SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ODJEL ZA FIZIKU

MARKO VUJIĆ

IPv6 PROTOKOL – NOVI PROTOKOL

Završni rad

Osijek, 2012.

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ODJEL ZA FIZIKU

MARKO VUJIĆ

IPv6 PROTOKOL – NOVI PROTOKOL

Završni rad

Predložen Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

radi stjecanja zvanja prvostupnika fizike

Osijek, 2012.

"Ovaj završni rad izrađen je u Osijeku pod vodstvom doc. dr. sc. Branimira Dukića u

sklopu Sveučilišnog preddiplomskog studija fizike na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa

Jurja Strossmayera u Osijeku".

SADRŽAJ

1. UVOD............................................................................................................1

2. RAČUNALNA MREŽA...................................................................................2

3. INTERNET PROTOKOL (IP).......................................................................4

4. OGRANIČENJA IPv4 PROTOKOLA...........................................................6

5. IPv6 ADRESIRANJE....................................................................................8

6. PODJELA IPv6 ADRESA...........................................................................10

6. 1. IPv6 unicast adrese.........................................................................10

6. 2. IPv6 anycast adrese........................................................................12

6. 3. IPv6 multicast adrese......................................................................13

7. STRUKTURA IPv6 ADRESA....................................................................15

8. PRELAZAK S IPv4 NA IPv6 PROTOKOL................................................17

8. 1. Dvostruki IP sloj............................................................................17

4. 2. Prevođenje......................................................................................17

4. 3. Tuneliranje......................................................................................18

9. ZAKLJUČAK................................................................................................20

LITERATURA..................................................................................................21

ŽIVOTOPIS.......................................................................................................23

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Završni rad

Odjel za fiziku

IPv6 PROTKOL – NOVI PROTOKOL

MARKO VUJIĆ

Sažetak

Danas živimo u svijetu tehnologije koja je lako dostupna gotovo svima pa smo suočeni s

velikim povećanjem korisnika i sve većom potražnjom resursa. Da bismo uspjeli zadovoljiti te

zahtjeve, moramo prihvatiti nove standarde jer stari ne mogu zadovoljiti tražene resurse i

performanse.

U ovom radu bavimo se internetskim protokolom verzije 6 koji dolazi kao zamjena

protokola verzije 4. Da bismo shvatili zašto uvodimo IPv6, za početak objašnjavamo što je to

internetski protokol, koja su ograničenja i prednosti IPv6 nad IPv4. Nakon toga opisujemo

sljedeća obilježja IPv6 protokola: adresiranje, tipovi adresa, njegova struktura, te na kraju

objašnjavamo načine prijelaza s IPv4 na IPv6 protokol.

(23 stranica, 11 slika, 4 tablice, 0 literaturnih navoda)

Rad je pohranjen u knjižnici Odjela za fiziku

Ključne riječi: adresa/IPv6/IPv4/NAT

Mentor: doc.dr.sc. Branimir Dukić

Ocjenjivači: [ime, prezime, zvanje]

Rad prihvaćen: [odlukom Odbora za završne radove]

University Josip Juraj Strossmayer Osijek Bachelor of Physics Thesis

Department of Physics

IPv6 PROTOCOL- NEW PROTOCOL

MARKO VUJIĆ

Abstract

The world today is a world of tehnology accessible to everyone therefore we are faced

with large increase of users and resources. To fulfill these demands, new standards ought to be

accepted because present ones cannot satisfy resources and performances which are needed.

This paper is dealing with internet protocol version 6 as a replacement of version 4. To

comprehend the introducing of Ipv6, firstly is the explanation of internet protocol, it's limits and

advantages IPv6 over IPv4. The following is description of features: addressing, types of

address, it's structure, and finally ways of transition from IPv4 to IPv6 protocol.

(23 pages, 11 figures, 4 table, 0 references)

Thesis deposited in Department of Physics library

Keywords: address/IPv6/ IPv4/ NAT

Supervisor: doc.dr.sc. Branimir Dukić

Reviewers: [ime, prezime, zvanje]

Thesis accepted: [odlukom Odbora za završne radove]

1

1. UVOD

Internet protokol (IP) svoj razvoj počinje u drugom dijelu 20. stoljeća kada je postojala

zamisao američke vlade da poveže sva svoja računala u jednu mrežu. S vremenom se IP

protokol počeo primjenjivati i u civilne svrhe i tako je nastao Internet, najveća globalna mreža

na svijetu kojoj svakodnevno pristupaju milijuni korisnika.

Upravo to povećanje korisnika zahtjevalo je uvođenje nekih promjena. IPv4 verzija

protokola nema dovoljno resursa, broj IP adresa, da omogući svim korisnicima pristup

Internetu. Jedan od načina na koji se želio riješiti taj problem jest uvođenje NAT-a, ali se ipak

IETF, organizacija za vrednovanje i razvoj protokola, odlučila na razvoj nove verzije

protokola, verziju IPv6, koja bi riješila problem nedostatka IP adresa.

Problem nedostatka IP adresa javio se razvojem novih tehnologija koje najvećim

dijelom podatke dobivaju s Interneta. Također razvoj mobilne telefonije jako je utjecao na

potrošnju IP adresa jer svaka aplikacija s mobilnog uređaja koja pristupa Internetu treba IP

adresu. Vidimo da nisu samo ljudi, tj njihova računala, potrošači IP adresa, nego da je danas

jedan čovjek u istom trenutku s više uređaja spojen na Internet. Čak nismo spomenuli koliko

ima servera u svijetu koji troše IP adrese, a sastavni su dio Interneta.

