Kurgan-Telecom Ru | Информационные технологии

1 февраля 2011 года последние два блока /8 (максимальное количество хостов 16777216) были отданы APNIC. Это событие сообщило миру, что пространство IPv4-адресов закончилось. Иными словами, интернет-регистраторы могут использовать только те адреса, которые были получены ранее. Нехватку адресов IPv4 должен решить переход на IPv6-адреса. Ход миграции, а также опыт применения различными организациями этого протокола рассмотрим ниже.

Зарубежный опыт

Крупные интернет-провайдеры и службы, а также производители оборудования в честь празднования Всемирного дня IPv6 включили протокол на своем оборудовании. Среди них оказались такие гиганты, как AT&T, Google, Cisco, Facebook, Microsoft Bing, Yahoo! На момент написания статьи эти и многие другие сервисы продолжают работать как в IPv4-, так и в IPv6-сегментах. Например, Google Public DNS доступен не только по 8.8.8.8 и 8.8.4.4 адресам, но и по 2001:4860:4860::8888 и 2001:4860:4860::8844.

Провайдеры AT&T и Orange предоставляют своим клиентам сразу два адреса – один IPv4, другой IPv6, одновременно настраивая оба параметра сетевого соединения. Если в первом случае компании делают это для доступности своих ресурсов, то во втором – для непосредственного доступа к ним.

Довольно интересным является факт использования IPv6 зарубежными организациями в дата-центрах и ЦОД. В силу преимуществ протокола (большие адресные пространства и облегчение заголовка пакета), а также высокой распространенности виртуальных машин по сравнению с физическими использование IPv6 просто необходимо.

IPv6 активно внедряется в странах Азии. Проблема нехватки IPv4-адресов в Китае стоит достаточно остро. По сообщению информационного агентства «Синьхуа», к 2020 году планируется увеличение активных пользователей до 500 тысяч, а к концу 2025 года Китай станет мировым лидером по числу пользователей IPv6.

Российский опыт

Официальной информации об использовании провайдерами IPv6 немного, но некоторые данные доступны по ссылке. Среди крупных провайдеров следует выделить «Вымпелком» («Билайн») и ТТК. Примечателен тот факт, что «Вымпелком» уже успешно перевел несколько регионов на IPv6 внутри мобильной сети и активно использует данный протокол.

Крупные российские интернет-компании тоже не оказались в стороне. «Яндекс» активно применяет IPv6 в своих сетях. Почтовые сервисы, DNS и непосредственно web уже имеют поддержку нового протокола. В своем блоге «Яндекс» сообщает, что в мире поддержка IPv6 в среднем лучше, чем в Рунете и это послужило причиной для организации межсерверного взаимодействия почтовых служб. Пример такой реализации представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема взаимодействия Яндекс.Почта и Gmail.

Отдельной проблемой для «Яндекс» стала так называемая спамооборона – комплекс программ и баз данных по защите от спама и нежелательных писем. Антиспам-алгоритмы Яндекс.Почты сочетают не только статистические и эвристические методы, машинное обучение, но и механизм принятия решений, основанный на этих факторах. Проблема заключалась в том, что один из методов проверяет IP-адреса задействованных компьютеров и хранит репутацию их IPv6-адресов, общее количество которых сильно превышает даже общий объем оперативной памяти всех серверов «Яндекса». Однако инженеры нашли компромиссное решение и устранили проблему.

Что касается поисковых систем, то большая их часть уже работает не только на протоколе IPv4, но и на IPv6, исключением является Rambler.ru.

IPv6 в IoT

Интересен факт применения IoT в домашних сетях. По сути, интернет вещей – это своего рода идеальная среда, в которой к единой сети подключены все «умные» устройства с непосредственным доступом к ним из глобальной сети.

Чем обусловлено использование? Разумеется, огромным адресным пространством. Рассмотрим рисунок 2. Здесь мы видим устройство домашней локальной сети.

• Устройства 1, 2 и 3 приведены схематично как пользовательские устройства.
• Устройство 3 – сервер системы «умный дом», допустим.
• Устройство 4 – точка доступа.
• Устройство 6 – маршрутизатор, обеспечивающий доступ в Интернет для устройств домашней сети.
• Линия связи 5 связывает точку доступа с внутренним интерфейсом маршрутизатора.
• Линия связи 7 соединяет внешний интерфейс маршрутизатора с сетью провайдера (8). Обе линии связи используют протокол IPv6. Однако линия 7 (внешний интерфейс маршрутизатора) использует адресное пространство /128, а домашняя подсеть имеет префикс /64.

