IPv6

TCP/IP protokollhierarchia
Alkalmazási protokollok
DHCP · DNS · FTP · HTTP · IMAP · IRC · POP3 · SIP · SMTP · SNMP · SSH · Telnet · BitTorrent
Szállítási protokollok
SCTP · TCP · RTP · UDP · IL · RUDP
Hálózati protokollok
IPv4 · IPv6
Adatkapcsolati protokollok
Ethernet · Wi-Fi · Token-Ring · FDDI · PPP
Fizikai protokollok
RS-232 · 100Base-TX · 1000Base-TX · 10Base2 · 10Base-T
Sablon:IPstack m v sz

Az Internet Protocol version 6 (IPv6) az internetprotokoll (IP) új verziója, melyet az Internet Protocol version 4 (IPv4) leváltására terveztek.

Az IETF (Internet Engineering Task Force) által kezdeményezett kutatások lényege az új protokoll kifejlesztésére a 4-es verziójú (IPv4) címek előrelátható kimerülése volt. Ahogy az internetezők és az általuk használt eszközök száma egyre bővül, a kiadható IP-címek száma egyre csökkenő tendenciát mutat. Ez a nagy cégek és intézmények számára okozhatja a legtöbb gondot, de a későbbiekben minden felhasználót érinthet. Számos igen hatékony hálózati megoldás született a múltban (CIDR: Classless Interdomain Routing, NAT: Network Address and Port Translation stb.) annak érdekében, hogy az IPv4 címek fogyásának ütemét csökkentsék, ám az internet terjedésének köszönhetően ma már nyilvánvaló, hogy a rendelkezésre álló szabad IPv4-tartomány belátható időn belül elfogy. Az IPng-vel (IP new generation) szemben támasztott követelmények lényege volt, hogy egyszerűen és gyorsan be lehessen vezetni, valamint a régi rendszer az újjal párhuzamosan tudjon működni. Az IPv4 esetében használatos 32 bites címzéssel szemben (hálózatszervezési okokból az IP-címek egy része nem is használható), az IPv6 címek 128 bitesek, így a nagyságrendekkel nagyobb címtartomány révén az új rendszer közvetlenül címezhetővé teszi az internethez kapcsolódó eszközöket.

Az első IPv6-tal foglalkozó szabványok 1992 decemberére készültek el, és a hét változatból 1994-re született meg a ma IPv6-nak nevezett protokoll, amelyet 1994. november 17-én az Internet Engineering Steering Group is elfogadott és felhasználásra javasolt.^[1]

2011. június 8-ára ismert tartalomszolgáltatók, mint a Google, a Facebook és a Yahoo világméretű tesztnapot kezdeményeztek, "World IPv6 Day", azaz az IPv6-világnap néven.^[2]

• A BME Folyamatszabályozási Tanszékén már 1997-ben folytak kutatások a IPv6 hálózatok kiépítésének tesztelésére.
• A NIIF által üzemeltetett és fejlesztett felsőoktatási és kutatói hálózaton 2001-ben kezdődtek meg az IPv6-os kísérletek és 2005 óta szolgáltatásként elérhető az IPv6 az egyetemek, kutatóintézetek és közgyűjtemények számára.^[3]
• Tarr Kft. 2007. november 8-tól kezdődően használ IPv6 címeket kiszolgáló infrastruktúráján. Lakossági tesztidőszak 2015 -től. Teljes DOCSIS lefedő egységesen 2018 évben lett IPv6 képes.
• Az Externet 2009. május 19-én zárta le a közel egyéves tesztidőszakot és azóta nyújtja rendes szolgáltatásként az IPv6-ot.^[4]
• A Magyar Telekom 2009. november 2-án kezdte meg hálózatában az IPv6 nyilvános tesztelését.^[5][6]
• A Magyar Telekom 2011. június 3-án kapcsolta be az IPv6 hálózatát teszt jelleggel^[7] és 2016 év végétől bevezette lakossági ügyfelei részére az IPv6 dual-stack szolgáltatását minden hozzáférési technológián: mobil, xDSL, GPON, DOCSIS.^[8]. A HGW 1db /56 IPv6 prefixet kap, melyet az ügyfelek által telepített routerek használhatják prefix delegálás keretében további interfészeik IP címmel ellátására.^[9]
• A Digi Kft. 2015. december 1-én elkezdte használni az FTTH hálózatán az IPv6-os IP címeket is.

