IPv6

IPv6 to nowsza wersja protokołu adresowania sieciowego, wprowadzona z powodu wyczerpywania się puli adresów IPv4.

Adresowanie IPv6 i zapis adresu

IPv6 jest protokołem warstwy sieciowej używanym do identyfikowania urządzeń i przekazywania pakietów między sieciami. Każdy adres IPv6 ma długość 128 bitów, dlatego przestrzeń adresowa jest znacznie większa niż w IPv4, gdzie adres ma 32 bity. Adres zapisuje się jako osiem grup po cztery cyfry szesnastkowe, oddzielonych dwukropkami, na przykład 2001:db8:1234:1:0000:0000:0000:25. Zera wiodące w każdej grupie można pomijać, a jeden najdłuższy ciąg kolejnych grup zawierających wyłącznie zera można zastąpić podwójnym dwukropkiem. Ten skrócony zapis może mieć postać 2001:db8:1234:1::25. Podwójnego dwukropka nie stosuje się więcej niż raz w jednym adresie, ponieważ utrudniałoby to jednoznaczne odtworzenie pominiętych grup.

Adres IPv6 jest zwykle opisywany razem z długością prefiksu, na przykład 2001:db8:1234:1::25/64. Liczba po ukośniku określa, ile pierwszych bitów należy do prefiksu sieci. W typowej sieci lokalnej prefiks ma długość /64, natomiast pozostała część adresu służy do identyfikacji interfejsu. Adres ::1 oznacza interfejs lokalny, czyli odpowiednik adresu pętli zwrotnej 127.0.0.1 w IPv4. Adres :: jest adresem nieokreślonym i nie identyfikuje konkretnego interfejsu. Adresy link-local z zakresu fe80::/10 służą do komunikacji w obrębie jednego segmentu sieci i są obecne na wielu aktywnych interfejsach IPv6, nawet gdy urządzenie nie otrzymało jeszcze globalnego adresu.

Jak urządzenie otrzymuje konfigurację sieci

IPv6 może konfigurować adres interfejsu bez klasycznego ręcznego wpisywania wszystkich parametrów. Mechanizm SLAAC, opisany w RFC 4862, wykorzystuje komunikaty Router Advertisement wysyłane przez router. Zawierają one między innymi prefiks sieci i informacje potrzebne do utworzenia adresu. Urządzenie może na tej podstawie utworzyć własny identyfikator interfejsu, a następnie sprawdzić, czy wybrany adres nie jest już używany. Współczesne systemy często tworzą również tymczasowe adresy zwiększające prywatność, zamiast stale używać identyfikatora wynikającego bezpośrednio z adresu sprzętowego interfejsu.

Drugim mechanizmem jest DHCPv6, opisany w RFC 8415. Może on przekazywać dodatkowe parametry konfiguracji, a w określonym trybie także przydzielać adresy. Router Advertisement określa, czy host powinien używać SLAAC, DHCPv6, czy obu mechanizmów. Do ustalania bramy domyślnej IPv6 używany jest komunikat Router Advertisement, a nie klasyczna opcja bramy znana z DHCP dla IPv4. Protokół IPv6 nie korzysta z rozgłoszeń typu broadcast. Ich rolę w wielu procedurach zastępuje multicast, czyli wysyłanie pakietu do grupy odbiorców. Protokół Neighbor Discovery, opisany w RFC 4861, wykorzystuje ICMPv6 do wykrywania sąsiadów, ustalania adresów warstwy łącza i sprawdzania osiągalności urządzeń.

IPv6 w połączeniu z IPv4

W domowej lub biurowej sieci IPv6 często działa równolegle z IPv4. Taki sposób pracy nazywa się dual stack. Komputer może wtedy posiadać jednocześnie adres IPv4 i jeden lub kilka adresów IPv6, a system wybiera trasę na podstawie dostępności celu i zasad wyboru adresu. Sama obecność adresu IPv6 nie oznacza, że każde połączenie będzie realizowane tą wersją protokołu. Jeżeli usługa ma rekordy DNS typu A i AAAA, aplikacja oraz system operacyjny mogą próbować użyć obu rodzin adresów i skorzystać z działającej ścieżki.

IPv6 został zaprojektowany bez konieczności stosowania translacji adresów na wzór NAT, ponieważ duża przestrzeń adresowa pozwala nadawać urządzeniom routowalne adresy. Nie oznacza to jednak, że router IPv6 może przepuszczać dowolny ruch. Zapora sieciowa nadal decyduje, które połączenia przychodzące i wychodzące są dozwolone. W praktyce problemy mogą wynikać z częściowej obsługi IPv6 przez router, nieprawidłowych reguł zapory, braku poprawnych rekordów AAAA, niedziałającego DNS albo błędnego rozgłaszania prefiksu. Ważnym elementem diagnostyki jest także ICMPv6, ponieważ komunikaty tego protokołu są potrzebne między innymi do działania Neighbor Discovery i ustalania maksymalnego rozmiaru pakietu na trasie. Blokowanie całego ICMPv6 może więc powodować awarie, których nie wyjaśnia samo połączenie z routerem.

Sprawdzanie działania IPv6 w systemie Windows

Podstawowe informacje o konfiguracji można odczytać w systemie Windows poleceniem ipconfig /all. W wynikach warto sprawdzić, czy interfejs ma adres globalny lub unikatowy lokalnie, adres link-local, bramę domyślną oraz serwery DNS. Sam adres zaczynający się od fe80:: potwierdza aktywność IPv6 na łączu lokalnym, ale nie dowodzi dostępu do Internetu. Test stosu lokalnego można wykonać poleceniem ping -6 ::1, natomiast test komunikacji z konkretnym hostem wymaga użycia jego nazwy lub adresu IPv6, na przykład ping -6 example.com, jeśli dana domena publikuje rekord AAAA.

Trasę pakietu można sprawdzić poleceniem tracert -6 z nazwą hosta albo adresem IPv6. W PowerShell przydatne jest polecenie Get-NetIPConfiguration, które pokazuje interfejsy, adresy, bramy i informacje DNS. Przy analizie usterki należy rozdzielić kilka etapów: uzyskanie adresu, obecność trasy domyślnej, rozwiązywanie nazw oraz faktyczne połączenie z usługą. Jeżeli działa ping do bramy, ale nie działa połączenie z nazwą domenową, podejrzany jest DNS. Jeżeli urządzenie ma adres i bramę, lecz połączenia IPv6 nie przechodzą, trzeba sprawdzić trasę, zaporę, router oraz komunikaty ICMPv6. Warszawskie Pogotowie Komputerowe zajmuje się profesjonalną naprawą laptopów i komputerów PC, w tym diagnostyką problemów z konfiguracją sieciową oraz podzespołami odpowiedzialnymi za łączność.