IPv6 – o co w tym chodzi?

Zacznijmy od początku. Co to jest adres IP? Jest to liczba identyfikująca urządzenie w sieci – jak to najczęściej w informatyce, zapisana w postaci binarnej, czyli jako ciąg zer i jedynek. Stare, używane obecnie adresy nazywamy IPv4 – jest to bowiem czwarta wersja protokołu IP, w której adres zapisany jest na 32-bitach. Aby nie przeliczać adresu za każdym razem w głowie, wprowadzono bardziej przyjazną ludziom notację dziesiętną, gdzie IPv4 występuje jako cztery liczby od 0 do 255 oddzielone kropkami.

Adres IP urządzenia w danej sieci jest zwykle unikatowy. Jeśli mamy sieć w domu z kilkoma komputerami, to korzystamy z tak zwanych adresów prywatnych – zwykle mają one postać 192.168.x.x lub 10.x.x.x. Adresy te nazywane są prywatnymi, bo nie są widoczne w Internecie. Z tego powodu każdy z nas może nadać swojemu komputerowi adres 10.0.0.1 i nie spowoduje to globalnego konfliktu, z drugiej jednak strony wpisanie w przeglądarce adresu 10.0.0.1 nie pozwoli nam niestety dostać się do naszego komputera będąc daleko na wakacjach. Pozostałe adresy (pomijając pewne wąskie przestrzenie, zarezerwowane do różnych celów) to adresy publiczne, czyli widziane w całym Internecie. Takich adresów oczywiście nie możemy sobie przypisać samodzielnie, a przynajmniej nic to nie da nawet jeśli spróbujemy. Przydziałem zajmują się specjalne organizacje, po jednej na każdym kontynencie (w Europie jest to RIPE NCC), a ogólnoświatowe zwierzchnictwo w tym zakresie należy do organizacji IANA.

Pule wolnych adresów IPv4 skończyły się w IANA już w lutym tego roku, a w poszczególnych organizacjach niższego szczebla (nazywanych też RIRami, Regional Internet Registry) skończą się w ciągu najbliższych miesięcy. Szacuje się, że jako pierwszy odczuje to region azjatycki, w którym wzrost zapotrzebowania na adresy jest największy. Co wtedy? Firmy, które będą chciały podłączyć się do Internetu i będa wymagały widoczności w Internecie (np. dla swoich serwerów z pocztą, sklepami internetowymi itp.) nie będa mogły tego osiągnąć, bo nie będa mogły otrzymać własnych adresów IP. Zapas adresów IP będa jeszcze posiadać więksi dostawcy internetowi, którzy sprzedają łącza swoim klientom – będą więc mogli przypisać im część adresów, ale wiąże się to z wieloma ograniczeniami, których nie ma w przypadku posiadania własnej puli adresowej. Nie mając własnych adresów nie można na przykład w rozsądny sposób skonfigurować kilku niezależnych dostawców Internetu na wypadek awarii ani łatwo zmienić dostawcę łącza.

Przewiduje się, że szybko powstanie czarny rynek adresów IPv4, prawdopodobnie też organizacje RIR z IANA na czele będa starać się odzyskiwać przydzielone, ale nieużywane adresy ile tylko się da. To też jednak nie jest rozwiązanie. Przydzielanie coraz to mniejszych puli adresowych innym podmiotom sprawi, że tablice routingu na głównych routerach na całym świecie będą dynamicznie rosły, a przekazywanie ruchu z jednego routera do drugiego będzie bardziej kosztowne i wolniejsze. Problemy będą miały również sieci, w których użytkownicy mają adresy prywatne – z powodu oszczędzania publicznych adresów będzie ich coraz więcej, więc koszt połączenia adresów prywatnych z Internetem (wykorzystywany jest do tego NAT, czyli translacja adresów sieciowych) również będzie rósł, bo operacje te będą pochłaniać coraz to więcej pamięci i czasu procesorów.

