Извините, мест нет
Запас IP-адресов четвертой версии иссяк, но Интернет все равно продолжает расти.
Когда в начале 80-х годов протокол IPv4 был только представлен, его разработчики, наверное, и не подозревали о том, что их детище станет основой для огромной Всемирной сети и будет использоваться еще не один десяток лет. Если бы у них была такая информация, они сразу бы заложили в разработку совсем другие возможности. Но тридцать лет назад идея о том, что к 2011 году число сетевых устройств достигнет отметки в 4 млрд (а именно такое число уникальных адресов может обеспечить протокол IPv4), казалась абсурдной.
Проблема стала очевидной всего через несколько лет, все в тех же 80-х, и уже тогда начали думать о возможных вариантах ее решения. После изобретения нескольких промежуточных способов устранения дефицита (например, технологии преобразования сетевых адресов NAT) в середине 90-х был разработан протокол IPv6. Однако с переходом на него никто не торопился, вместо этого решили подождать, пока IPv4 полностью исчерпает свои возможности. Это значило, что новый протокол фактически оставался не у дел следующие десять лет.
Лишь недавно переход на IPv6 стал не просто необходимым, но и совершенно неизбежным. Последние свободные IPv4-адреса были розданы организацией IANA в феврале 2011 года и сейчас распределяются региональными регистраторами. При этом у некоторых из них (например, у Азиатско-Тихоокеанского сетевого информационного центра) эти адреса закончились уже к середине апреля. В запасе у провайдеров еще имеется некоторый резерв IP, которые можно выделить или перераспределить в течение 5 следующих лет, однако их количество невелико, и доступны такие IP не во всех регионах мира.
Корни проблемы
Основная причина полного истощения адресного пространства IPv4 заключается в увеличении количества сетевых устройств, подключенных к Интернету. Начиная с середины 90-х годов их число стало быстро расти сначала за счет распространения коммутируемого подключения к Сети (dial-up), а затем и за счет набирающего обороты широкополосного доступа. Последний тип соединений, как правило, постоянно активен, поэтому сетевые устройства занимают IP-адреса и не освобождают их, как это происходило в dial-up.
Еще более усугубило положение развитие мобильной связи. Сейчас большинство телефонов являются полноценными точками доступа в Интернет, и как следствие, также используют IPv4-адреса.
Структуру самого протокола также можно отнести к виновникам кризиса. IPv6 позволяет выделять крупным организациям лишь блоки адресов определенного размера. Если 65 тыс. адресов для какой-либо компании оказалось недостаточно, то ей выдадут сразу 16 миллионов (не слишком рациональное использование доступного пространства, поскольку большая часть адресов в таком блоке все равно останется незадействованной).
Внедрение IPv6
Как уже упоминалось, в качестве временного решения в конце прошлого века была внедрена технология NAT, позволяющая сразу нескольким компьютерам выходить в Интернет через одно сетевое устройство. Реальный IP-адрес при этом имелся лишь у шлюза, а подключенные к нему компьютеры оставались для Сети анонимами. Главный недостаток NAT в том, что без реального IP-адреса компьютер в ряде случаев оказывался недоступен для других ПК через Интернет.
В последние 10 лет давались разные прогнозы о сроках полного исчерпания IPv4-адресов. Большинство экспертов сходились во мнении, что это произойдет приблизительно в 2010—2012 году. Несмотря на то, что в целом эти прогнозы верны, использование IPv6 еще не столь велико, как можно было предположить. На начало 2011-го лишь 5% компьютеров во всем мире поддерживало IPv6-соединение, а в 2010 году IPv6-трафик составлял лишь менее одной десятой процента. Тем не менее аналитики в один голос продолжают твердить, что переход на IPv6 должен состояться до начала 2012-го, иначе новые сетевые устройства попросту не смогут получать доступ в Интернет.
В Украине внедрением IPv6 занялись еще весной 2009 года. Среди первых провайдеров, принявших участие в тестировании стандарта, оказались «ТопНЕТ» и «Датагруп». 8 июня этого года во время проведения всемирного дня IPv6 (World IPv6 Day) все крупнейшие операторы и интернет-компании мира (всего в акции приняло участие около 400 организаций) в течение целого дня предоставляли доступ к сайтам как по старому, так и по новому протоколу. В ходе тестирования планировалось определить проблемы, которые могут возникнуть во время перехода на IPv6.
