Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Другие RFC-документы описывают технические подробности протокола, получившего название IPv6. К этимдокументам относятся: «Спецификации IPv6» (RFC 1883), «Архитектура адресного пространства IPv6» (RFC 1884), «Управление распределением адресного пространства IPv6» (RFC 1881), «Спецификация управляющего протоколадля IPv6 (ICMPv 6)» (RFC 1885), «Расширения DNS для поддержки IPv6»(RFC1886) и др.Рассмотрим основные дополнительные возможности протокола IPv6,3645.5. Протоколы III уровня стека TCP/IPРасширенное адресное пространство. Одной из основных отличительных черт IPv6 является использование 128-разрядного адресного пространства по сравнению с 32-разрядным адресным пространством IPv4. Увеличение размера адреса с 32 до 128 бит позволяет не только существенно расширитьадресное пространство, но и ввести больше иерархических уровней, чем адреса сети, подсети и рабочей сташщи в IPv4.
Аналогично классической схемеадресащш в IPv4, адрес IPv6 идентифшщрует подключенный к сети интерфейс, а не компьютер. Основным отличием является тот факт, что интерфейсIPv6 не только может, но и должен иметь столько адресов, сколько это необходимо для обеспечения маршрутизащш или сетевого управления. Адреса IPv6принадлежат одной из следующих категорий: unicast, multicast и anycast. Unicastозначает адрес в привычном смысле значения этого понятия. Данные адресаидентифицируют в точности один интерфейс в сфере своего действия и предназначены для информащюнного обмена точка-точка. Категория multicast идентифшщрует адреса группы интерфейсов и предназначена для групповой рассьшки информащш. Пакет данных, посланный по такому адресу, должен бытьдоставлен по каждому из адресов интерфейсов, входящих в идентифшщруемую группу.
Адреса anycast также представляют группу интерфейсов, однакоони доставляют информащпо только на ближайший интерфейс из идентифшщруемой группы.Нотащы адресов IPv6 представляет собой разделенные на 8 групп 16-битовые числа, записываемые в шестнадцатеричной системе счисления, например0123:4567:S9AB:CDEF:0123:4567:S9AB:CDEF, При записи адреса в целях экомии места принято опускать незначащие нули.Для уменьшения нагрузки на маршрутизаторы каждый IP-адрес должен непросто указывать место назначения, но и содержать достаточно информациидля определения маршрута доставки пакетов.
Один из способов достиженияэтой цели заключается в территориально-централизованном подходе к начальному распределению IP-адресов и установлению жесткой зависимости междувсеми уровнями организаций-поставыщков услуг и их клиентами. Данный принцип бьш заложен на ранней стадии разработки спецификаций IPv6 и претерпелв настоящее время некоторые несущественные изменения. Необходимо заметить, что описываемая схема начального распределения адресов, называемая«aggregatable global miicast addresses», описывает лишь одну восьмую частьадресного пространства IPv6.
Остальные адреса либо зарезервированы подопределенные нужды, либо еще не распределены (доля последних составляетоколо 70 % всего адресного пространства). Формат адреса IPv6 представленна рис. 5.26. Первый компонент адреса IPv6 является префиксом «aggregatableglobal unicast addresses» и имеет фиксированное значение (001). Второй компонент называется Агрегат данных высшего уровня (TLA - Тор LevelAggregator), Согласно начальному плану распределения IP-адресов требовалось выделить фиксированные префиксы для трех основных регистров:Internet NIC (Network Information Center), обслуживающего Северную Америку,3655.
Сетевые протоколы001Длина поля, бит161332TLANLASLA64Interface ГОРис. 5.26. Формат адреса IPv6NCC (Network Coordination Center), координирующий деятельность ассоциации европейских сетей RIPE и APNIC, представляющий страны Азии и Тихогоокеана. Префиксы TLA присваивают ограниченному числу поставыщков услуг,которые, в свою очередь, сами назначают адреса своим клиентам.Третий компонент адреса ~ Агрегат данных следующего уровня (NLA Next Level Aggregator) - представляет собой гибкую структуру для использования сложившейся иерархии организаций - поставщиков услуг. Путем иерархического разбиения отведенного для NLА адресного пространства можно эффективно распределять сетевые адреса и управлять маршрутизацией потоковданных в пределах, контролируемых национальным или территориальным регистром.Четвертый компонент адреса назьшается Агрегат данных уровня станции(SLA - Site Local Aggregator) и предназначен для назначения рабочей станции.При этом адрес рабочей станции выступает в роли атома системы адресовIPv6: при любом изменении полного адреса (например, в результате смены поставщика услуг Интернета) модификации подлежат только поля TLA и NLA.Компоненты SLA и Interface ID включают в себя МАС-адрес спецификацииШЕЕ 802 и должны оставаться неизменными, что обеспечит глобально-уникальное именование активного сетевого оборудования.Таким образом, расширение адресного пространства позволяет исключитьнеобходимость преобразования сетевых адресов и предоставляет возможностьиспользования различных типов адресов, например IPX.
Автоматическая конфигурация адресов представляет собой одну из важнейших практических технологий в IPv6. Она не только избавляет от необходимости назначать новыеадреса вручную, но и упрощает изменение ранее назначешп>1х адресов.IPv6 включает также поддержку мобильного IP для обеспечения маршрутизации между беспроводными и наземными сетями.