A protokoll tervezésekor nemcsak az IPv4 hibáit igyekeztek megszüntetni, hanem új szolgáltatásokat is bele kívántak építeni, amelyek gyorsabbá és az új felhasználói igényeknek jobban megfelelővé teszik.

Az IPv6 legfontosabb jellemzői:

1. megnövelt, nagyobb címtartomány,
2. közvetlen végponti címezhetőség,
3. automatikus konfiguráció, vagyis a munkaállomások automatikus hálózati konfigurálását támogató rendszer végzi
4. hálózati mobilitás, egy hálózati csatolóhoz egy időben több címet rendelhetünk. Ez hasonló a mobilszolgáltatók roaming^[10] (barangolási) szolgáltatásához.
5. titkosítás, azonosítás: Az IPv6-címzés szerves része az IPsec biztonsági protokoll, ez hálózati szinten nyújt lehetőséget arra, hogy a kommunikációban részt vevő felhasználók hitelesen azonosítsák egymást, és az egymás közt zajló adatforgalmat titkosítsák egy biztonságos úgynevezett alagúton, tunnel-en keresztül anélkül, hogy az Internetről bárki le tudná hallgatni őket.
6. többszörös címezhetőség, szabványosított multicast^[11]

Az átállás az IPv4-ről IPv6-ra nem tud az egész Interneten egy időben lezajlani, ezért szükséges, hogy a két rendszer egymás mellett működhessen, akár az Interneten vagy a gépen belül is. Ezt az átmenetet a kompatibilis címek (az IPv4 címek egyszerűen átalakíthatók IPv6-címekké), és a különféle alagutak alkalmazása biztosítja. Használható egy kettős protokollcsomag, (dual stack IP ) nevű technika is, amely mindkét protokollt egy időben támogatja. A két teljesen különálló hálózati alrendszer és a két különböző protokollverzió nincs hatással egymásra.

Az IPv6 amellett, hogy a jelenlegi dinamikus IP-cím kiosztás helyett minden végfelhasználó kaphat egy fix IP-címet, a biztonság terén is hoz újításokat a jelenleg használt IPv4-hez képest. A 128 bites címtartomány több ezer milliárd eszköz számára biztosíthat IP-címet, így gyakorlatilag kimeríthetetlen a kapacitása. Lefordítva ezt a háztartásokra, az otthonokban minden internetképes eszköz önálló IP-címet kaphat, így azok zavar nélkül kommunikálhatnak egymással. Ha az eszközök az internethez kapcsolódnak, akár a fűtőberendezéseket vagy a mosógépet is bekapcsolhatjuk mobiltelefonunkon keresztül.

Sokan magát az IPv6-ot tekintik „killer application”-nek, mint ami megteremti a hálózatcentrikus világ létrehozásának lehetőségét. Ideális esetben az IPv6 használata a végfelhasználó számára láthatatlan marad. Az egyetlen változás, hogy az internetezés egyes esetekben egyszerűbbé válhat, illetve megjelennek majd olyan szolgáltatások/alkalmazások melyek IPv4 alapon csak igen bonyolult módon lennének nyújthatóak ^[forrás?]. Az IPv6 a végfelhasználó szempontjából egy ajtó, mely megteremti a lehetőséget a változásra. Éppen úgy, mint ahogyan anno a vezetékes világban a DSL, vagy a mobil világában a 3G megjelenése indított el egy-egy kommunikációs forradalmat.

Az IPv6-ra vonatkozó, annak alapvető működését rögzítő szabványok az IETF szervezetében születnek.^[12] Ugyanakkor érdemes nyomon követni más szabványosítási szervezetek munkáját is, hiszen fontos irányelveket fogalmaznak meg például a Broadband Forum (BBF) munkacsoportjai, melyek a meglévő szabványokon alapuló szolgáltatói környezet tekintetében rögzítenek ajánlásokat.^[13]

Az IPv6-bevezetési megoldások tekintetében számos eltérő – a szabványosítás különböző fázisában lévő – metódus látott napvilágot (pl. 6to4, 6rd, DS-lite, Softwire, Carrier Grade NAT, stb.). Az egyes megoldásoknak természetesen eltérő előnyei ill. hátrányai vannak, így folyamatos vitatémát biztosítanak a szakértők számára. Egyetértés van azonban a tekintetében, hogy a felhasználók számára egyidejűleg kell mind IPv4, mind IPv6 kapcsolódást biztosítani. Az ilyen megoldást nevezik dual-stack elérésnek. A dual-stack^[14] megoldás egyik fő előnye, hogy nincs szükség IPv4 és IPv6 hálózati átjárók létrehozására, melyek segítségével a csak egyik vagy másik verziót támogató végpontok kommunikálni tudnának egymással.

Bővebben: IPv6-cím

A legfontosabb tulajdonsága az IPv6-nak az IPv4-hez képest szinte elképzelhetetlenül nagy címtér. Az IPv6-címek 128 bit hosszúak, szemben az előd 32 bitjével.^[15] Míg az IPv4 címtér körülbelül 4,3 milliárd címet tartalmaz, az új verzió nagyjából 340 szextillió (10³⁶) egyedi címet foglal magába.^[16]

Az IPv6 címeket nyolc darab négy hexadecimális számjegyet tartalmazó csoportként ábrázoljuk, melyeket kettősponttal választunk el. Például: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. A címeket logikailag két részre oszthatjuk, a 64 bites (al)hálózati előtagra, és a 64 bites interfész azonosítóra.

Az SLAAC működéséhez az alhálózatoknak legalább 2⁶⁴ nagyságú (/64) címtérre van szükségük. Az internetszolgáltatók (ISP-k) legalább 2³² (/32) tartományokat kapnak. A végfelhasználók pedig /48, vagy egyes esetekben csak /56 tartományokat.

Az IPv6 címek három csoportba sorolhatóak: az unicast címek egyedileg azonosítanak egy interfészt; az anycast címek egy csoport interfészt azonosítanak, amelyek általában nem egy helyen vannak és amelyek közül a legközelebbi kerül automatikusan kiválasztásra; és a multicast címek, amelyek segítségével egy csomagot több interfésznek címezhetünk. Szórási címeket nem implementáltak az IPv6-ban. Minden IPv6 címnek van egy hatóköre (scope), ami megadja, hogy a hálózat mely részében érvényes és egyedi az adott cím. Egyes címek csak a helyi (al)hálózaton egyediek, mások globálisan azok.

Néhány IPv6 cím speciális célokra van fenntartva, mint például a visszacsatolási cím. Ezen kívül vannak speciális címtartományok is, például a kapcsolati szintű (link-local) címek a helyi hálózatban való használatra, és a solicited-node multicast címek, amelyeket a Neighbor Discovery Protocol használ.

A DNS-ben a hosztnevet az AAAA erőforrás rekordokkal kapcsoljuk az IPv6 címekhez. A reverse DNS kérésekhez az IETF az ip6.arpa domaint jegyezte be, ahol a névtér hierarchikusan osztódik az IPv6 cím hexadecimális számjegyeinek egyjegyű nibble egységei szerint (4 bit). Ezt az RFC 3596 definiálja.

Az IPv6 címeknek két logikai része van: a 64 bites hálózati előtag, és a 64 bites hoszt azonosító. (Az utóbbit gyakran automatikusan generáljuk az interfész MAC címéből.) Leggyakrabban kettőspontokkal 8 csoportra tagolt 16 bites hexadecimális számként ábrázoljuk, a következőképpen:

fe80:0000:0000:0000:0202:b3ff:fe1e:8329

A hexadecimális számok nem kis-nagybetű érzékenyek.

A 128 bites IPv6 címet a következő szabályok szerint lehet rövidíteni:

1. minden 16 bites csoportban elhagyhatjuk a bevezető 0-kat. Például az fe80:0000:0000:0000:0202:b3ff:fe1e:8329 cím írható így is: fe80:0:0:0:202:b3ff:fe1e:8329.
2. Címenként egy alkalommal az egymást követő csak nullákból álló csoportokat rövidíthetjük két darab kettősponttal. Így az fe80:0:0:0:202:b3ff:fe1e:8329 cím rövidítve fe80::202:b3ff:fe1e:8329 lesz.

