IPv6 nabízí řadu nových možností a služeb, které by do určité míry mohly změnit tvář současného internetu. V následujícím článku se podíváme na otázky spojené se zajištěním kvality služeb či podporou mobility. Obě představují palčivý problém dnešního IPv4 internetu.

QoS a směrování

Dle mého soudu jednou z největších výhod IPv6 jsou změny, které se týkají kvality služeb (QoS) a s tím souvisejícím směrováním. Ač se to na první pohled může zdát překvapivé, pakety tráví obvykle většinu svého životního cyklu na směrovačích a nikoli v drátech či bezdrátové síti. Směrovač je zařízení, které si můžeme představit jako poštu, která rozhoduje, jakým směrem (tedy kterým kabelem) poslat ten který paket. 

Toto rozhodování ale není úplně jednoduché. V prvním přiblížení jde o určení správného směru, což se děje obvykle na základě prefixu adresy a to až do určité úrovně, kde přistupují ke slovu specializovanější tabulky – stejný začátek adresy znamená určité lokální umístění a pro směrovač je pak jasné, zdali míří daný paket do Austrálie nebo Číny. Mimo to má směrovač také řadu dalších úkolů – musí dbát na to, aby neposílal data nekonečně dlouho nebo nešířil poškozené pakety. Funkcí má samozřejmě mnohem více, ale toto jsou ve stručnosti alespoň některé. IPv6 přináší to, že zjednodušuje hlavičku, kterou směrovač čte. Tím se zrychluje čtení a zpracování dat, které je pro routery netriviálně obtížné a současně se snižuje velikost hlavičky, což má za následek potřebu přenášet méně dat a tím pádem další akceleraci rychlosti či propustnosti sítě. 

Tak jak jsme činnost směrovačů popsali, byl by internet dokonale spravedlivou sítí, kde by měl každý paket zaručeno, že se dostane k cíli v nejkratším možném čase. To by bylo dobré u ideální sítě, která nemá zpoždění nebo omezenou kapacitu. Naše požadavky jsou ale poněkud odlišné – když s někým telefonuje na Skype, jsme ochotni tolerovat zpoždění v komunikaci maximálně v řádu 200 milisekund a naopak když zasíláme e-mail nevadí nám zpoždění v řádech jednotek sekund. 

Jde tedy o to označit pakety, které by měly mít při odbavovaní na směrovačích přednost, a které je možné případně částečně pozdržet. Právě tomuto procesu se říká zajištění kvality služeb. Zatímco IPv4 toto dokázala řešit jen velmi omezeně a komplikovaně, v IPv6 se s tímto počítá přímo v hlavičce, kde jsou uvedeny informace o tom, jak je daný paket důležitý. Směrovač pak ty důležitější odbavuje přednostně. 

S tímto souvisí také případný rozvoj multimediálních služeb, které budou schopny daleko více využívat síť k přenosu dat. Můžeme se tak těšit na lepší podporu živého vysílání videa nebo na řadu dalších operací, které jsou citlivé na zpoždění v rámci sítě. Zlepšit by se tak mohla například IP telefonie nebo se otvírají lepší možnosti pro distanční výuku. Ač není podpora QoS v IPv6 vše řešící jedná se o podstatný technologický krok kupředu. 

Podpora mobility

Dalším tématem, které souvisí se směrováním, i když poněkud odlišně nežli QoS, je podpora mobility. Problém se zdá být nasnadě – jak zajistit efektivní směrování a komunikaci mezi dvěma zařízeními, z nichž alespoň jedno se pohybuje a svojí adresu, vinou přecházení ze sítě do sítě, mění. Tato problematika je stále důležitější, pokud uvážíme, jaká zařízení se v síti vyskytují – již to nejsou jen servery a stolní počítače nebo notebooky, které své umístění v průběhu činnosti mění jen málo, ale stále více jde o čtečky knih, mobilní telefony, tablety a řadu dalších zařízení, které se pohybují opravdu intenzivně. Zatímco IPv4 tento problém neřeší vůbec, šestková verze se snaží o zásadní změnu a podporu tohoto způsobu komunikace. Jaká je základní idea? 

Každý uzel má nějaké místo, kde je doma. Může to být domácí router, směrovač ve firmě či jakýkoli jiný uzel. Jak již z označení vyplývá, domovský směrovač se nepohybuje, ale udržuje komunikaci s pohybujícím se uzlem. Ten hlásí domácímu směrovači svoji aktuální adresu, kdykoli je potřeba nebo když ji změní. Pokud chce někdo s mobilním uzlem komunikovat, jednoduše se obrátí na domovský směrovač. 

Zde pak mohou nastat dvě možnosti. Domovský bod předá paket mobilnímu uzlu a ten se může pokusit ustanovit přímé spojení mezi odesilatelem a příjemcem. Pokud se to podaří, je v tuto chvíli domovské zařízení mimo hru. Pravdou ale je, že toto funguje jen, když mobilní uzel momentálně nemění svojí pozici. 

Pokud ji ale mění, nastupuje druhá varianta komunikace. Vše běží přes domovský směrovač, který má aktuální informace o síti mobilního uzlu a může tak efektivně směrovat. Varianta, kdy jsou oba komunikující uzly mobilní, je triviálně symetrická. Podobný koncept komunikace známe například z mobilních telefonních sítí, kde komunikace probíhá mezi dvěma vysílači a ty pak jen předávají informace oběma pohybujícím se telefonům. 

Asi největším problémem mobilní komunikace není ani tak samotné směrování, ale řada drobností, které s ním souvisí – jde především o problematiku zajištění QoS v mobilních sítích, tedy jak optimalizovat spojení tak, aby zde byla minimální prodleva, případně nízká ztrátovost paketů a především otázka bezpečnosti. 

Právě posledně zmiňovaný parametr nelze v dnešní době brát vůbec na lehkou váhu. A právě proto se v příštím díle zaměříme právě na zabezpečení v IPv6, které je jeho integrální součástí, podíváme se krátce na bezstavovou konfiguraci nebo na techniky, které by měli zajistit snadný přechod z IPv4 do IPv6 a jejich vzájemnou koexistenci.

22. 3. 2011

Autor: