IPv6, не чекаючи провайдера

1. Чому IPv6?
2. Що нового в IPv6
3. Звідки беруться проблеми з IPv6
4. Як долучитися до IPv6
5. Перевірка

Б'юся об заклад: мало хто з читачів звернули увагу на те, що 8 червня 2011 року пройшов так званий World IPv6 Day. У цей день багато мережеві оператори, інтернет-провайдери і власники сайтів перевели свої ресурси в режим роботи, що передбачає повноцінну одночасну підтримку і звичного нам IPv4 (який ми до сих пір знали як просто IP), і нового IPv6. Відсутність гучних повідомлень і широкого резонансу свідчить про те, що досить масштабний експеримент завершився цілком вдало і в подальшому ми як і раніше можемо розраховувати на гладку роботу Інтернету. Відверненого людині вищесказане може здатися дрібницею, але з World IPv6 Day дійсно були пов'язані певні переживання.

Рис. 1. Відсутність доступу до Інтернету по IPv6 поки ще не обіцяє ніяких проблем, в якомусь сенсі без нього навіть спокійніше. Однак поступово вже варто починати розбиратися з новим протоколом.

Так ось, 8 червня одні й ті ж імена сайтів учасників (а це близько 400 офіційно зареєстрованих найбільших компаній і, напевно, кілька дрібніших) вирішувалися як в IPv4, так і в IPv6 - в недалекому майбутньому саме таким чином буде функціонувати весь Інтернет . При цьому треба мати на увазі, що всі сучасні ОС не тільки підтримують IPv6, а й віддають йому перевагу як більш прогресивного, звертаючись до IPv4 лише в разі невдачі. Відповідно, у тих, хто не помітив ніяких проблем, або IPv6 був налаштований коректно, або по-старому використовувався тільки IPv4. Ознакою неправильної конфігурації IPv6 на комп'ютерах користувачів або у провайдера повинні були стати відчутні затримки при зверненні до деяких сайтів, пов'язані з обробкою тайм-аутів, які становлять близько:

• 4 секунди для Mac OS X;
• 20 секунд для Windows;
• 0-180 секунд для Linux.

Причому якщо конкретний сайт доступний за кількома IPv6-адресами, то затримка виростає в відповідне число раз. Як при цьому поведуть себе різні програми, передбачити досить складно. Але в будь-якому випадку, ця проблема не повинна була стати масовою, експерти оцінювали частку можливих «потерпілих» всього в 0,05% від загальної інтернет-аудиторії, хоча, звичайно, будь-якого було б неприємно потрапити в їх число. Тому учасники World IPv6 Day більше піклувалися не про нас, а про власну репутацію: адже для непосвяченого ситуація виглядала б так, ніби їх ресурс «лежить». Це, до речі, і є основна причина, по якій ніхто не поспішає забезпечувати доступ по IPv6.

Втім, певна турбота про простих смертних все ж мала місце. Та ж Google, наприклад, ще в Chrome 11.0.696.71 обмежила таймаут при роботі по IPv6 величиною всього 300 мс. У свою чергу, Microsoft випустила спеціальний FixIt-аплет для тих користувачів Windows, у кого все-таки виникли б проблеми з доступом до популярних Інтернет-ресурсів; він просто робить пріоритетним протокол IPv4.

З подібними проблемами, звичайно, можна буде зіткнутися і в майбутньому - найбільші інтернет-компанії настільки надихнулися успіхами World IPv6 Day, що залишили частину другорядних ресурсів функціонувати в «експериментальному» режимі. Як приклади - www.xbox.com або developers.facebook.com, а в подальшому таких сайтів ставатиме все більше.

Рис. 2. Сайт www.xbox.com відгукується і по IPv4, і по IPv6 - щоб переконатися в цьому, досить використовувати в команді ping ключі -4 і -6 відповідно. Без ключів ping використовує пріоритетний протокол, яким за замовчуванням є IPv6 - якщо він, звичайно, активний.

