Вінницький технічний фаховий коледж
Циклова комісія комп’ютерної інженерії
РЕФЕРАТ
_________________ Практика з СПЗ___________________
(назва дисципліни)
на тему: 19. Призначення та класифікація хмарних сервісів
Студента (ки) _2_курсу _2КІ1 групи
Галузь знань 12
Спеціальність 123
Ярослава КИРИЛЮКА
(ім’я та прізвище)
Керівник: Анатолій КОЛЕСНИК
(посада, вчене звання, науковий ступінь, ім’я та прізвище)
Національна шкала____________________
Кількість балів: _______Оцінка: ECTS
м. Вінниця – 2024
ЗМІСТ
Переваги IPv6 перед IPv4: 7
Висновки 11
Літературні джерела 12
ДОДАТКИ 13
1.1 Створення IPv6
Наприкінці 1992 року IETF оголосила конкурс на створення протоколу Інтернет наступного покоління (англ. IP Next Generation — IPng). 25 липня 1994 року IETF ствердила модель IPng з утворенням кількох робочих груп IPng. У 1996 було створено серію RFC, що визначали новий протокол Інтернет. Оскільки версія 5 вже була раніше призначена експериментальному протоколу передачі мультимедійних потоків, новий протокол отримав версію 6.
Оцінки повного вичерпання IPv4 адрес розрізнялись в 2000-х, але потім всі оцінки збігалися до 2011 року. У 2003 році директор APNIC Пол Уілсон (англ. Paul Wilson) заявив, що, виходячи з темпів поширення мережі Інтернет того часу, вільного адресного простору вистачить на одне-два десятиріччя. У вересні 2005 року Cisco Systems відзначила, що пула доступних адрес вистачить на 4—5 років. У вересні 2010, виходячи з даних IANA, весь пул адрес IPv4 буде розподілено реєстратурам (RIR) до середини 2011 року, в листопаді ця дата була перенесена на березень 2011. 3 лютого 2011 року IANA виділила останні п'ять блоків IP-адрес /8 (IPv4).
1.2 Впровадження та використання IPv6
З моменту створення IPv6 пройшло вже багато часу, проте ступінь впровадження та використання IPv6 у мережі Інтернет поки що незначний. Для проведення дослідження щодо ступеня впровадження IPv6 в українському та світовому сегменті мережі Інтернет було використано статистичні дані спеціалізованих ресурсів щодо впровадження IPv6 фірм CISCO [4] та Google [5]. Дані ресурси збирають статистичні дані користувачів, які відвідали їх ресурси і заслуговують на довіру. Так, згідно з даними фірми Google, кількість користувачів мережі Інтернет, які мають IPv6-адреси у світі, становить, на момент написання статті, близько 11-13%, в Україні ж - 0,23%. Динаміка темпів зростання використання користувачами IPv6 у світі показано на рисунку1.1 [5].
Рисунок 1.1- Зростання використання користувачами IPv6 у світі
Фірма CISCO для аналізу ступеня впровадження та використання IPv6 адрес використовує більш розширені параметри, такі як:
- Prefixes – кількість анонсованих та доступних у всьому світі префіксів IPv6;
- Transit AS – кількість транзитних мереж, що підтримують IPv6;
- Content - середня кількість відвідуваних сайтів, адаптованих до IPv6;
- Top500 – кількість сайтів із підтримкою IPv6 з рейтингу Alexa top 500;
- Users – кількість користувачів IPv6;
- Relative Index – усереднена оцінка впровадження IPv6, від 0 до 10.
Зведемо отримані дані для України, Росії, США та Бельгії у табл. 1.1
априкінці 1980-х стала очевидною нестача адресного простору Інтернет. На початку 1990-х, навіть після введення безкласової адресації, виявилось, що однієї економії та використання NAT'у буде замало, щоб запобігти вичерпання адресного простору, і необхідна зміна адресації. Крім того, накопичилась певна кількість пропозицій щодо усунення недоліків наявної моделі Інтернет.