Рисунок 2. Домашнее применение IPv6.

Далее весь трафик, приходящий на внешний порт маршрутизатора, «роутится» во внутреннюю сеть с белыми IPv6-адресами. Почему не NAT и не port forwarding? Подсеть /64 достаточно велика и подразумевает существование 18446744073709551616 адресов. Вероятное обилие разного рода датчиков и устройств просто невозможно закрепить за конкретным tcp-портом на внешнем интерфейсе. Следует понимать, что внутренняя сеть не ограничивается четырьмя устройствами и не все устройства системы «умный дом» будут подключены к серверу, а будут доступны напрямую.

Промышленное применение IPv6

Применение и переход от IPv4 к IPv6 в промышленности так же обоснован, как и применение в системе «умный дом». Остро стоит проблема нехватки IPv4-адресов. Частным примером можно взять нефтегазовую промышленность и применяемые в ней M2M-датчики. Общая схема взаимодействия изображена на рисунке 3.

Рисунок 3. M2M в нефтегазовой промышленности.

Если кратко, в единый диспетчерский центр передается информация со станций по добыче нефти или газа (для справки: в России около 140 месторождений нефти и 11 крупнейших месторождений газа). Таких станций может быть несколько на одном месторождении. Казалось бы, не такое большое количество, однако поднятые на поверхность нефть или газ транспортируются по магистральным нефте- или газопроводам и весь процесс нуждается в постоянном мониторинге, а это сотни тысяч разного рода датчиков, приборов и насосных.

Реализуется M2M (machine-to-machine/межмашинное) взаимодействие благодаря операторам сотовой связи. M2M можно развернуть практически в любой отрасли – ЖКХ, городского транспорта и платежных терминалов (банкоматов).

Общие проблемы:

1. Оборудование должно поддерживать IPv4v6 Dual-Stack.
2. Использование IPv4v6 Dual-Stack в сетях провайдера (и не только) подразумевает полные изменения в опорной и транспортных сетях, сервисных платформах, биллинге, СОРМ и прочем.
3. Оборудование клиента из другой сети должно понимать, что такое IPv6. Если провайдер клиента «не понимает» IPv6, единственным выходом остается только туннелировать IPv6 внутри IPv4-туннеля.
4. Наполнение контентом сети IPv6 слабое, и большинство сервисов ресурсов работает на IPv4.

Интересные факты

Иностранные соцсети полностью поддерживают протокол IPv6. Российские социальные сети такой возможности не имеют.

При назначении адресов службам, в частности Public DNS, «Яндекс» варьирует со словами в стиле LEET:

• 2a02:6b8::feed:0ff — feed off, адрес базового сервера
• 2a02:6b8::feed:bad — feed bad, адрес безопасного сервера
• 2a02:6b8::feed:a11 — feed all, адрес семейного сервера (не выдаются адреса с контентом 18+)

Думаю, что в переводе не нуждается.

Google стремится к запоминанию людьми через, по всей вероятности, мышечную и зрительную память:

• 2001:4860:4860::8888
• 2001:4860:4860::8844

Поясним.

Первый сегмент – число 2001. Интересная связь Google и 2001 года заключается в том, что по соответствующему поисковому запросу можно перейти на сайт, где располагается фраза «Google: Let’s Query Like It’s 2001», что переводится как «Гугл, давайте попробуем как в 2001 году». В том году компания запустила PR (PageRank) – один из алгоритмов ссылочного ранжирования.

Второй и третий сегменты – числа 4860, их очень удобно набирать на цифровой секции клавиатуры.

Далее следует сегмент, содержащий 0000, однако сокращение записи делает ввод нулей необязательным.

Последний сегмент 8888 в основном адресе и 8844 в альтернативном по сути являются отсылкой к адресам в IPv4 – 8.8.8.8 и 8.8.4.4 соответственно.

Заключение

Как показала практика, IPv6, хоть и медленно, но находит применение в современном мире. Несмотря на проблемы, связанные с переходом на новую версию интернет-протокола, это важный и значимый шаг для всех без исключения. VAS Experts готова уже сейчас предложить своим клиентам начать использовать IPv6, реализация которого добавлена в последних версиях СКАТ DPI. В дальнейшем мы планируем развитие Dual Stack (шейпинг, услуги, терминация, выдача адресов), а также полную поддержку технологии NAT.

Более подробную информацию о преимуществах современной системы глубокого анализа трафика СКАТ DPI, ее эффективном использовании на сетях операторов связи, а также о миграции с других платформ вы можете узнать у специалистов компании VAS Experts, разработчика и поставщика системы анализа трафика СКАТ DPI.