Wydaje się więc, że coś musi się zmienić. Szansą na zmianę jest właśnie IPv6 – nowa wersja protokołu IP, gdzie nowy rodzaj adresu to tylko jedno z wielu ulepszeń. Adres IPv6 zapisany jest na 128-bitach, jest więc czterokrotnie dłuższy. Tak jak w przypadku IPv4 mieliśmy do dyspozycji 232 adresów, tak tutaj mamy aż 2128 kombinacji, co – jak już pisałem – skłania do przemyśleń na temat tego, czy kiedykolwiek może ich zabraknąć. Oprócz tego adresy IPv6 zostały zaprojektowane tak, aby ich agregacja w tablicach routingu na routerach była znacznie łatwiejsza niż w przypadku IPv4, a zjawisko fragmentacji zostało znacznie ograniczone. Problem kosztownej obsługi ruchu zatem znacznie maleje. Największą rewolucją z punktu widzenia użytkownika jest natomiast fakt, że IPv6 stworzono z myślą o automatycznej konfiguracji bez pośrednictwa serwerów DHCP. Nie jest moim celem wyjaśnianie tutaj wszystkich zalet i wad IPv6, więc zainteresowanych szczegółami technicznymi odsyłam do innych źródeł – warto zacząć od Wikipedii.

IPv6 to jednak nic nowego. Ta wersja protokołu IP została opracowana jeszcze w ubiegłym wieku jako jedna z kilku propozycji rozwiązania problemu wyczerpujących się adresów IPv4. Teraz, gdy adresy te praktycznie się już wyczerpały, IPv6 wydaje się najlepszą alternatywą i rozpoczyna się długotrwały i mimo wszystko bolesny proces migracji. Lata temu już pojawiły się pierwsze sieci, które komercyjnie wykorzystują IPv6, ale trudno na razie mówić tak naprawdę o jakimkolwiek wykorzystaniu. O nowych adresach może i mówi się głośno i coraz więcej, ale zainteresowanie nimi ze strony uczestników Internetu jest w skali całej Globalnej Sieci praktycznie zerowe. Internet IPv6 jest przez to jeszcze mocno pofragmentowany (problemy z widocznością wszystkich adresów IPv6), a nawet gdy uda się dołączyć do tego elitarnego grona, to i tak okazuje się, że nic konkretnego przy użyciu tego protokołu nie jest przesyłane.

W Polsce niektórzy operatorzy, a nawet kilku dostawców treści posiada już testowe wdrożenia IPv6 w części swoich sieci, zestawione są też połączenia pomiędzy nimi. Wszystko to ma jednak charakter testów. Nie znam żadnego operatora internetowego, który swoim klientom dostarcza bądź choćby tylko testowo oferuje adresy IPv6 obok tradycyjnych IPv4. Dostęp do Internetu IPv6 jest więc na razie możliwy jedynie z wykorzystaniem specjalnych mechanizmów tunelowania takich jak 6to4 czy NATów, które zamieniają adresy IPv4 na IPv6. Windows Vista i Windows 7 są co prawda domyślnie przygotowane do obsługi IPv6, ale zaporą jest tu właśnie brak obsługi po stronie operatorów. Sprawia to niestety, że akcje promujące IPv6 takie jak Dzień IPv6 8 czerwca tak naprawdę nie przynoszą wiele pożytku. Kilku większych operatorów na jeden dzień włącza równolegle IPv6 (co jak widać, jest dla nich dużym wyzwaniem i problemem, skoro następnego dnia dostęp ten wyłączają), a użytkownicy i tak nie mogą z tego skorzystać, bo nie mają dostępu do świata IP szóstej generacji. W efekcie poza nakręcaniem spirali strachu przed ogólnoświatowym załamaniem Internetu nic się nie dzieje. Nikt bowiem poza pasjonatami nie będzie inwestował pieniędzy i czasu we wdrożenie IPv6, skoro obecnie nie ma żadnego biznesowego uzasadnienia takiego kroku.

Jak będzie wyglądał Internet za 10 lat? Moim zdaniem, mimo wszystko, nie zmieni się wiele. Adopcja IPv6 będzie oczywiście stopniowo postępować, ale adresy IPv4 nadal będą miały większościowy udział na świecie. Mało kto będzie decydować się na całkowitą rezygnację z IPv4, a większość dużych uczestników Internetu jak tylko się da będzie opóźniać eksperymenty z IPv6. Jest to w pewnym sensie błędne koło – brak dostawców treści oferujących swoje zasoby w IPv6 zniechęca operatorów internetowych do korzystania z IPv6, a brak użytkowników z kolei zniechęca dostawców treści do inwestycji w „nieznaną technologię o wątpliwej użyteczności”. Być może kiedyś dojdziemy do punktu przegięcia i wszystko ruszy z kopyta, a być może ktoś w międzyczasie opracuje inny protokół, lepszy od IPv6. Wtedy będzie dopiero zabawa! ;-)