U ovome radu posvetit ćemo se tematici internet protokola verzije 6, IPv6. Na početku

ćemo definirati što je to računalna mreža, internet protkol, nabrojati ćemo nedostatke IPv4 i

prednosti IPv6 protokola, baviti se zaglavljem i adresiranjem IPv6 protokola, i na kraju vidjeti

kojim se tehnikama prelazi s IPv4 na IPv6 protokol, jer prijelaz nije trenutni, nego će se

događati nekoliko godina.

2

2. RAČUNALNA MREŽA

Na početku ovog poglavlja ćemo definirati pojam računalne mreže i napraviti jednu

podjelu mreža i ukratko ju objasniti.

Računalna mreža je skupina dva ili više međusobno povezanih računala. Računala se

smatraju povezanima ako mogu razmjenjivati informacije. Računalna mreža u širem smislu

sadrži, osim računala, i routere, switcheve, koje jednim imenom nazivamo čvorovi.Čvorovi u

međusobnoj komunikaciji koriste komunikacijske protokole.

Osnovna podjela računalnih mreža se vrši prema području kojeg pokrivaju :

- PAN (Personal Area Network) - mreže s uskim područjem spajanja

- LAN (Local Area Network) - lokalna mreža koja je na primjer u jednoj zgradi ili

prostoriji

- MAN (Metropolitan Area Network) - mreža koja se prostire preko područja jednog

grada

- WAN (Wide Area Network) - široko područna mreža - kao npr. Internet

Računalne mreže dijelimo i po modelima. Svaki model sadrži različite slojeve kojima

su pridruženi različiti komunikacijski protokoli. Dva najpoznatija modela su OSI model i

TCP/IP model.

OSI model je skup smjernica kojeg se trebaju pridržavati svi proizvođači mreža da bi one bile

međusobno kompatibilne. Podaci koji putuju između dva računala prolaze kroz više slojeva

obrade. OSI model ima 7 slojeva od kojih prva 3 pripadaju nižim slojevima ostali višim

slojevima. Viši slojevi obrađuju informacije dok niži obrađuju podatke i signale. OSI

referentni model je općenit i odnosi se na sve uređaje i sustave koji služe za prijenos

podataka. Prije njega je osmišljen TCP/IP model, poznatiji kao Internet model, i sastoji se od

4 sloja.

3

Tablica 1. Usporedba OSI i TCP/IP modela

OSI TCP/IP Protokoli pridruženi

slojevima Slojevi

7. Aplikacijski

4. Aplikacijski HTTP, FTP, DNS,

RDP 6. Prezentacijski

5. Sloj sesije

4. Transportni 3. Transportni TCP,ICMP ,UDP

3. Mrežni 2. Mrežni IP

2. Sloj podatkovne

mreže 1. Sloj podatkovne

mreže ETHERNET

1. Fizički

Primjećujemo da su tri gornja sloja OSI modela spojena u aplikacijski sloj TCP/IP modela

iako ne utječu na funkcionalnost prijenosa podataka. IP protokol se može promatrati kao

jedan sloj u kompletnom TCP/IP modelu.

TCP (Transmission Control Protocol) predstavlja prijenosni protokol TCP/IP modela.

Uspostavlja vezu između dva računala u mreži i brine o prijenosu podataka među njima.

Osigurava mehanizam upravljanja protokom podataka. Osnovna svojstva usluge koju nudi

TCP su pouzdanost, veza od točke do točke i dvosmjerni prijenos podataka.

4

3. INTERNET PROTOKOL (IP)

Mrežni protokol je skup pravila za komunikaciju između računala u računalnoj mreži.

Protokoli upravljaju formatom, vremenskim usklađivanjem i kontrolom pogrešaka. Datoteke

koje se šalju protokolom tijekom slanja dijele se u male pakete i takvi se šalju dalje.

Komunikacija se vrši u određenim koracima. Postoje različiti protokoli i oni ne mogu

međusobno komunicirati. Standardni protokol trebao bi omogućiti komunikaciju između

računala različitih proizvođača i sustava.

Internet protokol jedan je od protokola mreže Internet i zajedno s TCP (Transmission

Control Protocol) čini njezin središnji dio. Taj protokol je precizno definiran na razini ulaza,

funkcija i izlaza. IP definira strukturu paketa podataka koji se prenose mrežom, adresni

prostor u kojem se paketi kreću i način prenošenja paketa od izvora do odredišta. U

operativnom smislu, IP sloj vodi pakete od izvora do odredišta. To je glavni zadatak mrežnog

sloja računalne mreže tako da se IP sloj može nazvati mrežnim slojem u računalnoj mreži

Internet. Internet se sastoji od više različitih mreža, a internet protokol ih sve povezuje. IP

protokol je „zajednički jezik“ komuniciranja na razini sastavljene mreže. Netko bi mogao

realizirati ulaze, funkcije i izlaze na drukčije načine nego što to radi današnji internet

protokol. Novu realizaciju bi bilo potrebno instalirati na čvorove mreže (routere). Razvojem i

vrednovanjem protokola bavi se organizacija Internet Engineering Task Force (IETF).