Також фахівці побоювалися, що World IPv6 Day приверне увагу хакерів, які можуть поставити власний експеримент - наприклад, спробувати атакувати якісь вузли мережевої інфраструктури. Аргументом служило те, що підтримка IPv6, особливо його нових можливостей, ще недостатньо налагоджена і цілком може виявитися легко вразливою. Але ж хакери знаходяться в аналогічному положенні, їм теж потрібно адаптувати свої інструменти і методи. Крім того, з їх боку це був би чисто «науковий» експеримент, так як користувачі все ще вважають за краще не замислюватися про IPv6: хоча у деяких великих мережевих операторів 8 червня IPv6-трафік подвоювався (причому левова частка його доводиться на P2P), в абсолютних цифрах він все одно не піднявся вище частки відсотка. Так чи інакше, але ні про які інциденти інформації не надходило, хоча, знову ж таки, виключити їх в майбутньому не можна.

Чому IPv6?

У цьому місці у багатьох напевно виникне закономірне питання: навіщо взагалі впроваджувати IPv6, якщо без нього все прекрасно працює, а з ним можуть бути пов'язані різні проблеми? Однак відповідь на нього не менш очевидний для тих, хто хоч трохи в курсі справи: адрес IPv4 дуже мало, вільних практично не залишилося - займається їх розподілом організація IANA (Internet Assigned Numbers Authority) роздала останні блоки ще 3 лютого 2011 р Природно, в розпорядженні регіональних інтернет-реєстраторів (RIR) якусь кількість адрес ще є, але імовірно через рік принаймні один з них теж залишиться з порожніми руками. Також вільні адреси є у локальних провайдерів і великих організацій (на кшталт Google і Microsoft), які свого часу просили їх з великим запасом. Останні навіть знайшли юридичні лазівки, щоб викуповувати залишки друг у друга (хоча в принципі це не було передбачено). Але так чи інакше - ясно одне: 30 років тому творці IPv4 занадто самовпевнено вважали 4 мільярди (232) чималим числом.

Західні журналісти схильні надмірно драматизувати ситуацію, що склалася, називаючи її не інакше як IPcalypse або ARPAgeddon (від назви організації ARPA, або Advanced Research Projects Agency, чия мережа ARPAnet була прообразом Інтернету). Насправді все не так страшно, особливо в найближчій перспективі. По-перше, World IPv6 Day підтвердив спроможність ідеї так званого «подвійного стека», що має на увазі тривале співіснування протоколів IPv4 та IPv6, яке дозволить поступово вирішити всі виникаючі технічні проблеми. По-друге, в нашому розпорядженні є технологія NAT, що дозволяє прекрасним чином користуватися «фіктивними» адресами.

Однак довгострокова перспектива, якщо не докласти достатніх зусиль, виглядає не такою вже райдужною. Після реального вичерпання IPv4-адрес нові ресурси будуть працювати вже тільки по IPv6, так що ніякої «подвійний стек» сам по собі не допоможе дістатися до них по IPv4. Далі, масштабне впровадження NAT провайдерами і мережевими операторами таїть в собі цілий ряд неприємних моментів - і обмеження в роботі з P2P-системами насправді ще дрібниця. Масова трансляція адрес істотно збільшить навантаження на мережеву інфраструктуру, а крім того може викликати неадекватні реакції з боку систем безпеки, яким, наприклад, буде складно відрізнити наплив користувачів через NAT від справжньої DDoS-атаки.

Справитися з цими та подібними явищами як раз і покликаний протокол IPv6: давайте розберемося, за рахунок чого.

Що нового в IPv6

Головна новина для кінцевих користувачів полягає в тому, що IPv6 оперує 128-бітними адресами проти 32-бітних в IPv4. Типовий IPv6-адреc записується шестнадцатерічнимі цифрами таким чином:

У кожній групі, відокремленій двокрапкою, провідні нулі можуть опускатися, а подвійна двокрапка (яке може зустрічатися тільки один раз) позначає послідовність нульових груп, що забезпечує коректну довжину всього адреси. Т. е. Нульової адреса може виглядати просто як «::». Хоча в загальному випадку намагатися запам'ятовувати такі конструкції практично марно, їх все ж можна використовувати - наприклад, в адресному рядку сучасних браузерів, укладаючи в квадратні дужки.