A végpontok számára az IPv6 globális cím ill. prefix biztosítására többféle dinamikus megoldás létezik:

• SLAAC: StateLess Address AutoConfiguration (RFC4862)
• DHCPv6: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (RFC3315)
• DHCPv6-PD: Prefix Delegation options (RFC3633)

A SLAAC módszer használatával a végpont a használandó IPv6-os címeit a lokálisan rendelkezésre álló ill. az adott hálózati szegmensre kapcsolódó router által hirdetett információkból generálja. A router az adott linkhez tartozó subnet prefixet hirdeti, míg a végpont egy az adott linken egyedi interface azonosítót generál. Az IPv6-os cím a két rész összeillesztéséből áll elő. Router hiányban a végpontok csak link lokális címeket tudnak generálni és csak az adott linkre kapcsolódó végpontok tudnak egymással kommunikálni.

A DHCPv6 módszer a GUA cím biztosítása mellett egyéb konfigurációs információk biztosítására is képes, melyeket speciális DHCPv6 opciók hordozhatnak.

A Prefix Delegation révén egy végpont egy teljes IPv6 tartományt tud kérni a hálózattól DHCPv6 üzenetek segítségével. Az IPv6 esetében az IPv4-gyel ellentétben nincs NAT-olás az otthoni hálózat és a szolgáltatói hálózat között. Ennek megfelelően az ügyfelek – a szolgáltatói hálózathoz egy otthoni routeren (RG: Residential Gateway vagy HGW: Home Gateway) keresztül kapcsolódó – eszközei szempontjából gyakorlatilag elengedhetetlen a DHCPv6-PD használata a hatékony és automatikus címzéshez. A delegált prefix mérete az ügyfél hálózatától függően lehet: /60-/56 illetve /48.

Az IPv6 átvitelére lehetőség van valamennyi OSI Layer-2 protokoll felett.

A széles sávú felhasználók kapcsolódásában a forgalom enkapszulációja tekintetében alapvetően két esetet lehet megkülönböztetni: a PPP alapú elérést és a natív IP elérést. Az előbbi xDSL és optikai elérés esetén, míg az utóbbi jellemzően a CaTV hálózatokban használatos.

A IPv6 széles körű elterjedésének egyik legkritikusabb eleme az RG/HGW (Residential Gateway/Home Gateway). A szabványok kialakításával még csak most kezdenek intenzívebben foglalkozni a szabványosító szervezetek, így nem meglepő, hogy az implementációk ma még gyerekcipőben járnak.

A RG/HGW IPv6 szempontból egy tudathasadásos berendezésnek tekinthető, hiszen a szolgáltatói hálózat felé végpontként (host) viselkedik, míg az otthoni hálózat felé mint router lép fel. Az RG/HGW a hálózattól megszerzett prefix révén, biztosítja az otthoni hálózathoz kapcsolódó berendezések számára szükséges konfigurációs információkat (GUA cím, DNS server, stb.).

Mivel az IPv6 szabvány nem írja elő kötelezően a végpontok számára a stateful DHCPv6 (RFC3315) implementálását, az otthoni hálózatban a javasolt alapértelmezett címkiosztási módszer a SLAAC. A delegált címtartomány felhasználásával az RG/HGW /64 prefixeket használ a hozzá kapcsolódó otthoni hálózati szegmensek címzésére.

A DNS használata a mai hálózatokban gyakorlatilag nélkülözhetetlen, azonban az IPv6 környezet a kiterjesztett címek révén kritikus fontosságú. A DNS feloldás történhet akár IPv4, akár IPv6 alapon, függetlenül a hordozott információtól (A ill. AAAA record). IPv6 feletti DNS feloldáshoz a szerver címét stateless DHCPv6 (RFC3736) révén célszerű eljuttatni a végberendezésekhez. Elvileg lehetőség van a DNS információ RA üzenetekben történő átadására is (RFC5006), azonban ez a megoldás a gyakorlatban nem igazán terjedt el. Elméleti lehetőségként fennáll még a manuális konfiguráció is.

• Campus IPv6
• NIIF
• IPv6 a Magyar Telekomnál
• IPv6 hálózati protokoll
• Mobil kapcsolatok ATM és IPng felett

• IPv6 tesztelése a gyakorlatban - útmutató

• ATW (magyar)
• Hurricane Electric
• SixXS