Gambaran umum Protokol Internet versi 6 (IPv6)

Artikel
04/08/2023

Protokol Internet versi 6 (IPv6) adalah serangkaian protokol standar untuk lapisan jaringan Internet. IPv6 dirancang untuk menyelesaikan banyak masalah versi suite Protokol Internet saat ini (dikenal sebagai IPv4) tentang penipisan alamat, keamanan, konfigurasi otomatis, ekstensibilitas, dan sebagainya. IPv6 memperluas kemampuan Internet untuk memungkinkan jenis aplikasi baru, termasuk aplikasi peer-to-peer dan seluler. Berikut adalah masalah utama dari protokol IPv4 saat ini:

Pengurangan ruang alamat yang cepat.

Ini telah menyebabkan penggunaan Penerjemah Alamat Jaringan (NAT) yang memetakan beberapa alamat privat ke satu alamat IP publik. Masalah utama yang dibuat oleh mekanisme ini adalah memproses overhead dan kurangnya konektivitas end-to-end.
Kurangnya dukungan hierarki.

Karena organisasi kelas yang telah ditentukan sebelumnya, IPv4 tidak memiliki dukungan hierarkis sejati. Tidak mungkin untuk menyusun alamat IP dengan cara yang benar-benar memetakan topologi jaringan. Kelemahan desain penting ini menciptakan kebutuhan akan tabel perutean besar untuk mengirimkan paket IPv4 ke lokasi mana pun di Internet.
Konfigurasi jaringan kompleks.

Dengan IPv4, alamat harus ditetapkan secara statik atau menggunakan protokol konfigurasi seperti DHCP. Dalam situasi yang ideal, host tidak perlu mengandalkan administrasi infrastruktur DHCP. Sebaliknya, host akan dapat mengonfigurasi dirinya sendiri berdasarkan segmen jaringan tempat host berada.
Kurangnya autentikasi dan kerahasiaan bawaan.

IPv4 tidak memerlukan dukungan untuk mekanisme apa pun yang menyediakan autentikasi atau enkripsi data yang ditukar. Ini berubah dengan IPv6. Keamanan Protokol Internet (IPSec) adalah persyaratan dukungan IPv6.

Rangkaian protokol baru harus memenuhi persyaratan dasar berikut:

Perutean dan alamat skala besar dengan overhead rendah.
Konfigurasi otomatis untuk berbagai situasi penyambungan.
Autentikasi dan kerahasiaan bawaan.

Pengalamatan IPv6

Dengan IPv6, alamat memiliki panjang 128 bit. Salah satu alasan untuk ruang alamat yang begitu besar adalah untuk membagi alamat yang tersedia ke dalam hierarki domain perutean yang mencerminkan topologi Internet. Alasan lain adalah untuk memetakan alamat adaptor jaringan (atau antarmuka) yang menghubungkan perangkat ke jaringan. IPv6 memiliki kemampuan bawaan untuk menentukan alamat pada tingkat terendah, yaitu berada di tingkat antarmuka jaringan, dan juga memiliki kemampuan konfigurasi otomatis.

Representasi teks

Berikut ini adalah tiga formulir konvensional yang digunakan untuk merepresentasikan alamat IPv6 sebagai string teks:

Bentuk heksadesimal titik dua:

Ini adalah bentuk n:n:n:n:n:n:n:nyang disukai . Masing-masing n mewakili nilai heksadesimal dari salah satu dari delapan elemen alamat 16-bit. Sebagai contoh: 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.
Formulir terkompresi:

Karena panjang alamat, umum untuk memiliki alamat yang berisi string panjang dengan nol. Untuk menyederhanakan penulisan alamat ini, gunakan formulir terkompresi, di mana satu urutan berdampingan 0 blok diwakili oleh simbol titik dua (::). Simbol ini hanya dapat muncul sekali pada satu alamat. Misalnya, alamat multicast FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 dengan formulir terkompresi adalah FFED::BA98:3210:4562. Alamat unicast 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 dengan formulir terkompresi adalah 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0. Alamat loopback 0:0:0:0:0:0:0:1 dalam bentuk terkompresi adalah ::1. Alamat yang tidak ditentukan 0:0:0:0:0:0:0:0 pada formulir terkompresi adalah ::.
Bentuk campuran:

Formulir ini menggabungkan alamat IPv4 dan IPv6. Dalam hal ini, format alamat adalah n:n:n:n:n:n:d.d.d.d, di mana setiap n mewakili nilai heksadesimal dari enam elemen alamat 16-bit urutan tinggi IPv6, dan masing-masing d mewakili nilai desimal alamat IPv4.