Навіть якщо не вдаватися в математичні підрахунки, зрозуміло, що кількість IPv6-адрес вимірюється в повному сенсі астрономічним числом. Насправді, на поточний момент велика частина адресного простору, близько 85%, зарезервована на майбутнє (наприклад, якщо нинішня система розподілу виявиться не зовсім вдалою, буде можливість швидко її скорегувати), але все одно ясно, що оперувати кожним конкретним адресою неможливо - занадто великі будуть таблиці маршрутизації. Тому система задумана ієрархічної: зокрема, адреси будуть розподілятися подсетями / 48, т. Е. Перші 48 біт формують так званий глобальний ідентифікатор (префікс), наступні 16 біт визначатимуть підмережа, а наступні 64 - інтерфейси. З одного боку, це забезпечить всі розумні й нерозумні потреби, з іншого - суттєво спростить маршрутизацію. Зрозуміло, що префікс довжиною в 64 біта дозволяє зашити досить багато інформації - так, якщо глобальні ( «звичайні») IPv6-адреси виділяються в діапазоні 2000 :: / 3, то, забігаючи трохи наперед, 2001. :: / 32 позначають Teredo-адреси , а 2002 :: / 16 - 6to4. Відповідно, з коректним виявленням і обробкою двох останніх не повинно виникнути ніяких проблем.

Крім того, в IPv6 є так звані «унікальні локальні» адреси (діапазон fc00 :: / 7) - по суті, аналоги зарезервованих в IPv4 для організації NAT. Вони автоматично виділяються кожному інтерфейсу, причому спеціальний алгоритм генерує їх на основі MAC-адреси таким чином, щоб з високою ймовірністю дійсно забезпечити їх унікальність. Зокрема, це властивість означає апріорі готовність будь-якої локальної мережі до роботи по IPv6 без додаткової настройки і навіть без DHCP, що, наприклад, дуже зручно для організації так званих спонтанних (ad-hoc) мереж.

Як бачите, IPv6 - зовсім не «розширений IPv4», тим більше що зворотної сумісності між ними немає. Розробляти IPv6 (спочатку його називали IPng, IP next generation) почали ще в 1992 році, перші специфікації з'явилися в 1996 р, і тільки в 2004 р почалося, по суті, його реальне використання - з додавання відповідних DNS-записів (зазвичай їх умовно позначають AAAA, проти A для IPv4) для японського і корейського національних доменів. До речі, немає ніякої таємниці і в тому, чому за IPv4 слід відразу IPv6 - номер 5 встигли задіяти для ще одного експериментального протоколу, що призначався для передачі аудіо та відео.

Відповідно, IPv6, як більш прогресивний і створений з розумінням реальних обмежень свого попередника, містить чимало і функціональних поліпшень, перш за все в області маршрутизації. Крім уже згадуваної ієрархічної системи сюди ж можна віднести звільнення маршрутизаторів від розбиття пакетів (тепер цим повинна займатися передає сторона, що при певних обставинах якраз і може стати одним із джерел вразливостей) і підрахунку контрольних сум (на рівні IP вони просто зникли за непотрібністю) . При цьому максимальний розмір пакетів може досягати 4 ГБ (так звані «джамбограмми»), що, втім, знайде застосування тільки в якихось спеціальних випадках - наприклад, в суперкомп'ютерах. З'явилися також багатоадресне мовлення, нові можливості QoS (наприклад, спеціальне поле терміновості доставки, що особливо стане в нагоді при потокової передачі аудіо та відео), IPSec став обов'язковим і ін.

Таким чином гідності IPv6 очевидні. Виключивши необхідність в NAT і спростивши маршрутизацію на рівні кореневої інфраструктури, він повинен забезпечити навіть кращу продуктивність Інтернету, а виділення «білих» адрес будь-яким мережевих пристроїв (зазвичай в якості прикладу наводяться холодильники, але цікавіше виглядають всілякі лічильники і сенсори, які завдяки автоконфігурації зможуть легко об'єднуватися в локальні мережі) напевно відкриє якісь абсолютно нові можливості. При цьому теоретично повинна покращитися і ситуація з безпекою - «білі» адреси ускладнять життя спамерам і власникам ботнетів, сканувати адресний простір IPv6 не в приклад складніше IPv4, так і виявлятися така діяльність буде легко.