IP definira jedinstvenu strukturu paketa podataka (IP paket) i jedinstven sustav

adresiranja. Internet protokol verzije 4 (IPv4) i verzije 6 (IPv6) imaju različite načine

adresiranja i o tome ćemo se malo više baviti u kasnijim poglavljima. Struktura paketa

podataka i sustav adresiranja omogućuju uspostavu jedinstvenog sustava za prijenos podataka

između različitih računalnih mreža. Svako računalo u mreži Internet može raditi na svoj način,

ali treba obrađivati IP pakete podataka i koristiti IP adrese na isti način da bi bio dio mreže

Internet.

Sljedeća slika (Slika 2.) pokazuje kako IP povezuje više različitih mreža.

5

Prijenos podataka između različitih računalnih mreža odvija se na temelju zajedničkog

protokola koji mora biti ugrađen na svim čvorovima. Na slici taj protokol je internet protokol

(IP). Na slici je prikazan prijenos podatka iz Aplikacije 1 koja se nalazi na mreži M1, podaci

se prenose preko mreže M2 do Aplikacije 2 koja se nalazi na mreži M3. Aplikacija 1 predaje

podatke IP protokolu. Da bi mogli krenuti s Aplikacije 1, moraju biti umetnuti u okvire mreže

M1. Kada paketi dođu do mreže M2, IP paketi stavljaju se u okvire mreže M2. Tada

nastavljaju put prema mreži M3 i kada stignu, dobivaju okvire M3 mreže. Tada M3 mreža

predaje podatke IP protokolu koji dalje predaje podatke Aplikaciji 2.

Ovo je jednostavan prikaz prijenosa podataka među više različitih mreža gdje je IP

protokol zajednički protokol. Vidimo da se IP paketi prenose cijelim putem od Aplikacije 1 i

pri tome im se samo dodaju okviri različith mreža kroz koje putuju do Aplikacije 2. IP

protokol nije jedini protokol pomoću kojeg se mogu povezati različite mreže u jedinstvenu

mrežu, ali je najpoznatiji i najviše korišten protokol u tu svrhu.

6

4. OGRANIČENJA IPv4 PROTOKOLA

Povijest IP protokola počinje davne 1981. kada je bio predmet istraživanja ARPA

(eng. Advanced Research Projects Agency) i od tada se nije previše mijenjao. Cilj ovog

protokola bilo je umrežavanje računala američke vlade na teritoriju cijele zemlje. Originalna

mreža zvala se ARPANET. S vremenom se polje ovog rada proširilo i na civilni dio i mreža

ARPANET je kasnije postala poznata kao Internet. Prva verzija bio je IPv4 protokol. To je

mrežni protokol koji koristi 32-bitnu adresu. Karakterstike su mu robusnost i pouzdanost.

Ipak, početna verzija IPv4 protokola nije predvidjela neke stvari.

Eksponencijalni rast Interneta i veliko povećanje potrebe internetskih adresa -

Svako računalo mora imati IP adresu ako želi komunicirati preko Interneta. Danas

osim preko računala, Internetu pristupamo i preko mobitela čime se pojavila potreba

za puno više IP adresa. Iako 32-bitna adresa mogućava oko četiri milijarde IP adresa,

dodatno je utvrđena podjela adresa na klase čime je veliki broj adresa ostao

neiskorišten, a broj iskoristivih adresa pao je na nekoliko stotina milijuna. Kao

posljedicu tako „malog“ broja iskoristivih IP adresa, mnogi korisnici su morali početi

koristiti NAT (eng. Network Adress Translation) za prevođenje jedne javne u više

privatnih adresa. Koristeći NAT računala ne komuniciraju više direktno međusobno.

Zahtjev za sigurnosti na Internetu – Privatna komunikacija preko javnih medija,

npr. preko Interneta, zahtijeva kriptografske servise koji će zaštiti podatke od

pregledavanja ili mijenjanja tijekom komunikacije. Iako danas postoji standardna

Tablica 2. -Klase IP adresa

Klasa Adrese

A 1.0.0.0 - 126.0.0.0

B 128.0.0.1 - 191.255.0.0

C 192.0.1.0 - 223.255.255.0

D 224.0.0.0 - 239.255.255.255

E 240.0.0.0 - 255.255.255.255

7

zaštita za IPv4 pakete (Internet Protocol Security, IPsec), ipak prevladavaju neka

druga sigurnosna riješenja, npr. SSL – Secure Socket Layer.

Potreba za boljom podrškom za isporuku prioritetnih paketa – iako su standardi

za prioritetne pakete određeni kao Quality of Service (QoS) za IPv4 protokol, sadržaj

polja ToS (Typer of Service) sadrži prioritet danog paketa. Nažalost, ToS polje ima

limitiranu funkcionalnost i tijekom vremena je nekoliko puta redefinirano.

Sve ove stvari su, naravno poboljšane, ugrađene u IPv6 protokol s nekim novim stvarima.

Sigurnost mreženog prometa s Ipsec – Današnji standardi očekuju da puna

implemetacija IPv6 protokola sadrži mrežnu enkripciju i autentifikaciju koristeći Ipsec

kao obaveznu funkciju. Među ostalim prednostima upotpunosti integrirane mrežne

enkripcije jest i mogućnost šifriranja prometa unutar same lokalne mreže, čime se

osigurava zaštita prometa od pregledavanja samih korisnika mreže kojima to nije

namijenjeno.

