8 Ιουνίου: Παγκόσμια ημέρα της 6ης έκδοσης του Πρωτοκόλλου Διαδικτύου (IPv6)

Η Κοινότητα Διαδικτύου (Internet Society) ανακοίνωσε πως η 8 Ιουνίου θα είναι η Παγκόσμια ημέρα της 6ης έκδοσης του πρωτοκόλλου διαδικτύου (IPv6). Φέτος (στις 8 Ιουνίου) θα γίνει μια 24ωρη δοκιμή του καινούριου πρωτοκόλλου ενώ παράλληλα θα τρέχει η 4η έκδοση να ελέγξουν για τυχόν προβλήματα συμβατότητας μεταξύ τους. Λίγα λόγια για το λεγόμενο πρωτόκολλο διαδικτύου:

Ας δούμε σε πρώτη φάση τι σημαίνει ο όρος: πρωτόκολλο δικτύων (network protocol)

Όταν συσκευές επικοινωνούν, όταν δηλαδή σχηματίζουν ένα δίκτυο, οι κανόνες και οι συμβάσεις που διέπουν την μορφή της επικοινωνίας μεταξύ τους καλείται πρωτόκολλο δικτύων. Ας δούμε μερικά παραδείγματα: στο πρωτόκολλο συμπεριλαμβάνονται οι μηχανισμοί για την ταυτοποίηση (identification) άλλων συσκευών και στη μεταξύ τους σύνδεση, επίσης συμπεριλαμβάνονται και η ρύθμιση του τρόπου με τον οποίο θα πακετάρονται τα δεδομένα (προς αποστολή). Επί τη ευκαιρία, ένα παράδειγμα ενός τέτοιου πρωτοκόλλου είναι η γνωστή σύνδεση μέσω ethernet*! Θα μπορούσαμε να πούμε με λίγα λόγια πως το πρωτόκολλο αυτό είναι για τις επικοινωνίες ότι είναι ο αλγόριθμος για τους υπολογισμούς. Να προσθέσουμε ακόμα πως αυτό που λέμε επικοινωνία μεταξύ συσκευών είναι στην πράξη μια ανταλλαγή πακέτων (packets).
Κάθε πακέτο IP περιλαμβάνει ένα header (δίνει πληροφορίες για την πηγή, τον προορισμό και άλλων πληροφοριών σχετικά με τα δεδομένα) καθώς και τη καθεαυτή πληροφορία (που πρόκειται να σταλεί).
*το πρωτόκολλο ενσύρματης τοπικής δικτύωσης υπολογιστών

Πάμε τώρα στο πρωτόκολλο διαδικτύου (internet protocol):

Στην περίπτωση αυτή, το πρωτόκολλο αυτό ρυθμίζει την επικοινωνία συσκευών μέσω του διαδικτύου. Το πρωτόκολλο αυτό αναπτύχθηκε στη δεκαετία του '70. Τώρα, για τις επικοινωνίες μέσω διαδικτύου χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα διάφορα πρωτόκολλα καθώς δεν υπάρχει ένα ενιαίο πρωτόκολλο επικοινωνίας*. Για την ακρίβεια λοιπόν το πρωτόκολλο διαδικτύου είναι ένα από τα πρωτόκολλα που ρυθμίζουν την επικοινωνία μεταξύ των συσκευών. Τη ρύθμιση της επικοινωνίας μέσω διαδικτύου (και όχι μόνο) "αναλαμβάνουν" λοιπόν ταυτόχρονα το πρωτόκολλο δικτύου και μερικά όπως τα UDP, HTTP, and FTP και (κυρίως) το πρωτόκολλο ελέγχου μεταφοράς (TCP) κτλ. Για τον λόγο αυτό πλέον όταν αναφερόμαστε στο σύνολο των πρωτοκόλλων διαδικτύου (IP Suite) λέμε το πρωτόκολλο TCP/IP.
* Τα IP, UDP, TCP, UDP, HTTP, and FTP ανήκουν στην ίδια κατηγορία (layer) πρωτοκόλλων - συγκεκριμένα ανοίκουν στο λεγόμενο Transport Layer.
*Για όσους ενδιαφέρονται για το θέμα ενός ενιαίου πρωτοκόλλου και γενικότερα να ενδιαφέρονται για έννοιες όπως το "αφηρημένο" (abstraction)
Principle of abstraction, Universality (philosophy)), Abstraction, MECE principle, Abstraction layer