Таблиця 1.1 Аналізу ступеня впровадження та використання IPv6 адрес
| Параметр | Україна | США | Бельгія |
| Prefixes | 44.27% | 35.62% | 38.26% |
| Transit AS | 39.91% | 65.8% | 82.7% |
| Content | 56.31% | 49.38% | 53.04% |
| Top500 | 68 | 87 | 103 |
| Users | 0.23% | 28.7% | 45.1% |
| Relative Index | 1.6 | 7.8 | 10 |
1.3 Порівняння IPv4 vта IPv6
Порівняння протоколів:
IP-адреси в протоколі IPv6 стали довжиною 128 біт, що дає 2128 варіантів унікальних адрес. На відміну від IPv4 з його використанням 32-бітних адрес, через що і виникли проблеми з нестачею адресного простор;
за довжиною змінився і формат. IPv6 має складніший вигляд, його вже просто так не запамʼятати. Наприклад, 2001:0DB8:AC10:FE01 :0000:0000:0000:0000. Та є й хороша новина – в таких адресах можна скоротити нулі зліва направо і записати у вигляді: 2001:DB8:AC10:FE01::. Також в IPv4 передбачені виключно числові методи адресації, а в IPv6 – шістнадцяткова система;
IPv4 використовує протоколи маршрутизації RIP, OSPF та BGP, а IPv6 – ефективніші механізми маршрутизації та балансування навантаження, як-от RIPng, OSPFv3, EIGRP для IPv6 та BGP4+, кожен з яких є доповненням свого попередника, що підтримує адреси та функції IPv6;
для IPv6 у швидкісних мережах додали підтримку пакетів до 4 ГБ;
серед покращень в IPv6 з’явилась багатоадресна передача, яка забезпечує одночасну доставку даних кільком отримувачам, зменшуючи водночас вимоги до пропускної здатності мережі;
швидкість. Загалом, суттєвої різниці між швидкостями IPv4 та IPv6 немає, хоча кілька тестів свідчать про те, що IPv6 у деяких ситуаціях може бути швидшим. Зокрема у блозі Facebook “Engineering at Meta” зазначено, що доступ до Facebook може бути на 10-15% швидшим з IPv6. Однією з причин, чому IPv6 може бути швидшим, є те, що він не витрачає час на перетворення мережевих адрес (NAT);
Таблиця 1.2 Порівняння адресації IPv4 та IPv6
| | IPv4 | IPv6 |
| Довжина адреси | 32 біти (4 байти) | 128 біт (16 байт) |
| Кількість унікальних адрес | 4 294 967 296 | 79 228 162 514 264 337 593 543 950 336 |
| Приклад адреси у вигляді тексту | aaa.aaa.aaa.aaa | xxxx:хххх:хххх:хххх:хххх:хххх:хххх:хххх |
Переваги IPv6 перед IPv4:
адрес вистачить на багато десятиліть у майбутньому. а це означає, що можна буде повністю відмовитися від NAT;
кожен пристрій, підключений до мережі зможе отримати свою білу IP-адресу;
у порівнянні з IPv4, IPv6 забезпечує більше корисне навантаження;
у Протоколі IPv6 вбудована технологія QoS (Quality of Service), завдяки якій визначаються чутливі до затримки пакети;
добре запрацюють peer-to-peer (P2P) мережі, в яких пристрої можуть безпосередньо конектитися між собою;
обовʼязкова підтримка в IPv6 шифрування трафіку IPSec, який шифрує дані в джерелі й розшифровує в пункті призначення, роблячи протокол безпечнішим;
IP-адреси версії 6 можна створювати й налаштовувати автоматично завдяки технології SLAAC, Stateless Address Autconfiguration. Це істотно спрощує адміністрування мережі;
У IPv6 спростили заголовки пакетів, тож їх обробка стала простішою і швидшою.
Рисунок 1.2- Заголовки пакетів протоколів IPv4 та IPv6.
1.4 Взаємодія IPv6 та IPv4
Після того, як адресний простір в IPv4 закінчиться, два стеки протоколів – IPv6 та IPv4 – будуть використовуватись паралельно, з поступовим збільшенням частки трафіку IPv6, порівняно з IPv4. Така ситуація стане можливою через наявність величезної кількості пристроїв, у тому числі застарілих, які не підтримують IPv6 і потребують спеціального перетворення для роботи з пристроями, які використовують лише IPv6.
На сьогоднішній день відомо три основні способи забезпечення взаємодії IPv6 та IPv4- подвійний стек, тунелювання та трансляція протоколів.
Подвійний стек. Термін подвійний стек означає, що хост або роутер використовують і IPv4, і IPv6 одночасно. Для хоста це виглядає наступним чином – у нього є власні IPv4 адреса і IPv6 адреса, так що він може посилати IPv4 пакети іншим IPv4 хостам і IPv6 пакети іншим IPv6 хостам. Для роутера це виглядає трохи інакше - крім звичайних IPv4 адресації та протоколів маршрутизації необхідно також налаштувати IPv6 адресацію та протоколи маршрутизації, після чого роутер може приймати і пересилати і IPv4, і IPv6 пакети від хостів.
Подвійний стек може стати розумним планом міграції окремого підприємства IPv6 для комунікації всередині підприємства. Роутери досить просто налаштувати використання подвійного стека, і більшість операційних систем сьогодні підтримують протокол IPv6. В окремих випадках може знадобитися оновлення апаратного та/або програмного забезпечення, але це не є критичним моментом, оскільки цей механізм дозволяє повільну міграцію та дає час, щоб розібратися з усіма тонкощами роботи IPv6.
Тунелювання. Інший механізм підтримки IPv4-IPv6 взаємодії – тунельована, яка найчастіше використовується, коли дві мережі з однією технологією необхідно з'єднати через транзитну мережу, де використовується інша технологія. Прикордонний пристрій (як правило, шлюз або маршрутизатор), який розташовується на межі вихідної та транзитної мережі, інкапсулює IPv6 пакети, надіслані хостом, в IPv4 пакети. Вилучення пакетів протоколу, що транспортується, з несучих пакетів виконує другий прикордонний пристрій, який знаходиться на кордоні між транзитною мережею і мережею призначення. Прикордонні пристрої вказують у несучих пакетах свої адреси, а не адреси вузлів мережі призначення [8]. Концепція такого тунелювання дуже схожа на тунель VPN.
