Proč vlastně vznikl protokol IPv6?

Skupina odborníků se již počátkem 90. let začala zabývat budoucností protokolu IP a navrhla novou verzi protokolu, do které byly zaneseny nové poznatky a požadavky:

• zvýšení bezpečnosti (zahrnout do IPv6 mechanismy pro šifrování, autentizaci a sledování cesty k odesilateli)
• podpora pro služby se zajištěnou kvalitou
• optimalizace pro vysokorychlostní směrování
• automatická konfigurace (pokud možno plug and play)
• podpora mobility (přenosné počítače apod.)
• rozsáhlý adresní prostor, který vystačí pokud možno navždy
• tři druhy adres: unicast, skupinové (multicast) a výběrové (anycast)
• jednotné adresní schéma pro Internet i vnitřní sítě
• hierarchické směrování v souladu s hierarchickou adresací
• hladký a plynulý přechod z IPv4 na IPv6

V roce 1995 byl představen Internet Protokol 6 (IPv6). Struktura hlavičky a adresy protokolu je kompletně přepracovaná a mnohé funkce, které byly u IPv4 pouze doplňkové, teď tvoří součást základního standardu. V porovnání s IPv4 přináší protokol IPv6 tyto základní změny:

• Automatickou (bez-stavovou) konfiguraci - uzly sítě se konfigurují automaticky, bez potřeby použití DHCP serveru,
• Multicasting - paket je přenášen z jednoho zdroje do více cílových uzlů (tato vlastnost je již v protokolu IPv4, ale verze 6 ji zásadně vylepšuje),
• Broadcasting - jedná se o všesměrovou adresu v protokolu IPv4, kdy příjemcem jsou všechny uzly, protokol IPv6 broadcasting ruší a nahrazuje jej multicast adresou s dosahem. Multicast adresa definuje, které typy uzlů se oslovují, a dosah určuje část sítě, ve které se tyto uzly oslovují,
• Bezpečnost na úrovni síťové vrstvy (IPsec) - Jedná se definici protokolu IPsec, spolu s novým protokolem IPv6. Pro aplikaci v protokolu IPv4 byl bezpečností protokol IPsec dodatečně modifikován,  
• Zjednodušení zpracování paketů v routrech - i když základní hlavička IPv6 (40 bytů) je dvakrát větší než u protokolu IPv4 (20 bytů), zpracování paketů v routrech je efektivnější, rychlejší, zároveň se tímto rozšiřuje end-to-end princip v Internetu, 
• Zmenšení směrovacích tabulek - v páteřních směrovačích Internetu v porovnání s protokolem IPv4. IPv6 adresy mají hierarchické geografické uspořádání,
• Dostatečný adresný prostor - 128 bitů IPv6 adresy zajišťuje dostatečná rozsáhlý adresný prostor, který umožňuje hierarchické členění IP adresy a poskytuje prostor do budoucnosti (předpokládá se odstranění NAT tabulek), problémy, které vznikly s IPv4 adresami se neočekávají.

​

Adresy IPv6 a jejich vyjadřování

IPv6 adresy mají 128 bitů, a jsou tedy mnohem delší než IP adresy protokolu 4 (32 bitů). Adresa IPv6 obsahuje osm skupin číslic a tyto skupiny jsou odděleny dvojtečkami. Další výrazná změna oproti IPv4 je ta že se v adrese nevyskytují už jen pouze čísla ale i písmena. Adresa je vyjádřena hexadecimálně podobně jako MAC adresa. Pokud chcete IPv6 adresu zadat do prohlížeče a navázat tak spojení s protokolem HTTP, musí se adresa zapsat do hranatých závorek. 

• Příklad IPv6 adresy: 2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab
• Příklad zadávání IPv6 adresy do prohlížeče: http://[2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab]/index.html

Při práci s IPv6 adresami si můžeme trochu pomoct a můžeme je za používání určitých pravidel zkracovat. Zabývám se pouze kanonickým zápisem IPv6 adresy!

Můžeme vypustit úvodní nuly v každém jednotlivém bloku:

2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab > 2001:db8:3c4d:12:0:0:1234:56ab

Souvislé bloky nul můžeme nahrazovat dvojtečkou. Na toto zkracování si však musíme dávat pozor! Platí zde zase několik pravidel. Můžeme vždy vypustit pouze souvislou skupinu nul (nejlépe první se vyskytující sekvenci nul). Pokud adresa obsavuje více takovýchto sekvencí, můžeme vypustit pouze jednu! Uvedu několik příkladů:

2001:0db8:3c4d:0012:0000:0000:1234:56ab > 2001:db8:3c4d:12::1234:56ab 

2001:0000:0000:0012:0000:0000:1234:56ab > 2001::12:0:0:1234:56ab (toto JE správný kánonický zápis adresy)

2001:0000:0000:0012:0000:0000:1234:56ab > 2001::12::1234:56ab (toto NENÍ správný kánonický zápis adresy)

S používáním protokolu TCP/IP souvisí i používání portů. Spojením IP adresy a portu vzniká soket. Možné zápisy jsou pak takovéto: 

• [2001:db8::1]:80 // defaultní zápis
• 2001:db8::1:80   // nedoporučený zápis
• 2001:db8::1.80
• 2001:db8::1 port 80
• 2001:db8::1p80
• 2001:db8::1#80 

Typy adres

Unicast (jednosměrová vysílání) - jedná se o adresaci ze zdroje do jednoho cíle, který ma jedinečnou IP adresu v definovaném rozsahu sítě.

Anycast (výběrová adresa) - jedná se o adresaci ze zdroje do jednoho z mnoha cílů, všechny cíle mají stejnou IPv6 adresu a paket je doručen do topologicky nejbližšího cíle.

Multicast (vícesměrová vysílání) - jedná se o adresaci z jednoho zdroje do mnoha cílů v definovaném rozsahu sítě a tyto cíle mají skupinovou adresu.

Globální jednosměrové adresy - jedná se o běžně veřejně směrovatelné adresy.

Lokální linkové adresy - tyto adresy odpovídají privátním adresám protokolu IPv4 v tom, že se nepočítá s jejich směrováním.

Unikátní lokální adresy - tyto adresy jsou určeny k jiným účelům, než směrování, ale jsou téměř globálně jedinečné, takže málo kdy nastane situace, že by se překrývaly s jinou sítí. 

Graf znázorňující počet zbývajících IPv4 adres nalznete zde.