim sprzęcie stosy IP. Dlatego mobilność w protokole IPv6 jest niezbędna. Obsługując protokół MobileIP, zapewnia on bezproblemowe przechodzenie urządzeń między węzłami sieci, zachowując stały adres IP.

Bezpieczeństwo

Dołączając protokół IPSec do każdej implementacji IPv6, zwiększono bezpieczeństwo między urządzeniami końcowymi, ponieważ znajduje się on na końcu każdego węzła. Oferuje on kilka przydatnych opcji, zapewniających ochronę użytkownika korzystającego z globalnej sieci. Jedną z nich jest szyfrowanie danych, co utrudnia odczytywanie danych przez niepowołane osoby. Inną funkcją jest ochrona przed rejestracją sesji i późniejszym jej odtworzeniem. Opcja ta jest niezbędna dla osób korzystających z kont internetowych.

Kompatybilność wsteczna

IPv6 został stworzony z myślą o pełnej kompatybilności z IPv4. Założenie to było niezbędne, ponieważ nie da się w krótkim czasie przejść na nowy protokół. Dlatego też część sieci będzie pracowała ze starą wersją pewnie jeszcze kilka, jak nie kilkanaście lat. Jednak w między czasie muszą istnieć sposoby konwersji, umożliwiające komunikację i współistnienie. Do tych sposobów należy: stosowanie podwójnych stosów, tunelowanie połączeń oraz translacja protokółu.

Sieć i jej konfiguracja odbywa się w sposób analogiczny, jak w poprzedniej wersji systemu Windows. Każdy użytkownik jest w stanie samodzielnie dokonać potrzebnych operacji w celu ustawienia poprawnego działania sieci. Znajomość podstawowych właściwości nowego protokołu internetowego w wersji szóstej oraz związanych z nim korzyści jest niezbędna w zrozumieniu powodów opracowania i wdrażania IPv6.