Звідки беруться проблеми з IPv6

Але раз все повинно бути добре, то чому ми говоримо про якісь проблеми? Дійсно, на сьогоднішній день можна вважати, що сам по собі Інтернет (на рівні кореневої інфраструктури) до IPv6 цілком готовий, і те ж саме, швидше за все, можна сказати про великих мережевих операторів. Набагато гірша справа з провайдерами доступу - ось вони зовсім не поспішають: тих, що офіційно почали підтримувати IPv6 на просторах СНД, можна перерахувати по пальцях. Хоча частково їх можна зрозуміти - насправді мало хто з їхніх абонентів може повноцінно скористатися IPv6. Справа в тому, що переважна більшість користувацького обладнання (модеми, маршрутизатори, бездротові точки) IPv6 не підтримують. Відповідні пристрої непросто знайти навіть серед нових моделей - що вже казати про тих, що були випущені кілька років тому.

При цьому не факт, що ситуацію можна виправити оновленням їх мікропрограм. По-перше, це серйозна робота, на яку зважиться не всякий виробник; по-друге, це не завжди можливо в силу апаратних обмежень; по-третє, очевидно, що набагато вигідніше продати нам новий пристрій, ніж з незрозумілим результатом возитися зі старим. Дещо, звичайно, можна зробити і самостійно. Наприклад, популярна альтернативна мікропрограма для бездротових маршрутизаторів DD-WRT підтримує IPv6, і нею можна скористатися на свій страх і ризик (хоча, як відомо, робиться це не завжди просто). Правда, мені не зустрічалася інформація про те, наскільки надійно вона працює.

І все ж, знову утішу читачів - не всі погано. Описані вище проблеми ні для кого не таємниця, і IPv6 містить цілий ряд стандартних механізмів для свого використання навіть без підтримки з боку провайдера. До того ж, все порівняно сучасні ОС і значна частина прикладного ПО прекрасно працюють з IPv6.

Як долучитися до IPv6

Отже, очевидно, що ситуація, коли і провайдер, і ваше обладнання підтримують IPv6 - все ще рідкість. Тому доведеться звернутися до додаткових хитрувань, благо про них завбачливо подбали і мережеві оператори, і розробники ПЗ. Всі вони побудовані на технологіях тунелювання, т. Е. Інкапсуляції IPv6-трафіку в IPv4-пакети, які, відповідно, десь і кимось повинні бути розшифровані і передані за призначенням.

Все подальше відноситься до Windows 7, в якій IPv6 за замовчуванням включений. У Windows Vista відмінностей бути не повинно, в Windows XP з останнім сервіс-пакетом IPv6 необхідно попередньо встановити, наприклад, таким чином:

Ця та інші команди повинні виконуватися від імені адміністратора, в Windows 7 для цього найпростіше запустити з адміністративними повноваженнями командний рядок.

Варіант перший - 6to4. Використання можливе в тому випадку, якщо у комп'ютера статичний «білий» IPv4-адрес. Це важливо, оскільки саме на його основі повинен бути сформований унікальний глобальний IPv6-адреса. Для активації достатньо виконати всього одну команду:

Тут 192.88.99.1 представляє спеціальний широкомовний (anycast) адреса, за допомогою якого знаходяться шлюзи 6to4. Один з них, незалежно від свого розміщення (малоймовірно, що у вітчизняного провайдера), і буде задіяний в результаті, і на нього буде маршрутизироваться весь 6to4-трафік. Відповідно, можуть виникнути проблеми з продуктивністю, хоча, з огляду на малу поширеність IPv6, ні про що подібне поки не повідомлялося.

На випадок, якщо ви перебуваєте за NAT, є інший спосіб під назвою Teredo (аналог в Linux і Mac OS X - Miredo). Він більш універсальний, але вимагає і додаткового налаштування. Перш за все, в Windows 7 Teredo присутній, але в основному призначений для самостійного використання різними мережевими додатками. Тому, зокрема, під час відсутності IPv6-трафіку ОС його швидко деактивує. Відповідно, спочатку потрібно змінити такий стан справ в редакторі групових політик (gpedit.msc): знайти в розділі Computer Configuration → Administrative Templates → Network → TCPIP Settings → IPv6 Transition Technologies параметр Teredo Default Qualified і встановити його в значення Enabled.

