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Negli ultimi 10 anni circa, questo è stato l'anno in cui IPv6 diventerà ampiamente diffuso. Non è ancora successo. Di conseguenza, c'è poca conoscenza diffusa di cosa sia IPv6, come usarlo o perché sia inevitabile.
Abbiamo usato IPv4 da quando la RFC 791 è stata pubblicata nel 1981. A quel tempo, i computer erano grandi, costosi e rari. IPv4 era predisposto per 4 miliardi di IP indirizzi, che sembravano un numero enorme rispetto al numero di computer. Sfortunatamente, gli indirizzi IP non vengono utilizzati di conseguenza. Ci sono lacune nell'indirizzamento. Ad esempio, un'azienda potrebbe avere uno spazio di indirizzi di 254 (2^8-2) indirizzi e utilizzarne solo 25. I restanti 229 sono riservati per future espansioni. Questi indirizzi non possono essere utilizzati da nessun altro, a causa del modo in cui le reti instradano il traffico. Di conseguenza, quello che sembrava un numero grande nel 1981 è in realtà un numero piccolo nel 2014.
La task force di ingegneria di Internet (
IETF) ha riconosciuto questo problema all'inizio degli anni '90 e ha trovato due soluzioni: Classless Internet Domain Router (CIDR) e indirizzi IP privati. Prima dell'invenzione del CIDR, potevi ottenere una delle tre dimensioni di rete: 24 bit (16.777.214 indirizzi), 20 bit (1.048.574 indirizzi) e 16 bit (65.534 indirizzi). Una volta inventato il CIDR, è stato possibile suddividere le reti in sottoreti.Quindi, ad esempio, se ne avessi bisogno 5 IP indirizzi, il tuo ISP ti darebbe una rete con una dimensione di 3 bit che ti darebbe 6 IP indirizzi. Ciò consentirebbe al tuo ISP di utilizzare gli indirizzi in modo più efficiente. Gli indirizzi IP privati consentono di creare una rete in cui ogni macchina in rete può connettersi facilmente a un'altra macchina su Internet, ma dove è molto difficile per una macchina su Internet riconnettersi al tuo macchina. La tua rete è privata, nascosta. La tua rete potrebbe essere molto grande, 16.777.214 indirizzi e potresti subnet della tua rete privata in reti più piccole, in modo da poter gestire facilmente i tuoi indirizzi.
Probabilmente stai utilizzando un indirizzo privato in questo momento. Controlla il tuo indirizzo IP: se è nell'intervallo di 10.0.0.0 – 10.255.255.255 o 172.16.0.0 – 172.31.255.255 o 192.168.0.0 – 192.168.255.255, allora stai utilizzando un indirizzo IP privato. Queste due soluzioni hanno aiutato a prevenire il disastro, ma erano misure di ripiego e ora il tempo della resa dei conti è alle porte.
Un altro problema con IPv4 è che l'intestazione IPv4 era di lunghezza variabile. Questo era accettabile quando il routing veniva eseguito dal software. Ma ora i router sono costruiti con l'hardware e l'elaborazione delle intestazioni di lunghezza variabile nell'hardware è difficile. I grandi router che consentono ai pacchetti di andare in tutto il mondo hanno problemi a far fronte al carico. Chiaramente, era necessario un nuovo schema con intestazioni a lunghezza fissa.
Ancora un altro problema con IPv4 è che, quando gli indirizzi sono stati assegnati, Internet era un'invenzione americana. Gli indirizzi IP per il resto del mondo sono frammentati. Era necessario uno schema per consentire l'aggregazione degli indirizzi in qualche modo geograficamente in modo che le tabelle di routing potessero essere ridotte.
Ancora un altro problema con IPv4, e questo può sembrare sorprendente, è che è difficile da configurare e difficile da modificare. Questo potrebbe non essere evidente per te, perché il tuo router si prende cura di tutti questi dettagli per te. Ma i problemi per il tuo ISP li fanno impazzire.
Tutti questi problemi sono stati presi in considerazione dalla prossima versione di Internet.
Il IETF ha presentato la nuova generazione di IP nel dicembre 1995. La nuova versione si chiamava IPv6 perché il numero 5 era stato assegnato per errore a qualcos'altro. Alcune delle funzionalità di IPv6 incluse.
Diamo un'occhiata a queste caratteristiche una per una:
La prima cosa che tutti notano IPv6 è che il numero di indirizzi è enorme. Perchè così tanti? La risposta è che i progettisti erano preoccupati per l'organizzazione inefficiente degli indirizzi, quindi ci sono così tanti indirizzi disponibili che potremmo allocare in modo inefficiente per realizzarne altri obiettivi. Quindi, se vuoi costruire la tua rete IPv6, è probabile che il tuo ISP ti dia una rete di 64 bit (1.844674407 × 10¹⁹ indirizzi) e ti consente di subnet di quello spazio a tuo piacimento.