Mobilni IPv6 – IPv6 standard uključuje i značajku zvanu „Mobilni IPv6“. Ova

značajka će omogućiti svim mobilnim uređajima IPv6 adresu. Svaki mobilni čvor je

uvijek identificiran sa svojom „home“ adresom, bez obzira odakle se spaja s

Internetom. Iako je daleko smješten od svoje „home“ adrese, mobilni čvor je povezan

sa svojom „trenutom“ adresom, koja omogućava informacije o trenutnoj lokaciji

mobilnog čvora. IPv6 paketi adresirani na mobilni čvor „home“ adrese preusmjereni

su na „trenutnu mrežu“. IPv6 čvorovi omogućuju da u svojim predmemorijama vežu

mobilne čvorove „home“ adrese s trenutnom adresom i tada šalju pakete namijenjene

mobilnom čvoru direktno na trenutnu mrežu. Da bi se mogla ova operacija izvršavati,

Mobilni IPv6 definira novi protokol IPv6 i nove odredišne opcije. Svi IPv6 čvorovi,

bili mobilni ili nepomični, mogu komunicirati s mobilnim čvorovima.

8

5. IPv6 ADRESIRANJE

Adresiranje je osnovni aspekt komunikacijskog procesa između dvaju ili više entiteta.

Omogućava identificiranje izvora informacija i njihovog odredišta pri čemu se resursima

omogućava da na odgovarajući način povežu dvije grupe.

Najveća prednost IPv6 protokola nad IPv4 protkolom jest korištenje puno većih

adresa. IPv6 protokol ima adresu dugu 128 bitova što je četiri puta duže od njegovog

prethodnika (Slika 3.). IPv4 protokol ima adresu dugu 32 bita. 32-bitna adresa omogućava

oko 232

mogućih adresa, a 128-bitna adresa omogućava 2128

mogućih adresa, pretvoreno u

dekadski sustav iznosi 3,4 x 1038

IP adresa. Taj broj je toliko velik da ga je i teško zamisliti.

Osnovni razlog za tako radikalno povećanje broja IP adresa je taj što je zamjena IP-a u

cijelom Internetu ogroman posao. Iz tog razloga htjelo se osigurati dovoljan broj IP adresa

tako da takva zamjena ne bude više potrebna u bliskoj budućnosti. Neki su smatrali da je 2128

adresa previše, ali ipak prije nekoliko godina to se smatralo i za IPv4 adresni prostor.

IPv6 adresa se može predstaviti i kao niz nula i jedinica. Ovakav način prikaza daje

stvarno dugačak niz, ali za računalo je to najprikladniji oblik. Heksadecimalni prikaz skraćuje

128-bitni niz na 32 znaka, a taj je zapis ujedno i najprivlačniji programerima. I ovaj prikaz je

dovoljno dugačak da bi bio težak za pamćenje tako da je u nizu od 32 heksadecimalna znaka

dana malo drugačija struktura segmentiranja u osam grupa s četirima znakovima (16 bitova)

razdvojenih dvotočkom :: . Decimalna reprezentacija koja je korištena u IPv4, a koja je svima

poznata, nije korištena u IPv6.

Uvedena su dva dodatna pravila radi daljne optimizacije reprezentacije IPv6 adresa:

9

1. Izbacivanje vodećih nula – U okviru svake grupe od 16 bitova između dviju dvotočka

izbačene su vodeće nule. To znači da :00A1: možemo zapisati kao :A1:.

2. Izbacivanje sukcesivnih nula – Možemo kraće zapisati sve grupe nula u 16 bitova

navođenjem uzastopnih dvotočki. U tom slučaju :0000:0000:0000:0000: postaje ::.

Ova pravila moraju dovesti do jedinstvenog kompresiranog prikaza adrese. Zato se pravilo o

uzastonim nulama može primjeniti samo jednom. Ne bi bilo dobro kompresirati adresu sa

slike u 2001::A1::1E2A. Netko tko vidi tu adresu ne bi znao predstavlja li prvi par dvotočki

dvije ili tri grupe od 16 nula bitova.

Spomenuti ćemo da je dvotočka : znak koji ima svoje značenje u URL traci (Uniform

Resource Locator). On odvaja broj porta od adrese. Radi dodatne sigurnosti od zabune,

sugerirano je da se IPv6 adresa u okviru URL trake navodi u uglastim zagradama (Slika 5.).

10

6. PODJELA IPv6 ADRESA

Razumijevanje prikaza IPv6 adresa omogućava nam razumijevanje podjele IPv6 adresa.

Definirana su tri tipa IPv6 adresa:

1. Unicast - Identificira jedan čvor, a promet za čije je odredište naznačena unicast

adresa proslijeđuje se jednom čvoru.

2. Multicast – Identificira grupu čvorova, a promet kome je naznačena multicast adresa

proslijeđuje se svim čvorovima u grupi.

3. Anycast – Identificira grupu čvorova, a promet kome je za odredište naznačena

anycast adresa proslijeđuje se najbližem čvoru u grupi.

Sva tri tipa adresa postojala su i kod IPv4 protokola, zajedno s broadcast adresama. Broadcast

promet pokazao se kao izuzetno zahtjevan u pogledu resursa i zato je ignoriran u IPv6, gdje se

kao zamjena koriste multicast adrese.

6.1. IPv6 unicast adrese

Adresni prostor bez definirane strukture zahtijevao bi od rutera da pamti lokaciju

svakog pojedinog uređaja, što bi dovelo do problema prilikom proširivanja. Taj se problem

može riješiti agregacijom adresa, grupiranje više adresa u okviru zajedničkog prikaza. Da bi

se ovaj proces olakšao, IP adrese se segmentiraju tako da najprije predstavljaju dio mreže koji

identificira lokalnu grupu uređaja, a zatim dio koji identificira uređaj unutar grupe. Agregacija

uređaja izvodi se na temelju pripadnosti istoj mreži ili na osnovu prefiksa. IPv4 je

demonstrirao ograničenja adresne podjele zasnovane na klasama tako da IPv6 omogućava

promijenjivu dužinu dijela adrese koji predstavlja mrežni dio.