Рис. 3. Щоб уникнути непорозумінь і додаткових дій, Teredo краще відразу зробити постійно активним.

Потім потрібно в мережевих налаштуваннях призначити явний IPv6-адреса, наприклад 2002: Додати c0a8: 102 :: (це аналог 192.168.1.2; при бажанні інші можна обчислити тут ), І вказати довжину префікса підмережі - 48.

Потім - виконати команду

і в розділі Interface List з'ясувати номер інтерфейсу Teredo. Припустимо, він дорівнює 21, тоді залишилося виконати останню команду

почекати кілька секунд і перевірити працездатність IPv6:

У деяких випадках, втім, і після цього Teredo залишається неактивним, тоді його потрібно активувати примусово:

Якщо зовнішній IPv4 виділяється динамічно, дві останні команди доведеться повторювати після кожного вимикання / включення маршрутизатора / модему або при кожній зміні адреси (зазвичай раз на добу), для чого найкраще створити пакетний файл.

Також в залежності від налаштувань вашого маршрутизатора в першій команді іноді потрібно вказати інший тип клієнта:

Взагалі-то він призначений для доменної середовища, але, по не цілком ясним причин, іноді потрібно і в інших ситуаціях.

Teredo має ряд особливостей, про які слід знати. По-перше, його підтримку формують два типи серверів: допоміжні, які потрібні тільки на етапі конфігурації (один з них розгорнуто самої Microsoft), і шлюзи, що забезпечують обіг до реальних IPv6-адресами шляхом розшифровки інкапсульованого трафіку (взаємодія між Teredo-адресами відбувається безпосередньо ). Відповідно, продуктивність може залежати від завантаження останніх. По-друге, треба мати на увазі, що Teredo дозволяє приймати вхідні з'єднання, що створює потенційну пролом у захисті. На поточний момент це навряд чи є великою загрозою, т. К. Сканувати IPv6-адреси (а Teredo навіть складніше, ніж реальні) безперспективно, та й мало які програми «слухають» IPv6. Але в принципі варто передбачити додатковий захист за допомогою брандмауера - Windows Firewall буде досить.

У деяких випадках, однак, Teredo також не працюватиме. Наприклад, через симетричного NAT або в разі фільтрації UDP. Крім того, Teredo дозволяє задіяти тільки один IPv6-адреса, т. Е. Роздати з його допомогою IPv6 в локальній мережі не вдасться. На ці випадки є ще один варіант - так звані тунельні брокери. Сьогодні їх уже чимало , Причому багато підтримуються мережевими операторами, т. Е. Може бути з їх продуктивністю не повинно бути великих проблем. При цьому дані послуги надаються безкоштовно, хоча натомість від користувача зазвичай потрібна реєстрація.

одні брокери припускають певну ручну настройку, інші пропонують спеціальні клієнтські утиліти, що виконують всі необхідні дії автоматично, але принцип залишається незмінним - необхідно відповідним чином налаштувати обидва кінці тунелю. Кожен з варіантів має свої переваги і недоліки. У першому насправді також не доведеться надто вникати в подробиці - швидше за все, все, що знадобиться, це виконати на своєму комп'ютері запропонований набір готових команд. Однак майте на увазі, що цю процедуру доведеться повторювати при кожній зміні зовнішнього IPv4-адреси (наприклад, створивши пакетний файл і призначивши за допомогою планувальника його запуск при кожному старті системи). У другому майже напевно доведеться встановити додатковий драйвер, який зате зможе досить інтелектуально виконувати Автоконфігурірованіе при кожному перезавантаженні.

У загальному випадку другий варіант здається простішим і тому кращим. У разі сервісу gogo6 він реалізується в такий спосіб:

1. Щоб завантажити клієнтське ПЗ, доведеться зареєструватися. Хоча, забігаючи вперед, надалі реєстраційні дані не є обов'язковими. Більш того, gogoCLIENT начебто поширюється з деякими дистрибутивами Linux.
2. Установка клієнтського ПЗ проходить досить традиційно, тому англомовний інтерфейс не є великим обмеженням. Як завжди, доведеться погодитися з ліцензією і при необхідності вибрати інсталяційну папку.