Con così tanti indirizzi da utilizzare, lo spazio degli indirizzi può essere allocato in modo sparso per instradare i pacchetti in modo efficiente. Quindi, il tuo ISP ottiene uno spazio di rete di 80 bit. Di questi 80 bit, 16 sono per le sottoreti degli ISP e 64 bit sono per le reti del cliente. Quindi, l'ISP può avere 65.534 reti.
Tuttavia, tale allocazione degli indirizzi non è scolpita nella pietra e se l'ISP desidera reti più piccole, può farlo (anche se probabilmente l'ISP richiederebbe semplicemente un altro spazio di 80 bit). I 48 bit superiori sono ulteriormente suddivisi, in modo che gli ISP che sono "chiudere” tra loro hanno intervalli di indirizzi di rete simili, per consentire l'aggregazione delle reti nelle tabelle di routing.
Un IPv4 l'intestazione ha una lunghezza variabile. Un IPv6 l'intestazione ha sempre una lunghezza fissa di 40 byte. In IPv4, le opzioni aggiuntive hanno causato l'aumento delle dimensioni dell'intestazione. In IPv6, se sono necessarie informazioni aggiuntive, tali informazioni aggiuntive vengono memorizzate nelle intestazioni di estensione, che seguono l'intestazione IPv6 e generalmente non vengono elaborati dai router, ma piuttosto dal software al destinazione.
Uno dei campi nell'intestazione IPv6 è il flusso. Un flusso è a 20 bit numero che viene creato in modo pseudo-casuale e rende più facile per i router instradare i pacchetti. Se un pacchetto ha un flusso, il router può utilizzare quel numero di flusso come indice in una tabella, che è veloce, piuttosto che una ricerca nella tabella, che è lenta. Questa caratteristica rende IPv6 molto facile da instradare.
Nel IPv6, quando una macchina si avvia per la prima volta, controlla la rete locale per vedere se qualche altra macchina sta usando il suo indirizzo. Se l'indirizzo non è utilizzato, la macchina cerca un router IPv6 sulla rete locale. Se trova il router, chiede al router un indirizzo IPv6 da utilizzare. Ora la macchina è impostata e pronta per comunicare su Internet: dispone di un indirizzo IP e di un router predefinito.
Se il router dovesse non funzionare, le macchine sulla rete rileveranno il problema e ripeteranno il processo di ricerca di un router IPv6 per trovare il router di backup. In realtà è difficile da fare in IPv4. Allo stesso modo, se il router vuole cambiare lo schema di indirizzamento sulla sua rete, può farlo. Le macchine interrogano il router di volta in volta e cambiano automaticamente i loro indirizzi. Il router supporterà sia il vecchio che il nuovo indirizzo finché tutte le macchine non saranno passate alla nuova configurazione.
La configurazione automatica di IPv6 non è una soluzione completa. Ci sono altre cose di cui una macchina ha bisogno per usare Internet in modo efficace: i name server, un time server, forse un file server. Quindi c'è dhcp6 che fa la stessa cosa di dhcp, solo perché la macchina si avvia in uno stato instradabile, un demone dhcp può servire un gran numero di reti.
Quindi, se IPv6 è molto meglio di IPv4, perché l'adozione non è stata più diffusa (a partire da? maggio 2014, Google stima che il suo traffico IPv6 sia di circa 4% del suo traffico totale)? Il problema di base è che viene prima, il pollo o uovo? Qualcuno che esegue un server vuole che il server sia il più ampiamente disponibile possibile, il che significa che deve avere un IPv4 indirizzo.
Potrebbe anche avere un indirizzo IPv6, ma poche persone lo userebbero e devi cambiare un po' il tuo software per adattarlo a IPv6. Inoltre, molti router di rete domestica non supportano IPv6. Molti ISP non supportano IPv6. Ho chiesto informazioni al mio ISP e mi è stato detto che lo forniranno quando i clienti lo richiederanno. Così ho chiesto quanti clienti l'avessero chiesto. Uno, me compreso.
Al contrario, tutti i principali sistemi operativi, Windows, OS X e Linux, supportano IPv6 "fuori dalla scatola” e lo sono da anni. I sistemi operativi hanno persino un software che consentirà ai pacchetti IPv6 di "tunnel” all'interno di IPv4 fino a un punto in cui i pacchetti IPv6 possono essere rimossi dal pacchetto IPv4 circostante e inviati lungo il percorso.
IPv4 ci ha servito bene per molto tempo. IPv4 ha alcune limitazioni che presenteranno problemi insormontabili nel prossimo futuro. IPv6 risolverà questi problemi modificando la strategia di allocazione degli indirizzi, apportando miglioramenti a facilitare l'instradamento dei pacchetti e semplificare la configurazione di una macchina quando si collega per la prima volta alla rete.
Tuttavia, l'accettazione e l'utilizzo di IPv6 sono stati lenti, perché il cambiamento è difficile e costoso. La buona notizia è che tutti i sistemi operativi supportano IPv6, quindi quando sei pronto per apportare la modifica, il tuo computer avrà bisogno di poco sforzo per convertirsi al nuovo schema.