Da bi se sačuvao neki paralelizam između adresne strukture posljednih dviju IP

verzija, koristit ćemo IPv4 terminologiju za dio koji se odnosi na uređaje u kontekstu IPv6

adresa. Ipak kod IPv6 preferiraju identificiranje sučelja uređaja unutar prefiksa, a ne samog

uređaja, koji može imati više sučelja. Zato su IPv6 adrese segmentirane na prefiks ili mrežni

dio i identifikator sučelja. Na taj se način ne ostavlja prostora za sumnju koji dio adrese

predstavlja identifikator sučelja: za sve unicast adrese, osim onih koje počinju binarnom

vrijednosti 000, ID-ovi sučelja moraju imati 64 bita i moraju biti konstruirani u

11

modificiranom EUI-64 formatu. Ovo pravilo otkriva namjeru da se održi globalno jedinstveni

karakter za identifikator sučelja kada god je to moguće.

Opseg identificira mrežnu domenu, bilo fizički ili logički. Ukoliko se opseg IP

prometa lakše prepoznaje, mreža može bolje kontrolirati svoje resurse održavajući promet

unutar relevantne domene. IP adressa predstavlja najvažniji element u donošenju odluka o

proslijeđivanju, tako da treba jasno predstavljati opseg. Uređaji će koristit odgovarajuće

izvorne i odredišne adrese za međusobnu komunikaciju.

Kod IPV6, format unicast adresa odražava sljedeća tri unaprijed definirana opsega:

1. Opseg lokalnog linka – Identificira sve uređaje unutar domene. Unicast adrese koje se

koriste unutar ovog opsega nazivaju se adresama lokalnog linka.

2. Jedinstveni lokalni opseg – Identificira sve uređaje do kojih se može doći unutar

administrativne lokacije ili domene koja obično sadržava više različitih linkova.

Unicast adrese koje se koriste unutar ovog opsega nazivaju se lokalno jedinstvenim

adresama (ULA –unique-local-adresses).

3. Globalni opseg – Identificira sve uređaje i aplikacije do kojih se može doći preko

Interneta. Unicast adrese koje se koriste unutar ovog opsega nazivaju se globalnim

unicast adresama.

Ovi opsezi su hijerarhijski (Slika 6.). Globalni opseg je veći od lokanog opsega koji sadrži

opseg linka.

12

Opseg linka i globalni opseg predstavljaju dva ekstremna slučaja, najmanji i najveći opseg.

Zato ih je lakše definirati. Lokalni opseg identificira se kao opseg koji se logički uklapa

između opsega linka i globalnog opsega, iako je njegova definicija otvorena za interpretaciju.

Lokacija za različite ljude ima različito značenje. To može biti korporacijska mreža, dio

korporacijske mreže ili jedan klijent unutar korporacijske mreže. Pošto su IPv6 adrese

definirane na osnovu opsega, dvosmislenost definicije lokacije povećava složenost IPv6

karakteristika i implementacije. Zbog toga je radna grupa IETF naložila IPv6 da izbaci lokalni

opseg lokacije iz upotrebe.

Pošto se navike teško napuštaju, pogotovo ako su operativno efektivne, lokalni opseg i

adrese lokalnog opsega neće tek tako nestati. Na korporativnim mrežama su navikli na

sigurnost i prednost lokalne, privatne adresne sheme tako da je to jako utjecalo na uvođenje

alternativnog rješenja za lokalne adrese, tj. usporavalo je to uvođenje. Alternativno rješenje je

definiranje novog opsega i tipa adresa nazvan jedinstvenim lokanim (unique-local),

zadržavajući koncept opsega lokacije korištenjem pridjeva lokalni u nazivu, pri čemu je

naglasak stavljen na „jedinstvenost adresa“ koje se koriste u lokaciji.

6.2. IPv6 anycast adrese

Kada se ista unicast adresa koristi za više sučelja, koji obično pripadaju različitim

čvorovima, ona postaje anycast adresa. Pošto se anycast adrese strukturno ne razlikuju od

unicast adresa, čvor se mora konfigurirati tako da razumije da mu dodijeljena unicast adresa

zapravo anycast adresa. Paket s odredišnom anycast adresom usmjerava se najbližem sučelju

konfiguriranom s ovom adresom. Anycast adresa ne može se koristi kao izvorna adresa.

Anycast se često koristi za virtualno repliciranje mrežnih resursa, kao što su DNS (Domain

Name System) root serveri, web serveri i multicast RP (rendezvous points) točke,

osiguravajući određeni nivo poklapanja (redundancije) i raspodjelu opterećenja. IPv6 je otišao

korak dalje od ovog koncepta, koji se trenutno koristi za IPv4, tako što je definirao skup

rezerviranih adresa za svaki unicast prefiks, čime se olakšava buduće korištenje anycast

adresa.