Jenis alamat

Bit jarak antar baris menentukan jenis alamat IPv6 tertentu. Bagian panjang variabel yang berisi bit jarak antar baris ini disebut Format Prefix (FP).

Alamat unicast IPv6 dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama berisi awalan alamat, dan bagian kedua berisi pengidentifikasi antarmuka. Cara singkat untuk menunjukkan kombinasi alamat /awalan IPv6 adalah sebagai berikut: ipv6-address/prefix-length.

Berikut ini adalah contoh alamat dengan awalan 64-bit.

3FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64.

Awalan dalam contoh ini adalah 3FFE:FFFF:0:CD30. Alamat juga dapat ditulis dalam formulir terkompresi, seperti 3FFE:FFFF:0:CD30::/64.

IPv6 menguraikan jenis alamat berikut:

Alamat unicast:

Pengidentifikasi untuk satu antarmuka. Paket yang dikirim ke alamat ini dikirim ke antarmuka yang diidentifikasi. Alamat unicast dibedakan dari alamat multicast berdasarkan nilai oktet tingkat tinggi. Oktet tingkat tinggi pada alamat multicast memiliki nilai heksadesimal FF. Nilai lain untuk oktet ini mengidentifikasi alamat unicast. Berikut ini adalah berbagai jenis alamat unicast:
- Alamat lokal tautan:
  
  Alamat ini digunakan pada satu tautan dan memiliki format berikut: FE80::*InterfaceID*. Alamat link-lokal digunakan antara node pada link untuk konfigurasi alamat otomatis, penemuan tetangga, atau ketika tidak adanya router. Alamat link-lokal digunakan terutama saat pengaktifan dan ketika sistem belum memperoleh alamat dengan cakupan yang lebih besar.
- Alamat lokal situs:
Alamat ini digunakan pada satu situs dan memiliki format berikut: FEC0::*SubnetID*:*InterfaceID*. Alamat situs-lokal digunakan untuk pengalamatan di dalam situs web tanpa perlu awalan global.
- Alamat unicast IPv6 global:
Alamat ini dapat digunakan di internet dan memiliki format berikut: *GlobalRoutingPrefix*::*SubnetID*:*InterfaceID*.
Alamat multicast:

Pengidentifikasi untuk satu rangkaian antarmuka (biasanya milik node yang berbeda). Paket yang dikirim ke alamat ini dikirim ke semua antarmuka yang diidentifikasi oleh alamat. Jenis alamat multicast menggantikan alamat siaran IPv4.
Alamat anycast:

Pengidentifikasi untuk satu rangkaian antarmuka (biasanya milik node yang berbeda). Paket yang dikirim ke alamat ini dikirim ke hanya satu antarmuka yang diidentifikasi oleh alamat. Ini adalah antarmuka terdekat seperti yang diidentifikasi oleh metrik perutean. Alamat anycast diambil dari ruang alamat unicast dan tidak dapat dibedakan secara sintaksis. Antarmuka yang digunakan menunjukkan perbedaan antara alamat unicast dan anycast sebagai fungsi dari konfigurasinya.

Secara umum, node selalu memiliki alamat link-lokal. Mungkin memiliki alamat situs-lokal dan satu atau lebih alamat global.

Perutean IPv6

Mekanisme perutean yang fleksibel adalah keuntungan dari IPv6. Karena bagaimana ID jaringan IPv4 dan dialokasikan, tabel perutean besar perlu dipertahankan oleh router yang ada di tulang punggung Internet. Router ini harus mengetahui semua rute untuk meneruskan paket yang berpotensi diarahkan ke node apa pun di Internet. Dengan kemampuannya untuk mengagregasi alamat, IPv6 memungkinkan penetapan alamat yang fleksibel dan secara drastis mengurangi ukuran tabel perutean. Dalam arsitektur alamat baru ini, router perantara harus melacak hanya bagian lokal jaringan mereka untuk meneruskan pesan dengan tepat.

Penemuan tetangga

Beberapa fitur yang disediakan oleh penemuan tetangga adalah:

Penemuan router: Ini memungkinkan host untuk mengidentifikasi router lokal.
Resolusi alamat: Ini memungkinkan simpul untuk menyelesaikan alamat lapisan tautan untuk alamat lompatan berikutnya yang sesuai (pengganti Protokol Resolusi Alamat [ARP]).
Konfigurasi otomatis alamat: Ini memungkinkan host untuk secara otomatis mengonfigurasi alamat lokal situs dan global.