Μεταξύ των ιστοσελίδων που προσχώρησαν στην κοινότητα αυτή να αναφέρουμε μερικές γνωστές: Google, Facebook, Yahoo!, Akami, Limelight. Την ημέρα της δοκιμής υπολογίζεται πως μονάχα το 0.05% χρηστών διαδικτύου θα έχει πρόβλημα σύνδεσης στο διαδίκτυο* (εξαιτίας προβληματικών ή λανθασμένων ρυθμίσεων οικιακών συσκευών δικτύου)*
*Μια μικρή σημείωση: Για όσους θέλουν να το δουν από μια διαφορετική σκοπιά, για υπολογίστε το 0.05% του 1.97 δις... βγαίνει σχεδόν 100 εκατομμύρια!

Μερικές διαφορές μεταξύ του IPv4 και του ΙPv6:

1. Αριθμός διευθύνσεων πρωτοκόλλου διαδικτύου (IP addresses):
Στην 6η έκδοση οι διευθύνσεις είναι 128 bits ενώ της 4ης έκδοσης είναι στα 32bits. Κατά συνέπεια στην 6η έκδοση μπορούν να υπάρξουν 2^128 (ή κατά προσέγγιση) 3.4*10^138 διευθύνσεις ενώ η 4η έκδοση επιτρέπει μονάχα 4 δισεκατομμύρια διευθύνσεις**. Να επισημάνουμε πως η IANA έχει υπολογίσει πως από τις 4 του μήνα μονάχα το 3% των διευθύνσεων είναι ελεύθερο*! Το πρόβλημα αυτό είναι ίσως ο βασικότερος λόγος για τον οποίο θα γίνει η αλλαγή στην 6η έκδοση - το πρόβλημα αυτό είναι γνωστό ως η εξάντληση των διευθύνσεων για το IPv4 (IPv4 address exhaustion)

*Οι διαθέσιμες διευθύνσεις υπολογίζονται στα 91 εκατομμύρια ενώ οι διαθέσιμες στο κοινό υπολογίζεται πως θα εξαντληθούν μέσα στις επόμενες 30 ημέρες...!
**Από τις οποίες τα 16.8 εκατομμύρια ανήκουν στην πρώτη κλάση (class A). Σχετικά με την ομαδοποίηση του πρωτοκόλλου διαδικτύου διαβάστε περί του subnetwork και περισσότερες πληροφορίες (του subneting) σε σχέση με το IPv4 διαβάστε εδώ: http://en.wikipedia.org/wiki/IPv4_su...ting reference. Τώρα, έχοντας αναφερθεί στα προηγούμενα, θα βοηθήσει ενδεχομένως μερικούς να παραθέσουμε και δυο επεξηγήσεις για τους όρους: clasfull network και Classles Inter-Domain Routing (CIDR).


2. Δυνατότητες Multicasting:
Στην 6η έκδοση υπάρχει εξαρχής η δυνατότητα Multicasting (αποστολής πακέτων προς πολλαπλούς προορισμούς με μιας) ενώ στην 4η έκδοση, αν και χρησιμοποιείται συχνά, θα πρέπει κάθε φορά να γίνουν κατάλληλες ρυθμίσεις (προσθέσεις, implemented features). Εννοείται πως οι δυνατότητες multicasting στην 6η έκδοση θα είναι περισσότερες από αυτές στην 4η.

