Сети на основе IPv6: инновации без ограничений

Блог главного футуролога компании Cisco Дэйва Эванса (Dave Evans)

В последние месяцы я с несколько раз с удовольствием предоставлял слово Марку Таунсли (Mark Townsley), заслуженному инженеру компании Cisco и признанному эксперту в области протокола IP, для обсуждения IPv6 как ключевого фактора внедрения Всеобъемлющего Интернета.

В своих предыдущих заметках Марк рассказал, что собой представляет IPv6 и какое он имеет значение, а также обсудил некоторые технические вопросы, связанные с переходом к последней версии протокола IP. В этот раз Таунсли заглянет в будущее и расскажет о том, что может произойти благодаря протоколу IPv6. На мой взгляд, это особенно интересно, ведь именно IPv6 с его неограниченной схемой адресации делает возможным экспоненциальный рост числа соединений между людьми, процессами, данными и объектами, что в ближайшие 10 лет принесет частному сектору, вовлеченному во Всеобъемлющий Интернет, 14,4 трлн долларов и радикально изменит нашу повседневную жизнь.

Итак, слово Марку Таунсли.

Сегодня я расскажу о проектировании и строительстве новых сетей, ориентированных на протокол IPv6. Эти сети выходят далеко за пределы консервативных архитектур, использующих согласованный стек двух протоколов IP. Вместо этого они с самого начала ориентированы на протокол IPv6, хотя в них и возможна работа по протоколу IPv4.

Мобильные сети, ориентированные на IPv6

С ноября 2013 года абоненты американских операторов T-Mobile и Metro PCS, пользующиеся устройствами с установленной последней версией Android, по умолчанию подключаются к сети по протоколу IPv6, не получая от провайдера адреса IPv4. Трафик к сайтам, поддерживающим IPv6 (а это Google, Facebook (Запрещенная в РФ организация), Yahoo! и Wikipedia), просто идет по IPv6. При этом трафик к сайтам, не поддерживающим IPv6, преобразуется в IPv4 уже после прохода сети сервис-провайдера. Если на Android-устройстве еще остались какие-либо приложения, не умеющие работать с IPv6, то оно само преобразует IPv4 в IPv6, и сеть доступа даже не увидит IPv4.

«Всеобъемлющий Интернет и скорости 4G стимулируют “вертикальное” и “горизонтальное” масштабирование в мобильных сетях. Нехватка глобально маршрутизируемых адресов IPv4 приводит к необходимости компромиссов, для разрешения которых нужна инфраструктура, использующая только IPv6 и создающая мощный фундамент дальнейшего развития», – считает Кэмерон Бирн (Cameron Byrne) из американской компании T-Mobile Wireless.

Домашние сети, ориентированные на IPv6

С точки зрения эксплуатации, домашние сети принадлежат к самым проблемным. Сегодня их пользователи не только подключаются к веб-сайтам во всем мире, но и подсоединяют к сети различные устройства. Устранить проблемы домашних сетей с помощью применения протокола IPv6 пытается Рабочая группа домашних сетей комитета IETF, сопредседателем которой я являюсь. Например, IPv6 позволяет использовать несколько активных адресов на одном интерфейсе, тогда как IPv4 – только один адрес. Эта фундаментальная разница между IPv4 и IPv6 позволяет сети на базе последнего направлять и балансировать нагрузку трафика конкретных приложений между различными сервис-провайдерами, VPN и другими оконечными точками, куда направляется трафик домашней сети. Эти новые возможности в сочетании с маршрутизацией корпоративного класса, адаптированной к домашней среде, позволяют приложениям на основе IPv6 изначально видеть сеть, к которой они подключены, более сглаженной и непрерывной.

Сети дата-центров, ориентированные на IPv6

В мягком жужжании длиннющих коридоров массово масштабированных дата-центров функционируют миллионы виртуальных машин (VM), каждая из которых подключена к собственному адаптеру виртуальной сети, работающему по протоколу IP. В дата-центре, ориентированном на IPv6, виртуальные машины будут использовать только IPv6, без параллельного IPv4. Весь унаследованный доступ по IPv4 выносится на границу дата-центра, где на выходе и входе и выполняется преобразование. Таким образом, система предоставления ресурсов, виртуальные машины и сеть работают только с IPv6, который способен снабдить любое количество VM уникальными адресами, с чистой агрегацией для маршрутизации и коммутации.

«С истощением IPv4 автоматизированное конфигурирование становится просто невозможным, так как приходится постоянно бороться с фрагментацией адресного пространства и конкурировать за дефицитные ресурсы. Ключевое превосходство сетей, ориентированных на IPv6 заключается в том, что мы устраняем более 90 процентов проектных циклов, необходимых для облака», - утверждает Пол Завацки (Paul Zawacki), заслуженный инженер Oracle IT.

Корпоративные сети, ориентированные на IPv6

Когда Интернет только лишь начинался, и когда был создан протокол IPv4, подключенное к сети устройство представляло собой стационарный компьютер немалых габаритов, передававший только один тип трафика – данные. Каждый компьютер получал свой собственный IP-адрес, и все было в порядке. Сегодня сеть предприятия должна передавать наряду с данными еще и голос, и видео – и для каждого типа трафика часто развертываются отдельные сети vLAN, в результате чего возникают труднопреодолимые искусственные межсетевые границы, создающие тем большую проблему, чем больше мультимедийного программного обеспечения используется на разных устройствах. В сети IPv6 каждое устройство в сети может иметь несколько адресов (каждый со своим префиксом), маршрутизируемых и оптимизируемых для передачи голоса, видео и данных. Таким образом, обеспечивается оптимальный полный или ограниченный доступ к каждому сервису без применения раздельных vLAN.

И это – только вершина айсберга инноваций, разрабатываемых сейчас в отрасли. Нельзя не упомянуть и о невероятном прогрессе в «маломощных» сетях, изначально рассчитанных на применение IPv6 без какого-либо участия IPv4. Применение частных адресов, широко используемых теперь в IPv6, позволяет устройствам выполнять серверные приложения с публичным адресом IPv6, тогда как «клиентские приложения» ограничены краткосрочными, частично случайными адресами IPv6.

Во всех этих вариантах возможности IPv6 используются разными способами, но основаны они на единой IP-технологии. Главное в том, что достижения в одной области высекают искру инноваций в другой, постоянно расширяя масштабы охвата протокола IP. Очень интересно наблюдать, как новые варианты применения IPv6 пересекают множество границ и обеспечивают масштабную экономию, реализуя действительно повсеместное подключение. Здесь бьется сердце Всеобъемлющего Интернета.

О компании Cisco

Cisco, мировой лидер в области информационных технологий, помогает компаниям использовать возможности будущего и собственным примером доказывает, что, подключая неподключенное, можно добиться поразительных результатов.

Чистый объем продаж компании в 2013 финансовом году составил 48,6 млрд долларов.

Cisco, логотип Cisco, Cisco Systems и логотип Cisco Systems являются зарегистрированными торговыми знаками Cisco Systems, Inc. в США и некоторых других странах. Все прочие торговые знаки, упомянутые в настоящем документе, являются собственностью соответствующих владельцев.