7. 5. 2009
Teoretický a praktický prístup k využívaniu IPv6 sietí
13:01 | 
Zverejnil
Peter Svec
1 Úvod
Internetový protokol verzie 6 je štandardizovaný už 10 rokov avšak jeho používanie je viac-menej sporadické. V súčasnej dobe organizácie zodpovedné za prideľovanie IPv4 adries varujú, že sa blíži moment keď už ďalšie adresy nebudú k dispozícii. Predpokladaným dátumom je jún 20111. Vyčerpanie adresného priestoru nenastane zo dňa na deň, ale bude to postupný proces. Korporácie vyvíjajúce sieťové zariadenia deklarujú podporu tohto protokolu ako aj mnohé chrbticové siete a teda sieť ako taká je na prechod v podstate pripravená. Problémom zostáva pohľad koncového používateľa, ktorý nemá dôvod niečo meniť pokiaľ všetko funguje a pokiaľ má prístup k obsahu, ktorý je v súčasnosti v IPv4 sieti napriek teoretickým výhodám, ktoré IPv6 prináša. Niektoré z týchto teoretických výhod môžu byť z pohľadu používateľa v kontraste s realitou, ktorú ponúka prax.
2 Teoretické výhody
Protokol IPv6 zväčšuje priestor pre adresu z 32bitov na 128bitov, zjednodušuje samotnú hlavičku IP protokolu vypustením niektorých polí a zavádza jej fixnú dĺžku. V IPv4 musí každý smerovač vypočítavať kontrolný súčet IP hlavičky z dôvodu povinnej zmeny hodnoty TTL o jedna na každom smerovači. Tento výpočet znamená určité zdržanie a plytvanie výpočtovým časom. V IPv6 sa rozhodlo, že nie je dôvod vypočítavať kontrolný súčet vzhľadom na spoľahlivosť dnešných sietí a tiež vzhľadom na to, že detekcia chýb je tak na nižšej ako aj na vyšších vrstvách. Rovnako sa vypustila aj nutnosť fragmentácie. Ďalším krokom k zvýšeniu efektivity je zavedenie fixnej dĺžky hlavičky IPv6 paketu veľkosti 40B. Požiadavkou dnešných sietí je podpora QoS (Quality of Service), avšak na identifikáciu dátového toku sa používa sieťový soket, ktorý pozostáva z cieľovej/zdrojovej IP adresy a čísla portu. Práve číslo portu je problém, keďže sa nachádza na transportnej vrstve a aby smerovač identifikoval dátový tok, musí čítať aj TCP alebo UDP hlavičku na rozdiel od IPv6, kde je identifikácia toku priamo v IP hlavičke. Všetkými týmito opatreniami by sa malo dosahovať efektívnejšie smerovanie a vyššia výkonnosť smerovačov2, avšak vzhľadom na kvalitu a rýchlosť je otázne, či je táto vyššia výkonnosť pozorovateľná aj pre koncového používateľa.
3 Meranie rýchlosti odozvy
Efektivita a výkonnosť smerovačov sú veličiny, ktoré sú zo strany koncového používateľa nemerateľné, vzhľadom na to, že nemá prístup k ich monitorovaniu. V našom experimente sme sa zamerali na veličinu, ktorá je zo strany bežného používateľa merateľná a tiež pokladaná za veľmi dôležitú. Touto veličinou je čas odozvy od druhej komunikujúcej strany. Čím je tento čas nižší, tým rýchlejšie a aj efektívnejšie sa dáta sieťou prenášajú. Nízky čas odozvy je dôležitý pri aplikáciách ako sú prenos hlasu (VoIP), videa online hry a pod. Čas odozvy sme testovali pomocou odosielania a prijímanie ICMP echo paketov rôznej dĺžky v reálnom prostredí medzi OU v Ostrave a UKF v Nitre. Od experimentu sme očakávali potvrdenie teoretických predpokladov vyššej efektivity a výkonnosti IPv6 siete vzhľadom na to, že obe univerzity majú natívnu podporu IPv6 a tiež sú pripojené k akademických chrbticovým sieťam, ktoré IPv6 podporujú. Netestovali sme len rýchlosť odozvy medzi koncovými bodmi, ale aj medzi všetkými bodmi (smerovačmi), ktoré sa nachádzajú na trase medzi nimi. V oboch prípadoch bol tento počet rovnaký. Na obrázku 1 sú zobrazené namerané hodnoty pri meraní odozvy s paketom veľkosti 32B, čo je štandardná veľkosť odosielaných ICMP echo pri použití programu ping. Na obrázku 2 sú zobrazené namerané hodnoty pri použití veľkosti paketu 4kB. Na oboch obrázkoch sú zobrazené hraničné stavy, čiže prvý a posledný smerovač.
Obr. 1. Čas odozvy medzi prvým (vľavo) a posledným smerovačom (vpravo). Veľkosť paketu 32B.
Obr. 2. Čas odozvy medzi prvým (vľavo) a posledným smerovačom (vpravo). Veľkosť paketu 4kB.
4 Záver
Z nameraných hodnôt vyplýva, že pri komunikácii v lokálnej sieti je čas odozvy pri použití IPv4 siete nižší ako pri IPv6. S rastúcou vzdialenosťou (počtom smerovačov po ceste) je čas odozvy pre IPv6 nižší. Meranie času je len jeden z mnohých parametrov, ktoré sieťovú komunikáciu ovplyvňujú. Preto chceme tento experiment opakovať v laboratórnych podmienkach, kde je možné monitorovať aj parametre, ku ktorým za bežných podmienok nemáme prístup a tiež rozšíriť množinu tokov o prenos hlasu, videa a samotných dát. Na zozbieraných údajoch budeme môcť následne aplikovať niektorú z metód viacrozmernej analýzy dát
5 Použitá literatura a WWW odkazy
Zdroj: Peter, Švec Teoretický a praktický prístup k využívaniu IPv6 sietí In: Studentská vědecká konference 2009 : sborník rozšiřených abstraktů, Ostrava 7. 5. 2009. - Ostrava: Ostravská univerzita, 2009. - ISBN 978-80-7368-458-7. - S. 47-48.
Menovky:
Prihlásiť na odber:
Príspevky (Atom)