Мобильное устройствосохраняет свой исходный адрес, но при этом оно получает второй адрес с информацией о местонахождении.Усовершенствование маршрутизации. Для увеличения производительности маршрутизации в IPv6 применен новый формат заголовков пакетов. Новшество состоит в использовании меньшего, чем у IPv4, количества полей заголовка пакета, соответствующего сетевому уровню, и применении полейфиксированной длины. Большинство дополнительных полей вьшесены в так называемые «опциональные заголовки», что делает возможным обработку маршрутизаторами меньшего количества обязательной информации.
Кроме этого,IPv6 не предусматривает произведение дефрагментации пакетов маршрутизаторами. Эти функции должны вьшолняться только в точке отправления пакета.3665.5. Протоколы III уровня стека TCP/IP031VersionIFlow LabelClassPayload LengthNext HeaderHop LimitSource AddressDestination AddressРис. 5.27, Формат заголовка IPv6Чтобы лучше понять, как информация в заголовке влияет на производигельность маршрутизации, рассмотрим формат заголовка IPv6 (рис. 5.27).
Заголовок пакета IPv6 состоит из 64-битового служебного поля и двух 128-битовыхадреса источника и назначения, общим размером 40 байт (в IPv4 длина заголовка пакета сетевого уровня составляет 20 байт, не считая необязательногополя опций). В отличие от пакета IPv4, содержащего в заголовке 10 служебных полей и поле опций, пакет IPv6 состоит только из 6 полей.Единственным общим полем протокола IPv6 и IPv4 является версия пакета, содержащая номер протокола. Идея разработчиков состоит в разделениина наиболее низком из возможных уровней потоков IP-пакетов различньгх версий. Так, в сетях Ethernet инкапсулированный фрейм IPv6 имеет тип 86DD, аIPv4 - 8000.Отсутствие поля контрольной суммы заголовка пакета IPv6 напрямую обусловлено требованием сокращения накладньпс расходов на марпфутизацию.
Действительно, поскольку на пути своего следования IP-пакет не должен претерпевать изменения, нет необходимости пересчитывать контрольную суммузаголовка. В то же время, отсутствие механизмов распознавания ошибок среды передачи может повлечь серьезные проблемы с определением путей доставки пакетов. Тем не менее, риск нераспознанной модификации заголовка пакетаявляется незначительным, поскольку большинство процедур инкапсуляции IPпакетов на уровне доступа к среде передачи используют контрольное суммирование. Это относится и к информационному обмену в локальных сетях (обязательные контрольные суммы описьгоаются стандартом IEEE-803), и к сетямATM (уровень AAL), и к передаче данных по коммутируемым каналам связи(процедура разбиения на фреймы протокола РРР).Фиксированный размер заголовка пакета IPv6 и поле Payload Length (длинаполезной нагрузки) полностью эквивалентны полям пакета IPv 4 IHL (длиназаголовка пакета) и Total Length (общая длина пакета).
Поля Class и Flow Labelуправляют доставкой информации и замещают поле Туре of Service пакетаIPv4. Изменение поля «Время жизни» пакета IPv4 (TTL - Tune-to-Live) наограничение количества промежуточных узлов доставки пакета IPv6 (Нор Limit)3675. Сетевые протоколыNext HeaderHeader ExtensionLengthRouting TypeSegments LeftСпецифические дня этого типа данныеРис. 5.28. Формат заголовка маршрутизациифактически демонстрирует принципиально новый подход к управлению временем жизни пакета в сети Ethernet.
Невозможность оценить реальное времянахождения пакета в канале связи и точное время обработки пакетов учтеновведением нового поля в IPv6, где время пребывания в сети ограничиваетсячислом промежуточных узлов.Отправитель IPv6 использует заголовок маршрутизации для указания транзитных узлов, через которые пакет должен пройти на пути к адресату (рис. 5.28).Поле Next Header (следующий заголовок) в заголовке маршрутизации сообщает о том, какой заголовок следует после заголовка маршрутизации. ПолеHeader Extension Length (длина расширения заголовка) - 8-значное целое число, выражающее длину заголовка маршрутизации в блоках из восьми октетов(исключая первые восемь октетов).Поле Routing Туре (тип маршрутизации) - 8-разрядный идентификатор специфической разновидности заголовка маршрутизации.
Раздел Segments Left(оставшиеся сегменты) сообщает о числе оставшихся предопределенных транзитных узлов на пути пакета к адресату.Формат поля специфических для указанного типа данных приведен в RoutingТуре. Длина поля данных такова, что общая длина заголовка маршрутизациисоставляет целое число, кратное восьми октетам. Заголовки маршрутизациитакого типа прекрасно подходят для некоторых видов пакетов.
Если длина пакета превьппает предельное допустимое для сети значение (MTU ~ MaximumTransmission Unit), то пакет делят на фрагменты, каждый из которых передаюткак отдельный пакет.При такой схеме отправители IPv6 используют заголовки фрагментов. Еслив IPv4 фрагментация вьшолняется маршрутизаторами вдоль пути передачипакета, то в IPv6 она вьшолняется только на отправителе.Как известно, уменьшение нагрузки на маршрутизаторы можно достигнутьпутем уменьшения объема анализируемой ими информации сетевого уровня.Данный подход нашел свое отражение в изменении формата заголовка ВР-пакетов путем введения опциональных заголовков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