Для большинства пользователей World IPv6 Day прошел без происшествий. Если их сетевые устройства не поддерживали IPv6, то обмен данными с сайтами осуществлялся по старинке, посредством IPv4. Лишь в некоторых редких случаях, когда переход на более старую версию протокола был невозможен, пользователи не могли открывать определенные сайты.
По данным UA-IX, уже 24,5% активных участников этой сети используют IPv6, хотя еще в прошлом году эта цифра была в 3 раза меньше. Впрочем, этот показатель все же не так высок, как хотелось бы. Например, в Германии доля IPv6-трафика составляет 71%.
Переход на IPv6 не будет мгновенным. Довольно длительное время, возможно, не менее 10 лет, некоторые сайты будут продолжать функционировать в режиме поддержки двух протоколов.
Надолго ли хватит?
Краткий ответ на этот вопрос: адресов IPv6 хватит навсегда. Для адресации в новом протоколе используется 128-битный, а не 32-битный адрес, как в IPv4. И это не в 4 раза больше, как может показаться на первый взгляд. Общее количество адресов считается методом возведения двойки в степень разрядности. То есть для IPv4 общее количество адресов составит 232=4,3 млрд. Число IPv6-адресов можно приблизительно представить следующим образом: записать число адресов для IPv4 (4 300 000 000) и дописать в конце еще 30 нулей.
Достоинства и недостатки
Переход на IPv6 неизбежен для дальнейшего развития Интернета, однако новый протокол помимо расширенной адресации привнесет и другие преимущества.
Из IPv6 была удалена проверка контрольной суммы (процедура, предназначенная для уничтожения пакетов данных, содержащих ошибки), поскольку целостность пакета контролируется и на других уровнях протокола, и еще одно сравнение является абсолютно излишним. Несмотря на то, что адрес IPv6 намного длиннее, чем в IPv4, благодаря избавлению от лишних данных размер заголовка увеличился лишь вдвое — с 20 до 40 байт.
IPv6 также позволяет использовать пакеты огромного размера (до 4 Гигабайт), которые целесообразно применять лишь в высокоскоростных сетях. Есть в протоколе и другие улучшения, положительно влияющие на передачу данных, однако их описание представляет интерес лишь для сетевых специалистов.
Присутствуют в IPv6 и некоторые недостатки. Например, неизбежное увеличение длины адреса. Если сейчас пользователи могут запоминать важные IP-адреса и вводить их без особых проблем с клавиатуры, то в будущем запоминание длинной последовательности символов станет практически невозможным, а ввод с клавиатуры — затрудненным. Чтобы понять, почему это произойдет, можно сравнить типичный адрес IPv4 (127.0.0.1) c IPv6 (2001:db8:85a3:8d3:1319:8a2e:370:7348).
Сценарии миграции
По мнению экспертов из Общества Интернета (ISOC, международной профессиональной организации, занимающейся развитием и обеспечением доступности глобальной Сети), у компаний есть два возможных сценария постепенного перехода на протокол IPv6. Во-первых, можно сначала перевести серверы на новый протокол, оставляя клиентское оборудование работать со старой версией. Во-вторых, можно произвести миграцию клиентов, временно сохраняя серверы в среде IPv4. Как считают специалисты ISOC, большинство предприятий предпочтет вариант с заменой серверов. Чтобы обеспечить работу устаревшего клиентского оборудования с новыми серверами, в локальных сетях организаций потребуется установить специальные шлюзы, которые будут преобразовывать одну систему адресации в другую.
Справка «УТГ»
IANA — Internet Assigned Numbers Authority — «Администрация адресного пространства Интернет» — американская некоммерческая организация, управляющая пространствами IP-адресов, доменов верхнего уровня (таких как «.com», «.net» и др.), а также регистрирующая параметры прочих протоколов Интернета. IANA делегирует свои полномочия по распределению IP-адресов региональным регистраторам, которые, в свою очередь, передают более мелкие диапазоны интернет-провайдерам. Находится под контролем ICANN — международной некоммерческой организации, созданной 18 сентября 1998 года при участии правительства США для регулирования вопросов, связанных с доменными именами, IP-адресами и прочими аспектами функционирования Интернета.
UA-IX — украинская точка обмена интернет-трафиком, функционирует с августа 2000 года. Обеспечивает максимальную связность сетей украинских провайдеров и организацию эффективного обмена трафиком между ними по кратчайшим маршрутам, без выхода в зарубежные сети. По своему объему, значимости и сфере деятельности UA-IX — уникальное предприятие Украины.