Трансляція. Два розглянуті вище механізми взаємодії двох протоколів – подвійний стек і тунелювання – розраховують, що хост підтримує щонайменше протокол IPv6 або навіть обидва протоколи. Як би там не було в окремих випадках хосту, який працює тільки з IPv6, потрібна комунікація з хостом, який працює лише з IPv4. І тому існує третій механізм – механізм, який перетворює заголовки IPv6 пакетів на заголовки IPv4 і назад.
Як транслюючий елемент можуть виступати програмний або апаратний шлюз, міст, комутатор або маршрутизатор.
Найбільш відомий метод трансляції – NAT64, що дозволяє IPv6-пристроям працювати з IPv4-пристроями. Однак у цій схемі є одна особливість – необхідність додаткової підтримки системи доменних імен DNS, одного з найкритичніших програм Інтернету. Адже при зверненні до будь-якого веб-сайту або надсилання електронної пошти DNS бере на себе завдання трансляції імені на цифрову адресу протоколу IP (неважливо - IPv4 або IPv6). Спеціально для механізму трансляції було розроблено DNS64, який заміщає адресу IPv4 у відповіді DNS на синтезовану адресу IPv6, зрозумілу і клієнту, і транслятору протоколів NAT64 [9].
Різні види тунелів і механізми трансляції – відмінне рішення для численних невеликих мереж, і навіть цілком життєздатний спосіб організації взаємодії великих мереж. Але не можна забувати, що складно розраховувати на високу якість та надійність тунелів – за одним тунелем може ховатися довгий маршрут IPv4, що проходить через кілька мереж зі своїми специфічними проблемами. Найбільш якісним рішенням, без сумніву, залишається реальне підключення до провайдера IPv6.
Висновки
«Величезне зростання корпоративних мереж пояснюється їх перевагами, заснованими на сучасному використанні інформації, швидкому доступі до даних і наявності великої кількості користувачів, вже знайомих з необхідним програмним забезпеченням по роботі в інтернеті, який, як і корпоративні мережі, заснований на технології клієнт-сервер.
Виходячи з того, що корпоративна мережа передачі даних об’єднує центральний офіс та віддалені підрозділи, слідує, що швидкість роботи працівників різних частин мережі має змогу істотно підвищитись.»[3]
Розроблений реферат комп’ютерної мережі корпорації Укрелектротранс для 2392 ІР-адрес. Забезпечено 3008 ІР-адрес для підключення кінцевих пристроїв. Така кількість адреса зумовлена особливістю технологій поділу на підмережі. Але це надає корпорації можливість досить суттєвого масштабування комп’ютерної мережі.
Курсовий проект був створений засобами середовища розробки та проектування Cisco Pacet Tracer. для розробки використано мережеве обладнання CISCO, сучасні методи та технології проєктування. Виконано моделювання роботи комп’ютерної мережі корпорації Укрелектротранс, яка складається з трьох їпідрозділів. В кожному підрозділі використані різні види мереж та видів маршрутизаціїї. Всі три мережі з’єднанні між собою за допомогою послідовних з’єднань через один «центральний» маршрутизатор, на якому налаштована статична маршрутизація.
Побудова мережі за виконаним рефератом та її використання на практиці в майбутньому дасть можливість визначити її ефективність та адаптувати до потреб користувачів.
Літературні джерела
Микитишин А.Г., Митник М.М. , Стухляк П.Д. Комп’ютерні мережі, книга.1. Навчальний посібник для технічних спеціальностей, К: Магнолія, 2021.-256с.
Блозва А. І. [та ін.]. Комп’ютерні мережі : навчальний посібник, К. : Компрінт, 2017. - 840 с.
Журавська І. М. Проектування та монтаж локальних комп’ютерних мереж. навч. посіб. Миколаїв: Вид-во ЧДУ ім. Петра Могили, 2016 –360 с.
Жураковський Б.Ю., Зенів І.О. Комп’ютерні мережі. частина 1, навчальний посібник,Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського 2020 [Електронне мережне навчальне видання ]. URL: https://ela.kpi.ua › bitstream
Cisco IPv6 Lab: IPv6 Deployment. URL: http://6lab.cisco.com/stats/index.php
Google statistics IPv6 Режим доступа: http://www.google.com/intl/en/ipv6/statistics.html
Городецька О. С., Гикавий В. А., Онищук О. В. Комп’ютерні мережі,
Навчальний посібник, Вінниця: ВНТУ, 2017 [Електронний ресурс url: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/IRVC/2021/Gorodetska_2017_129.pdf.
URL: http://km.ptngu.com/lections/2.html
URL: http://surl.li/cwnor
URL: http://www.kntu.kr.ua/?view=article&id=568
https://uk.wikipedia.org/wiki/IPv6
RFC 2544: Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices. http://www.ietf.org/rfc/rfc2544.txt.
ДОДАТКИ
Ґ – Налаштування центрального маршрутизатора (Router10)