IPv6, Internet tarvitsee lisää osoitteita

Suuret verkkopalvelut kuten Google kokeilevat kesäkuun 8. päivä uutta protokollaa nimeltä IPv6.

IPv6 on nykyisen IP-protokollan (IPv4) seuraajaksi kehitetty protokolla. IPv6 tunnettiin varhaisessa kehitysvaiheessaan myös nimellä IPng eli IP next generation. Sen tärkein ero IPv4:ään on osoitteen pituus ja osoiteavaruuden laajuus. IPv6:ssa käytetään 128-bittisiä osoitteita, jolloin yhdessä verkossa voi olla yli 340 sekstiljoonaa (340·1036) solmua, IPv4:n osoitteen pituus on 32 bittiä, ja IPv4-verkossa voi olla noin neljä miljardia (4·109) solmua.

IPv4-osoitteiden puute

 
Tärkein syy IPv6:n kehittämiseen oli nykyisin käytössä olevan IPv4-protokollan osoiteavaruuden pienuus. IPv4-osoitteiden loppumisesta on esitetty useita arvioita. Euroopassa IP-osoitteita hallinnoivan RIPEn vuonna 2007 esittämän arvion mukaan IPv4-osoiteavaruus loppuu vuoteen 2011 mennessä.
 
IPv4-osoitteiden loppumista on kyetty siirtämään käyttämällä osoitteenmuunnostekniikoita ja muuttamalla IP-osoitteiden jakamista tehokkaammaksi. Osoitteenmuutoksien avulla suurikin joukko koneita voi jakaa yhtä aikaa yhden IP-osoitteen. Toisaalta juuri osoitteenmuunnostekniikat vaikeuttavat monien uusien palvelujen, kuten IP-puheen tai vertaisverkkojen käyttöä. Osoitteiden jakamista on tehostettu jakamalla organisaatioille entistä sopivamman kokoisia osoitenippuja, mikä on vähentänyt käyttämättömien mutta varattujen osoitteiden määrää. Toisaalta muuttamalla verkkojen konfigurointia dynaamisemmaksi esimerkiksi DHCP-protokollan avulla on voitu kierrättää entistä pienempää määrää osoitteita niille jotka sitä sillä hetkellä tarvitsevat.
 
IPv6:n uusia ominaisuuksia
 
IPv6:ssa on pyritty siihen, että tietoliikenneverkon perustehtävä – pakettien välittäminen päätelaitteelta toiselle – on mahdollisimman yksinkertainen. Ylimääräisistä tarkistussummien laskemisesta on luovuttu.
 
Perus-IPv6:n ohella on kehitetty myös muita tekniikoita täydentämään IPv4:n puutteita:

  • IPsec on Internetin tietoturva-arkkitehtuuri, joka suojaa yhteyksiä salakuuntelulta ja väärinkäytöksiltä
  • Mobile IPv6 mahdollistaa Internet-laitteiden liikkumisen verkosta toiseen ilman, että yhteydet katkeavat
  • SSM (Single Source Multicasting) on tehokas ja skaalautuva tapa lähettää vaikkapa videolähetettä Internetissä monille vastaanottajille
  • Tilaton autokonfiguraatio (stateless autoconfiguration) on IPv6:n uusi tapa konfiguroida IP-laitteelle osoite ja muut asetukset automaattisesti ilman, että käyttäjän tarvitsee tehdä laitteelle muuta kuin kytkeä se verkkoon

Kaikki näistä tekniikoista on sovitettu myös nykyisen IPv4:n päälle. IPsec on saanut kohtalaisen hyvin suosiota etäkäytössä ja lähiverkkojen yhdistämisessä. Osa salaustarpeista ratkaistaan jo nyt SSL:llä.
 
MobileIPv6:n käyttö on vielä vähäistä. Osan liikkuvuuden hallinnasta pystytään toteuttamaan peruskerroksen ratkaisuilla (esimerkiksi GPRS).
 
SSM edellyttää Internetin runkoreitittimien tukea. Operaattorit eivät ole nähneet SSM:lle vielä olevan kysyntää eivätkä tue sitä.
 
Tilaton autokonfiguraatio on toteutettu IPv4:n yhteydessä APIPA-standardina (Automatic Private IP Addressing). Niin APIPA kuin IPv6:n tilaton autokonfiguraatio eivät kykene konfiguroimaan kaikkia verkon ominaisuuksia, kuten DNS-palvelimia, joten automaattiseen konfigurointiin käytetty protokolla DHCP on edelleen tarpeellinen IPv6:n kanssa.
 
IPv6-sanastoa
 
IPv6:n yhteydessä on pyritty irtautumaan vanhasta ARPANET-verkon ajoilta periytyvästä sanastosta, kuten verkkoasemista (isäntäkone, host computer) ja yhdyskäytävistä (gateway). IPv6-verkossa on solmuja (node), solmu joka yhdistää verkkoja toisiinsa on nimeltään reititin (router).
 
Esitys
 
Tekstimuodossa esitettäessä 128-bittiset IPv6-osoitteet jakautuvat kahdeksaan 16-bittiseen heksadesimaalisarjaan. Esimerkiksi 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 on kelvollinen IPv6-osoite. Kaikki sarjan etunollat voi jättää esittämättä. Osoitteiden nollasarjat (:0:) voidaan lyhentää kahdella kaksoispisteellä ’::’ yhdessä kohdassa osoitetta. Esimerkiksi seuraavat osoitteet ovat kaikki kelvollisia ja tarkoittavat samaa osoitetta

Testaa IPv6-yhteyttäsi ja katso, ovatko tietokoneesi ja yhteytesi IPv6-valmiita

Lähteet: Wikipedia ja Google
8.6.2011 Liekovuo