Anycast adresa rutera podmreže definirana je za svaki prefiks kao adresa kod koga je

ID sučelja postavljen na 0. Ruter mora podržati anycast adrese rutera podmreže za sve

prefikse konfigurirane na svim njegovim sučeljima. Paket s ovakvom odredišnom adresom

biti će isporučen najbližem ruteru koje ima sučelje s tim prefiksom. Također se definira

13

dodatni skup anycast adresa rezerviranih za dani prefiks. Slika 7. prikazuje strukturu anycast

adresa.

Format adrese ukazuje na jasnu namjeru da se više adrese u okviru podmreže

rezerviraju za anycast. Ovakav pristup motiviran je potrebom izbjegavanja sukoba s drugim

rezerviranim adresama. Uzimajući u obzir grupni opseg anycast adrese, ima smisla da se bit

veće težine, koji bi predstavljao pojedinačni/grupni bit mapirane MAC adrese, postavi na 1

(grupa). U slučaju unicast prefiksa s EUI-64-ID-ovima sučelja, univerzalni/lokalni bit je

postavljen na 0 kako bi se pokazalo na to da ID sučelja za anycast adresu nije globalno

jedistven. Polje Anycast ID (Slika 7.) može imati sljedeće vrijednosti: 0 do 125, 127 (00-7D-

7F) su rezervirane, ID 126 (7E) je trenutno jedina korištena vrijednost za anycast adrese

MIPv6 (Mobile IPv6) home agenta. Anycast adrese dodjeljuju se iz unicast adresnog prostora

za ovaj tip adresa.

6.3. IPv6 multicast adrese

Multicast je dobio zasluženu pažnju tokom razvoja IPv6. Zamijenio je broadcast

adrese u porukama kontrolnog nivoa i na taj je način postao glavni dio operacija IPv6 mreže.

Veći adresni prostor omogućuje mnoštvo globalno jedinstvenih multicast grupnih adresa koje

olakšavaju implementaciju multicast servisa.

Multicast grupa identificira grupu sučelja. Paket kome je odredišna adresa multicast

adresa isporučuje se svim članovima grupe. Važno je zapamtiti da multicast adrese ne treba

koristiti kao izvorne. Kod IPv6 multicast adresa 8 najviših bitova je postavljeno na 1

(FF00::/8), a format je prikazan na slici 10.

14

Trenutno se koriste 4 bita u flagu:

- Bit najmanje težine, T, postavljen je na 0 kod permanentno dodijeljenih multicast adresa

koje postavlja IANA. T bit je postavljen na jedan za nepermanentno dodijeljene multicast

adrese.

- P bit pokazuje definira li se multicast adresa na osnovu unicast prefiksa (vrijednost 1) ili

nije (vrijednost 0).

- R bit vrijednošću jedan ukazuje na to da multicast grupna adresa sadrži unicast adresu RP

točke koja opslužuje tu grupu.

Preostali 4 bit FLAG-a rezerviran je za buduće namijene, a trenutno ima vrijednost nula.

Definiranje domena predstavlja moćnu karakteristiku IPv6 multicast adresne strukture.

Ruterima osigurava potrebne informacije za prijenos multicast prometa u okviru odgovarajuće

domene. U Tablici 3. predstavljene su trenutno definirane vrijednosti za 4 bitno polje Scope

Tablica 3. Definirane IPv6 multicast domene

Scope

(Heksadecimalna vrijednost)

Scope

(Binarna vrijednost)

Opis

1 0001 Lokalna domena sučelja

2 0010 Lokalna domena linka

3 0011 Lokalna domena podmreže

4 0100 Lokalna domena administratora

5 0101 Lokalna domena lokacije

8 1000 Lokalna domena organizacije

E 1110 Lokalna domena na globalnom nivou

15

7. STRUKTURA IPv6 PAKETA

Na sljedećoj slici nalaze se strukture IP paketa kod IPv6 i IPv4 protokola. Zaglavlje

paketa kod IPv6 izgleda jednostavnije nego kod IPv4 jer ne sadrži redak koji je u paketu kod

IPv4 namijenjen fragmentiranju. Kod oblikovanja paketa u IPv6 nastojalo se maknuti ono što

nije neophodno za prijenos svakog IP paketa, npr. redak koji (u IPv4) sadrži podatke o

fragmentiranju, u IPv6 je prebačen u dodatne naredbe. Te naredbe možemo zvati podacima jer

oni sadrže neke podatke, ali ih zovemo naredbama jer ti podaci služe izvršavanju neke

operacije.

Zaglavlje IPv6 protokola ima dužinu od 40 bajtova. Unutar ovog zaglavlja nalazi se 8 polja. U

usporedbi s IPv4 verzijom njegova dužina je veća (20 bajtova za IPv4), ali je broj polja manji

(13 polja u verziji IPv4).

U nastavku je dan opis pojedinih polja unutar osnovnog zaglavlja IPv6 protokola.

Polje Verzija sadrži verziju IP-a u kojoj pripada taj paket podataka; kod IPv4 u to polje

upisuje se vrijednost 4, a kod IPv6 u to polje upisuje se vrijednost 6.

16

Polja KlasaProm (TrafficClass) i OznakaToka (FlowLabel) odnose se na kvalitetu usluge

prijenosa; u IPv4 tu je ulogu imalo polje ToS (Type of Service). Ta polja trebaju omogućiti da

se u nekom prijenosu podataka osiguraju određene performanse; to se odnosi na propusnost,

ali može obuhvaćati i druga svojstva, npr. stabilnost prijenosa.

Polje DuzTijela sadrži broj bajtova u tijelu paketa; to je ukupna dužina paketa smanjena za

dužinu osnovnog zaglavlja.