   Рис. 4. Інсталяційна процедура орієнтована на найбільш стандартне застосування, так що втручатися в налаштування немає необхідності

3. За замовчуванням для установки відзначені всі необхідні компоненти, рекомендую так і залишити. Tunnel Driver необхідний для «пробивання» NAT (а також для більш екзотичного і абсолютно не актуального сьогодні тунелювання IPv4 через IPv6).
4. Драйвер підписаний, але його установку все одно необхідно підтвердити.

   Рис. 5. Мережевий драйвер буде робити за вас всю технічну роботу.

5. Перезавантаження не буде потрібно, можна автоматично запустити gogoCLIENT з останнього інсталяційного екрану.

   Рис. 6. Як правило, немає необхідності вникати в налаштування gogoCLIENT, не обов'язково навіть вводити свої реєстраційні дані - досить натиснути кнопку Connect

6. Виберіть Basic досить в переважній більшості випадків; вона передбачає, що клієнтське ПЗ самостійно вибере оптимальні параметри. Advanced і Log потрібні хіба що для експериментів і рішення проблем (з якими мені зіткнутися жодного разу не довелося). Підключатися можна анонімно або зі своїми реєстраційними даними. У другому випадку ви отримаєте статичний IPv6-адреса і можливість використання свого комп'ютера як IPv6-маршрутизатора. Для звичайного доступу до Інтернету по IPv6 все це зайве. Прапорець «Launch the gogoCLIENT service at system startup» також слід залишити включеним, це забезпечить автоконфігурації, необхідну, якщо IPv4-адрес вам призначається динамічно.

   Рис. 7. При бажанні можна поекспериментувати з налаштуваннями - наприклад, щоб домогтися кращої продуктивності з'єднання.

7. Через кілька секунд після натискання кнопки Connect зв'язок з сервером gogo6 буде встановлена ​​і IPv6 активізований (нагадаємо, тепер при зверненні до Інтернету пріоритет буде віддаватися саме йому).

   Рис. 8. Вуаля! Все працює без будь-яких проблем з вашого боку.

Перевірка

На сьогодні існують безліч ресурсів, що дозволяють перевірити коректність функціонування IPv6. Найпростіше - зайти в будь-якому сучасному браузері на сайт, свідомо доступний тільки по IPv6 - наприклад, на ipv6.google.com . Також нескладно переконатися в пріоритетності нового протоколу:

При цьому адреса повинна вирішуватися саме по IPv6.

на сайті www.kame.net ви повинні побачити «Танцюючі» черепашку (в разі використання Teredo вона зазвичай залишається нерухомою).

Більш детальну діагностику з'єднання можна виконати на сайті test-ipv6.com :

Рис. 9. Повна готовність до використання обох протоколів.

Нарешті, вже є і спеціальні ресурси для перевірки продуктивності IPv6-з'єднання, хоча туннелирование вносить слабо передбачувані флуктуації. Speedtest на ipv6.wcclan.net занадто нестабільний і дає надто великий розкид результатів, але середнє значення швидкості завантаження в моєму випадку становить близько 10 Мбіт / с:

Рис. 10. На жаль, адекватно провести тест в Інтернеті вкрай складно. Наприклад, ipv6.wcclan.net як правило показує для IPv6 пропускну здатність, вдвічі меншу, ніж вона є в реальності для IPv4.

Приблизно такі ж результати і на іншому ресурсі - ipv6-test.com/speedtest (Швидкість по IPv4 відповідає дійсності):

Рис. 11. На ipv6-test.com картина схожа, кращий результат, якого вдалося домогтися в одному з повторів - втрата 25% пропускної здатності в порівнянні з IPv4. Ймовірно, дещо поліпшити ситуацію можна, поекспериментувавши з вибором сервера в gogoCLIENT.

Зрозуміло, що втрати продуктивності будуть завжди - як мінімум, вони обумовлені накладними витратами на туннелирование пакетів. Однак значну роль відіграють розташування і завантаження тунельного сервера, який можна явно вибирати на вкладці Advanced утиліти gogoCLIENT.

На закінчення ще раз зверну увагу читачів на те, що тунелювання є потенційно небезпечною операцією і її варто використовувати при включеному локальному брандмауері, благо IPv6 підтримують як Windows Firewall, так і багато сторонніх продукти.