Varför vi behövde IPv6

IPv4 erbjuder ungefär 4,3 miljarder adresser (2^32). När protokollet utformades på 1980-talet verkade det obegränsat, men den kraftiga ökningen av telefoner, bärbara datorer och smarta enheter förbrukade adresserna.

På 2010-talet hade de regionala register som delar ut adresser tömt sina lediga pooler, vilket tvingade fram den länge planerade övergången till IPv6.

IPv6 använder 128-bitarsadresser i stället för 32-bitarsadresser. Det ger 2^128 adresser – ungefär 340 undeciljoner, ett tal med 39 siffror.

Tillgången är så enorm att varje enhet på jorden skulle kunna ha otaliga adresser. Adressbrist, det grundläggande problemet med IPv4, försvinner helt med IPv6.

För att få IPv4 att räcka längre införde nätverk NAT (Network Address Translation), vilket lät många privata enheter dela på en offentlig adress. NAT sköt upp adressbristen men löste den inte.

NAT försvårar också direkta anslutningar mellan enheter och gör att vissa program inte fungerar som de ska. IPv6:s överflöd gör att varje enhet kan ha en riktig, globalt unik adress, vilket minskar beroendet av NAT.

Det tidiga internet utgick från ändpunktsanslutning: alla värdar skulle kunna nå alla andra direkt. NAT urholkade detta genom att dölja enheter bakom delade adresser.

IPv6 återställer möjligheten att nå ändpunkter direkt. Det gynnar peer-to-peer-appar, röst- och videosamtal samt sakernas internet, där många enheter behöver kunna adresseras direkt.

IPv6 har också fått en omgjord paket-header. Fält som sällan används har tagits bort och headern har fått fast storlek, vilket gör att routrar kan behandla den effektivare.

IPv6 tar dessutom bort fragmentering i routrar och headerns kontrollsumma, så det arbetet utförs på andra platser. Resultatet är vidarebefordran med enklare hantering jämfört med den mer komplexa IPv4-headern.

IPv6-enheter kan konfigurera sina egna adresser med hjälp av SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration). En router annonserar ett nätverksprefix och enheten bygger själv en fullständig adress.

Det minskar behovet av en DHCP-server i varje nätverk och förenklar konfigurationen jämfört med IPv4:s större beroende av manuell adresstilldelning eller DHCP.

Det går inte att bara utöka IPv4 – protokollets 32-bitarsfält är fast och inbyggt i otaliga system. En större adress krävde därför en helt ny protokollversion.

IPv6 standardiserades 1998 (RFC 2460, senare RFC 8200) just för att internet skulle kunna växa förbi IPv4:s fasta gräns utan att protokollets grundläggande utformning behövde brytas.

Eftersom IPv4 och IPv6 inte är direkt kompatibla har övergången tagit årtionden. Nätverk kör båda under den långa migreringen, en strategi som kallas dual-stack.

Stora innehållsleverantörer och mobiloperatörer hanterar nu stora mängder IPv6-trafik, och användningen fortsätter att öka när fler enheter och leverantörer aktiverar IPv6.

IPv6 utformades med stöd för IPsec (Internet Protocol Security) i åtanke, för kryptering och autentisering, och förbättrar även funktioner som mobilitet.

IPsec finns även för IPv4, men IPv6:s större och renare utformning gjorde det naturligare att bygga in sådana funktioner. Det stöder moderna krav på säkerhet och roaming.

Som tekniker kommer du allt oftare att se IPv6-adresser tillsammans med IPv4. Om du förstår varför IPv6 finns blir det lättare att hantera de längre och mer ovanliga adresserna utan förvirring.

I nästa lektion lär du dig att läsa, förkorta och klassificera dessa adresser, så att de blir lika välbekanta som IPv4:s punktseparerade decimalnotation.

I grunden finns IPv6 för att lösa adressbristen. Allt annat – renare headers, autokonfiguration och återställd direktanslutning mellan ändpunkter – följer av beslutet att utöka adressutrymmet.

Ha denna centrala drivkraft i åtanke, så slutar IPv6 att kännas skrämmande och börjar bli begripligt.

Du har lärt dig varför IPv6 behövdes.

• IPv4 har bara cirka 4,3 miljarder (2^32) adresser och fick slut på dem.
• IPv6 använder 128-bitarsadresser (2^128) – i praktiken obegränsat.
• NAT var en tillfällig lösning som bröt direktanslutningen mellan ändpunkter.
• IPv6 har en renare header och SLAAC för autokonfiguration.
• IPv4 och IPv6 samexisterar genom dual-stack under den långvariga migreringen.