Polje SlijedNar u osnovnom zaglavlju sadrži oznaku prve naredbe u nizu dodatnih naredbi

zaglavlja, ako dodatne naredbe postoje; ako IP paket ne sadrži dodatne naredbe, onda to polje

sadrži oznaku protokola više razine kojemu treba predati taj IP paket kad stigne na odredište.

BrUsmj sadrži broj koji kazuje kroz koliko još usmjerivača smije proći taj paket prije nego

zastari. Svaki usmjerivač smanjuje vrijednost u tom polju za jedan u svakom paketu koji

prođe kroz njega. Kad vrijednost polja u polju BrUsmj padne na nulu, paket biva odbačen.

Polje BrUsmj ima istu ulogu kao polje TTL (Time To Live) u IPv4.

Slijede dva polja koja sadrže adresu izvora, odnosno adresu odredišta. Svako od tih polja koja

sadrže dugo je 128 bitova, odnosno 16 bajtova.

Dodatne naredbe/podaci zaglavlja u IPv6 mogu biti dugačke više riječi, npr. naredba koja se

odnosi na fragmentiranje duga je dvije riječi, dok je kod IPv4 naredba duga jednu riječ.

Naredba o fragmentiranju sadrži oznaku paketa koji se fragmentira; svi fragmenti koji nastaju

u tom procesu nose istu oznaku i po tome se zna da su dio istog izvornog paketa.

Tablica 4. Usporedba OSI i TCP/IP modela

IPv4 IPv6

Broj IP adresa 232

2128

Dužina adrese 32 bita 128 bitova

Tipovi adresa Unicast, multicast, broadcast Unicast, multicast, anycast

Dužina IP zaglavlja 20 bajtova 40 bajtova

Broj polja u zaglavlju 13 8

Kvaliteta usluge prijenosa Polje ToS Polja KlasaProm i

OznakaToka

Broadcast Koristi ga za slanje prometa Nema ga. Kao zamjena se

koriste multicast adrese.

Ipsec Moguć ali ga ne mora

sadržavati.

Obavezan

17

8. PRELAZAK S IPv4 NA IPv6 PROTOKOL

Prednosti koje nudi novi protokol moraju biti u skladu cijenom prelaska na nove

sustave. Naime, konstruktori su uočili da ne mogu svi sustavi biti odmah unaprijeđeni, a za

neke će biti potrebne čak godine prilagođavanja. Stvar dodatno komplicira to što su mnogi

sistemi proizvedeni od strane različitih proizvođača. Uvođenje novog protokola

podrazumijeva da svi elementi, dijelovi sustava, podržavaju IPv6. S druge strane Internet je

globalna mreža koja radi u 24 različite vremenske zone, što predstavlja dodatni problem

prilikom implementacije novog protokola.

Da bi se riješio ovaj problem, razvijen je niz tehnika koje podržavaju istovremenu

upotrebu obaju protokola do potpunog uvođenja IPv6 protokola. Za ove svrhe najčešće se

koriste sljedeće tehnike:

1. Dvostruki IP sloj (Dual IP Layer)

2. Prevođenje (Translation)

3. Tuneliranje (Tunnelling)

8.1. Dvostruki IP sloj

To je najjednostavnija varijanta u kojoj su oba protkola ugrađena u svakoj stanici u sustavu

(Slika 10.). Svaka ova stanica, npr. ruter, naziva se IPv6/IPv4 čvor. Sustav radi tako da svaka

stanica prihvaća i razmjenjuje formate obaju protokola. U slučaju da su prisutne obje opcije,

čvor će izabrati IPv6 protokol i tako povećati njegovu upotrebu.

8.2. Prevođenje

U ovom slučaju mrežni prolazi vrše transformaciju IPv4 paketa u IPv6 pakete. Ove operacije

mogu biti realizirane na IP sloju, zatim na transportnom i slojevima za primjenu.

Razmotriti ćemo sva tri slučaja:

1. Ako se ova tehnika realizira na IP sloju, mehanizam translacije poznat je kao Simple

IP/ICMP Translator (SIIT) na temelju kojeg je izgrađen NAT-PT protokol (engl.

Network Address Translator-Protocol Translator).

18

2. Na transportnom sloju SOCKS mehanizam je napravljen za svrhe IPv6/IPv4 zamjene.

Naime, ideja je takva da se ponište TCP i UDP konekcije na granici IPv6 domena i

iste prepuste IPv4 domenu.

3. Na sloju aplikacije odgovarajuće zamjene rade dobro na tzv. dual-stack uređajima.

8.3. Tuneliranje

Tuneliranje je proces razmjene IPv6 paketa unutar IPv4 formata tako da je omogućen prijenos

IPv6 paketa pomoću IPv4 arhitekture. Primjer tog funkcioniranja prikazan je na slici 11. U

čvoru za inkapsulaciju formira se IPv4 zaglavlje koje sadrži IPv6 zaglavlje i informacije viših

protokola. Nakon toga paket se prenosi mrežom i u čvoru za dekapsulaciju vrši se odbacivanje

IPv4 zaglavlja, te daljna obrada IPv6 paketa. Na slici je prikazan proces inkapsulacije i

dekapsulacije pomoću rutera.

Postoje četiri moguće konfiguracije ove tehnike:

1. ruter – ruter

2. uređaj – ruter

3. uređaj – uređaj

4. ruter – uređaj

19

20

9. ZAKLJUČAK

IPv4 protokol je u praktičnoj upotrebi od 1981. Njegova prvenstvena namjena bila je

za potrebe umrežavanja računala jedne vlade. Međutim njegove dobre osobine kao što su

robustnost i pouzdanost učinile su da se on počne koristiti i na globalnom planu (Internet).

Danas Internet mreža ima epitet globalne mreže. Kao posljedicu toga imamo potrebu za

većim adresnim prostorom od onog kojeg može da ponudi IPv4 protokol. Također, Internet je

sastavni dio mobilnih sustava treće generacije što dodatno opterećuje ionako ograničen

adresni prostor. Pored toga ovakva primjena zahtijeva dodatne zahtjeve po pitanju upravljanja

u mobilnim komunikacijama. Sve ovo uzrokovalo je razvoj novog protokola (IPv6) s ciljem

da riješi ove probleme. IPv6 ima mnogo širi raspoloživi adresni prostor (128 bita za

adresiranje) koji bi trebao biti dovoljan za duži vremenski period za različite aplikacije. Pored

toga novi protokol pruža niz novih mogućnosti i prednosti u odnosu na staru varijantu. To se

prije svega odnosi na podršku mobilnim sistemima, lakšu konfiguraciju, pojednostavljeno

zaglavlje, operacije sigurnosti i dr. Uvođenje novog protokola pored tehničkih usporava

ekonomski faktor. Naime, mnoge organizacije koje se bave umrežavanjem imaju za cilj

plasman svojih arhitektura i proizvoda u budućim realizacijama. To je izvor mnogih

neslaganja koji ipak neće i ne može spriječiti implementaciju IPv6 protokola. U današnje

možemo dobiti IPv6 adrese, što nam govori da je IPv6 protokol već implementiran.

21

LITERATURA

1. Radovan, M., Računalne mreže 1. Rijeka: Digital point tiskara, 2010.

2. Popoviciu, C., Postavljanje IPv6 mreža. 1. izdanje, Beograd: Kompjuter biblioteka,

2007.

3. Davies, J., Understanding IPv6. 2. Edition. Washington: Microsoft Press, 2008.

4. Stockebrand, B., IPv6 in Pratice. New York: Springer, 2007.

5. Resources and Tools for IT Professionals | TechNet, A NAT Example,

http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc780783%28WS.10%29.aspx,

22.5.2012

6. CARNet, Tematski broj – IPv6, http://www.carnet.hr/tematski/ipv6/index.html,

22.05.2012

7. Racunalo.com – Portal o ICTY tehnologiji, Što je IPv6 protokol?,

http://www.racunalo.com/online/6453.html, 22.5.2012

8. IETF Tools, RFC 3775 - Mobility Support in IPv6,

http://tools.ietf.org/html/rfc3775, 22.5.2012.

9. What Is My IP Address?, What is Network Address Translation (NAT)?,

http://whatismyipaddress.com/nat, 22.5.2012

10. Računalne mreže -Wikipedija,

http://hr.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunalne_mre%C5%BEe, 9.9.2012

Prilozi

Slika 1. Povezivanje više različitih mreža: Skicu načinio autor.

Slika 2. Rast broja IP adresa: http://www.seattle.gov/html/images/IMG00002.gif, 9.9.2012

Slika 3. Usporedba duljina IPv4 i IPv6 adrese: Stockebrand, B., IPv6 in Practice, New York:

Springer, 2007., 21.str

Slika 4. Prikaz IPv6 adrese:

http://en.wikipedia.org/wiki/IPv6_address#Unicast_and_anycast_address_format, 22.5.2012

Slika 5. IPv6 adresa unutar URL trake: Popoviciu, C., Postavljanje IPv6 mreža, 1.izdanje,

Beograd: Kompjuter Biblioteka, 2007.,

Slika 6. Opsezi unicast adresa: Popoviciu,C., Postavljanje IPv6 mreža, 1.izdanje, Beograd:

Kompjuter Biblioteka,2007.

22

Slika 7. Format anycast adresa: Popoviciu,C., Postavljanje IPv6 mreža, 1.izdanje, Beograd:

Kompjuter Biblioteka,2007.,

Slika 8. Format multicast adresa: Popoviciu, C., Postavljanje IPv6 mreža, 1.izdanje, Beograd:

Kompjuter Biblioteka,2007.

Slika 9. Strukture IPv4 i IPv6 paketa: Radovan, M., Računalne mreže 1. Rijeka: Digital point

tiskara, 2010.

Slika 10. Prevođenje: Banister, J., Mather, P., Coope, S., Convergence Technologies for 3G

Networks, 2.edition, Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2004., 244. str.

Slika 11. Tuneliranje: Banister, J., Mather, P., Coope, S., Convergence Technologies for 3G

Networks, 2.edition, Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2004., 245. str.

23

ŽIVOTOPIS

Zovem se Marko Vujić, imam 21 godina, redoviti sam student 3. godine fizike i informatike

na Odjelu za fiziku u Osijeku.. Služim se pasivno engleskim i njemačkim jezikom.

Komunikativna sam osoba. Zanima me informatika i područja vezana uz nju. Imam 3

mjeseca radnog iskustva u ugostiteljskim poslovima.

Kontakt: marko.vujic@fizika.unios.hr

Telefon: +385996729338

RADNO ISKUSTVO:

30.9.2010.-01.11.2010. fast food Surf'n Fries Osijek (Tvrđa)

1.10.2011. – 10.12.2011. fast food Surf'n Fries Osijek (TC Portanova)