3. Ακαθόριστα αυτοματοποιημένες διευθύνσεις (Stateless address autoconfiguration - SLAAC)
Oι υποδοχείς (hosts) IPv6 μπορούν αυτόματα να ρυθμιστούν κατά την σύνδεση με ένα δίκτυο ΙPv6 (routed IPv6 network) χρησιμοποιώντας ΙCMPv6 μηνύματα εντοπισμού δρομολογητή (ICMPv6 router discovery messages)

Ο όρος κατάσταση (state) αναφέρεται στη διαμόρφωση της πληροφορίας σε ένα πρόγραμμα ή ένα μηχάνημα. Μερικά παραδείγματα: Stateless protocol, Stateful firewall και Stateless IP/ICMP Translation

4. Ασφάλεια πρωτοκόλλου δικτύου:
Η ασφάλεια του πρωτοκόλλου δικτύου (IPsec) αναπτύχθηκε αρχικώς για την IPv6 , αλλά σε κάποια φάση παράλληλα ξεκίνησε η τροποποίηση του προκειμένου να υποστηρίζεται και από την 4η έκδοση. Στο IPv6 είναι υποχρεωτική η ύπαρξη του IPsec ενώ στην 4η έκδοση είναι προαιρετική.

5. Επεξεργασία από τους δρομολογητές:

Στην In IPv6, το header των πακέτων αλλά και η επεξεργασία τους έχει απλουστευτεί με σκοπό να γίνεται η επεξεργασία πιο αποδοτικά. Συνέπεια των αλλαγών αυτών έχουν άμεση σχέση με ένα από τα "δόγματα" στην σχεδίαση του διαδικτύου: end-to-end principle of Internet design*
*Για όσους έχουν χρόνο, αξίζει πραγματικά να διαβάσουν περί του Internet Protocol Suite που υπάρχει στην σελίδα με το παραπάνω δόγμα. Έστω και μια γρήγορη ανάγνωση θα σας δώσει μια επισκόπηση του θέματος κάτι πολύ σημαντικό! Στη συνέχεια, όποιος έχει πραγματικά μεγάλο ενδιαφέρον περί σχεδιασμού τηλεπικοινωνιών, και πρωτοκόλλων δικτύων, αξίζει να διαβάσει για το Μοντέλο αναφοράς OSI

6. Φορητή έκδοση:
H φορητή έκδοση του πρωτοκόλλου αποφεύγει το τριγωνική δρομολόγηση (triangular routing) με αποτέλεσμα η 6η (φορητή) έκδοση να είναι πολύ πιο αποδοτική.

7. Προσθήκη "πρόσθετων" (extension-headers) για περισσότερες δυνατότητες ρύθμισης:
Στην ΙPv6 ο header έχει καθορισμένο μέγεθος (40 οctates) και δύνεται η προσθήκη επιπλέον πρόσθετων-headers (extension-headers) τα οποία επιτρέπουν την παραμετροποίηση της ποιότητα υπηρεσιών, της ασφάλειας, της φορητότητας κλπ χωρίς την επανασχεδίαση του βασικού πρωτοκόλλου.

8. Πακέτα ωφέλιμου φορτίου:
Στην IPv6 τα πακέτα ωφέλιμου φορτίου (payload) μπορούν να φτάσουν τα (2^32 - 1) octes ενώ στην ΙPv4 μπορούν να φτάσουν τα (2^16-1). Tα πακέτα στην περίπτωση της IPv6 αποκαλούνται και jumbograms ( καθώς ξεπερνάνε (κατά πολύ) την πρότυπη Μέγιστη Μονάδα Μεταφοράς (ΜΤU) της τεχνολογίας δικτύων.


Tέλος, ενδεχομένως να αναρωτηθείτε για το τι απέγινε το IPv5:

Η ονομασία του ΙPv5 δόθηκε αλλά... αλλού! Διαβάστε περί του:Internet Stream Protocol για περισσότερες πληροφορίες!

Ευχαριστώ τον greekfragma για τις εύστοχες παρατηρήσεις του ενόσω βρισκόταν το κείμενο στη δοκιμαστική του μορφή!