3 февраля 2011 года была пройдена критическая отметка в истории глобальной сети: розданы последние свободные блоки адресов из адресного пространства, доступного посредством IPv4 — основного протокола Интернет. С этого момента начинается финальный отсчёт и самое большее через двенадцать месяцев проблема исчерпания IP-адресов в той или иной степени коснётся каждого из нас, вне зависимости от того, где, как и для чего мы используем Сеть.
Если вы ещё не задумывались над переходом к следующей версии протокола, IPv6, сейчас самое время сделать это — и сэкономить время и деньги, избежав паники, которая может случиться в ближайшие месяцы.
Для того, чтобы понять суть проблемы и методы её решения, необходимо обратиться к техническим деталям. Согласно спецификациям Internet Protocol v4, утверждённым ровно тридцать лет назад, каждому устройству на просторах Интернет присваивается собственный уникальный адрес длиной в 32 бита (традиционно его разбивают на 4 байта, разделяемых точками). Не принимая в расчёт нескольких способов уплотнения, о которых будет упомянуто позже, IPv4 способен обеспечить адресами чуть больше четырёх миллиардов узлов. Этого казалось достаточно в начале 80-х, но уже в девяностых стало очевидным, что не за горами день, когда IP-адресов для всех желающих просто не хватит.
Схема распределения адресов IPv4 проста и следует строгой иерархии. Во главе её стоит Администрация адресного пространства Интернет (IANA), по мере надобности выделяющая блоки, содержащие 16 миллионов адресов, нижестоящим региональным интернет-регистраторам (RIR). В свою очередь, региональные регистраторы — на данный момент работают пять таких организаций, покрывающих всю планету — более мелкими порциями раздают вверенное им имущество интернет-провайдерам. Здесь IP-блоки снова дробятся, уже на единичные адреса, которые выдаются рядовым пользователям, присваиваются веб-сайтам и т.п. Теперь вам будет легче понять, что произошло 3 февраля.
В этот день IANA раздала RIR’ам пять последних 16-миллионных блоков, по одному на каждого регионального регистратора — руководствуясь больше требованием справедливости при разделе остатков, нежели фактической скоростью потребления в каждом конкретном регионе. Поэтому в одних странах свободные IPv4-адреса кончатся быстрее, нежели в других . Экстраполируя текущие темпы, наблюдатели дают два-три месяца Азиатско-тихоокеанскому региону (APNIC RIR) и до года Африке (AfriNIC).
Предвидя день, когда у региональных регистраторов иссякнет запас адресов IPv4, Специальной комиссией интернет-разработок (IETF) к 1999 году была подготовлена шестая редакция IP-протокола, расширяющая поле адреса до 128 бит, а адресное пространство в целом до невообразимых 2128 комбинаций. Базовые принципы шестой редакции схожи с её предшественницей, по аналогии с IPv4 устроена (и больше десяти лет функционирует) схема распределения IPv6-адресов. Проблема в том, что для нормальной работы новая редакция интернет-протокола должна поддерживаться на всём протяжении цепи от пользователя до веб-сайта. Это значит, что IP-пакеты нового протокола должны корректно обрабатываться операционной системой и прикладными программами на компьютерах рядовых сетян, правильно направляться оборудованием интернет-провайдеров и без препонов транслироваться по интернет-магистралям, формирующим бэкбон глобальной сети. Что касается персоналок, все современные операционные системы давно поддерживают IPv6. Адаптированы для IPv6 и крупнейшие магистрали Сети. А вот интернет-провайдеры не торопятся, в точности следуя русской поговорке про мужика и гром. Точных оценок нет, но, предположительно, медлить с апгрейдом заставляют дороговизна серверного софта и железа, расслабляет и факт того, что пока всё работает, а потом, возможно, найдутся незадействованные ресурсы.
Теперь, покончив с технической частью, давайте попробуем представить, что случится, когда в ответ на запрос о выделении нового IPv4-блока региональные регистраторы станут отвечать провайдерам твёрдым «нет». Прежде всего: работа глобальной сети конечно же не «остановится» — передача данных между узлами, имеющими адреса IPv4, продолжится в обычном режиме. Так что для подавляющего большинства сетян в первые недели, а может быть и месяцы ничего не изменится. Что касается провайдеров, немногие из них, адаптировавшие своё оборудование к шестой редакции интернет-протокола, смогут предоставлять новым клиентам адреса уже из адресного пространства IPv6. Остальные, поставленные перед фактом отсутствия новых адресов IPv4, займутся оптимизацией имеющегося в их распоряжении адресного имущества. Сначала будут использованы все до единого незанятые IPv4-адреса, находящиеся в ведении провайдеров. После этого в ход пойдут механизмы уплотнения (в частности, NAT, позволяющий спрятать за одним IPv4-адресом множество клиентов).
Одновременно сформируется чёрный рынок адресов IPv4. Сегодня это нонсенс, но в скором будущем может оказаться дешевле выкупить адресный блок у конкурентов, нежели раскошелиться на неминуемый в противном случае апгрейд.
По мере того как Сеть будет наполняться новыми узлами, имеющими адреса IPv6, обозначится другая проблема, затрагивающая уже рядовых пользователей. Дело в том, что адресные пространства IPv4 и IPv6 не пересекаются. Несколько упрощая, можно сказать, что узлы, имеющие только адреса IPv6, формируют второй, параллельный Интернет, невидимый для тех пользователей, которые не поддерживают новую редакцию интернет-протокола. Впрочем, клиентский софт и железо в массе своей её уже понимают. Но и это не поможет тем, кому не повезёт оказаться под провайдером, затягивающим с адаптацией IPv6: клиенты таких компаний будут отрезаны от новой части глобальной сети, стремительно увеличивающейся в размерах.
Впрочем, проблемы ожидаются даже там, где об апгрейде подумали заблаговременно. Особенности новой редакции IP неизбежно станут причиной сбоев, нестыковок и всевозможных трудностей — избавиться от которых можно будет лишь вычистив новое программное обеспечение, обучив персонал, настроив аппаратуру. Замечательной иллюстрацией может служить сама IETF, пару лет назад отключившая для участников своей IPv6-конференции старый протокол и тут же столкнувшаяся с ошибками маршрутизации.
Как много времени займёт миграция на IPv6 никто точно сказать не берётся. Но особенно для того, чтобы сократить ранний шоковый период, совершенно необходима осведомлённость и участие всех пользователей глобальной сети, вне зависимости от рода деятельности. Привлечь внимание публики и бизнеса к проблеме планируется рядом пропагандистских акций, самая громкая из которых назначена на 8 июня. В этот день — День IPv6 — десятки крупных компаний и организаций ненадолго откроют доступ к IPv6-версиям своих сайтов, чтобы все желающие смогли проверить, насколько они лично готовы к использованию нового интернет-протокола. Впрочем, можно и не ждать июня. Отправьте браузер на сайт ipv6.google.com или www.v6.facebook.com и посмотрите, как обстоят дела с IPv6 у вас. Более детально оценить ситуацию позволяют специальные веб-тесты (см. test-ipv6.com), которые не только проверят проходимость пакетов, но и покажут проблемные участки.
Как минимум несколько лет IPv6-сегмент глобальной Сети будет расти на фоне неизменных размеров сегмента IPv4. Для сетян это сосуществование будет незаметным благодаря одновременной поддержке двух редакций интернет-протокола. В дальнейшем, очевидно, каждый узел получит 128-битный адрес, а 32-битную систему упразднят как технически устаревшую.