Penemuan tetangga menggunakan pesan Protokol Pesan Kontrol Internet untuk IPv6 (ICMPv6) yang meliputi:

Iklan router: Dikirim oleh router secara berkala semu atau sebagai respons terhadap ajakan router. Router IPv6 menggunakan iklan router untuk mengiklankan ketersediaannya, awalan alamat, dan parameter lainnya.
Ajakan router: Dikirim oleh host untuk meminta agar router pada tautan segera mengirim iklan router.
Ajakan tetangga: Dikirim oleh node untuk resolusi alamat, deteksi alamat duplikat, atau untuk memverifikasi bahwa tetangga masih dapat dijangkau.
Iklan tetangga: Dikirim oleh simpul untuk menanggapi ajakan tetangga atau memberi tahu tetangga tentang perubahan alamat lapisan tautan.
Pengalihan: Dikirim oleh router untuk menunjukkan alamat lompatan berikutnya yang lebih baik ke tujuan tertentu untuk simpul pengiriman.

Konfigurasi otomatis IPv6

Salah satu tujuan penting untuk IPv6 adalah untuk mendukung node Plug and Putar. Artinya, seharusnya node dicolokkan ke jaringan IPv6 dan mengonfigurasinya secara otomatis tanpa intervensi manusia.

Jenis konfigurasi otomatis

IPv6 mendukung jenis konfigurasi otomatis berikut:

Konfigurasi otomatis stateful:

Jenis konfigurasi ini memerlukan tingkat intervensi manusia tertentu karena membutuhkan server Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) untuk penginstalan dan administrasi node. Server DHCPv6 menyimpan daftar node yang menyediakan informasi konfigurasi. Daftar ini juga mempertahankan informasi status sehingga server tahu seberapa lama setiap alamat digunakan, dan waktu yang dapat tersedia untuk penugasan ulang.
Konfigurasi otomatis tanpa status:

Jenis konfigurasi ini cocok untuk organisasi kecil dan individu. Dalam hal ini, setiap hosting menentukan alamatnya dari konten iklan router yang diterima. Menggunakan standar IEEE EUI-64 untuk menentukan bagian ID jaringan alamat, masuk akal untuk mengasumsikan keunikan alamat hosting pada link.

Terlepas dari cara alamat ditentukan, node harus memverifikasi bahwa alamat potensialnya unik untuk link lokal. Dilakukan dengan mengirimkan pesan ajakan tetangga ke alamat potensial. Jika node menerima respons apa pun, node tahu bahwa alamat sudah digunakan dan harus menentukan alamat lain.

Mobilitas IPv6

Proliferasi perangkat seluler telah memperkenalkan persyaratan baru: Perangkat harus dapat mengubah lokasi secara sesekali di Internet IPv6 dan masih mempertahankan koneksi yang ada. Untuk menyediakan fungsi ini, node seluler ditetapkan alamat rumah tempat node selalu dapat dijangkau. Ketika node seluler berada di rumah, node tersebut terhubung ke link rumah dan menggunakan alamat rumahnya. Ketika node seluler jauh dari rumah, agen rumah, yang biasanya merupakan router, menyampaikan pesan antara node seluler dan node yang berkomunikasi dengannya.

Menonaktifkan atau mengaktifkan IPv6

Untuk menggunakan protokol IPv6, pastikan Anda menjalankan versi sistem operasi yang mendukung IPv6 dan pastikan sistem operasi dan kelas jaringan dikonfigurasi dengan benar.

Langkah-langkah konfigurasi

Tabel berikut mencantumkan berbagai konfigurasi

OS IPv6 diaktifkan?	Kode IPv6 diaktifkan?	Deskripsi
❌ Tidak	❌ Tidak	Dapat mengurai alamat IPv6.
❌ Tidak	✔️ Ya	Dapat mengurai alamat IPv6.
✔️ Ya	❌ Tidak	Dapat mengurai alamat IPv6 dan menetapkan alamat IPv6 dengan menggunakan metode resolusi nama yang tidak ditandai usang.
✔️ Ya	✔️ Ya	Dapat mengurai dan menetapkan alamat IPv6 dengan menggunakan semua metode termasuk yang ditandai usang.

IPv6 diaktifkan secara default. Untuk mengonfigurasi sakelar ini dalam variabel lingkungan, gunakan DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6 variabel lingkungan. Untuk informasi selengkapnya, lihat variabel lingkungan .NET: DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6.