Адресов IPv4 на всех уже не хватает — протокол способен выдать чуть меньше 4,3 миллиарда (4 294 967 296) уникальных адресов, а количество устройств в сети давно перевалило за компьютеры и серверы: смартфоны, умная техника, IoT-датчики. IPv6 снимает эту проблему кардинально: адресное пространство протокола составляет порядка 3,4×10^38 адресов — запаса хватит очень надолго.
Помимо объёма адресного пространства, IPv6 приносит и другие улучшения: более эффективную многоадресную рассылку, автоматическую настройку адресов без состояния (SLAAC), упрощённые заголовки пакетов, которые быстрее обрабатываются маршрутизаторами, и поддержку пакетов большего размера. Отдельно стоит отметить безопасность — протокол IPSec изначально разрабатывался именно для IPv6, а уже потом был адаптирован под IPv4.
Чтобы уверенно работать с IPv6, нужно разобраться с двумя ключевыми механизмами — DHCP и DNS. Вот как это устроено.
Ключевые понятия адресации IPv6
Адресация IPv6 заметно отличается от IPv4. В IPv4 под частные сети и адресацию без DHCP зарезервированы отдельные диапазоны — например, 10.0.0.0/8, 192.168.0.0/16 и link-local диапазон 169.254.0.0/16. DHCP (dynamic host configuration protocol) автоматически раздаёт адреса и другие параметры узлам сети, а заодно экономит адреса IPv4, выделяя их только активным устройствам. В IPv6 похожие идеи получили более тонкую реализацию.
Link-local-адрес в IPv6 присутствует на каждом интерфейсе независимо от того, получил ли он адрес по DHCP или настроен иначе. У таких адресов префикс fe80::/10 и 64-битный суффикс, который узел вычисляет и обслуживает самостоятельно, без дополнительного сетевого оборудования. Уникальность link-local-адреса узел проверяет через механизм neighbor discovery — он опрашивает локальную сеть, чтобы убедиться, что адрес ещё не занят.
После того как link-local-адрес установлен, узел IPv6 пытается выяснить, есть ли в сети маршрутизатор с поддержкой IPv6, отправляя router solicitation-сообщение. Если такой маршрутизатор есть, он отвечает router advertisement — сообщением с параметрами сети, включая префикс сети для автоматической настройки адреса через SLAAC, либо указанием, что дополнительные параметры нужно получить с сервера DHCPv6.
Настройка статического IPv6-адреса в Windows
Как это часто бывает в Windows, задать статический адрес IPv6 для сетевого адаптера можно тремя способами — все они работают в Windows 10 и в Windows Server 2016/2019.
Классическая панель управления. Перейдите в Панель управления → Сеть и Интернет → Центр управления сетями и общим доступом → Изменение параметров адаптера (быстрее — набрать «Просмотр сетевых подключений» в поиске меню «Пуск»). Найдите нужный адаптер, откройте его свойства и найдите узел «IP версии 6 (TCP/IPv6)». Как и в IPv4, можно выбрать автоматическое получение адреса либо задать свой адрес, маску подсети, шлюз по умолчанию и адреса DNS-серверов. Для нескольких адресов IPv6 на одном адаптере используйте кнопку «Дополнительно».
Приложение «Параметры». Откройте «Сеть и Интернет», нажмите «Свойства» у нужного интерфейса, затем «Изменить» в разделе параметров IP, смените тип конфигурации на «Вручную», включите IPv6 и заполните нужные поля.
Windows PowerShell. Для задания статического адреса IPv6 через cmdlet New-NetIPAddress понадобится имя или числовой индекс адаптера — оба значения можно получить через Get-NetAdapter. В консоли PowerShell с правами администратора выполните одну из команд (замените значения на актуальные для вашей сети):
New-NetIPAddress -InterfaceIndex 10 -IPAddress fd3a:5e94:ff1e:a286::2 -PrefixLength 64 -DefaultGateway fd3a:5e94:ff1e:a286::1
или
New-NetIPAddress -InterfaceAlias "Local Area Connection" -IPAddress fd3a:5e94:ff1e:a286::2 -PrefixLength 64 -DefaultGateway fd3a:5e94:ff1e:a286::1
Управление адресацией IPv6 в сети Windows
Статические адреса оправданы для устройств, которые обслуживают критичные сетевые сервисы и должны сохранять постоянный адрес. Для остальных узлов удобнее автоматизировать выдачу адресов. В IPv4 для этого используется DHCP, который заодно раздаёт параметры вроде шлюза по умолчанию или адресов DNS-серверов через свои опции. В IPv6 есть уже три сценария управления адресацией и конфигурацией сети.
SLAAC — самый простой вариант, если маршрутизатор поддерживает нужные router advertisement-сообщения. DHCP по-прежнему актуален для адресации с сохранением состояния — в виде DHCPv6. Возможен и гибридный сценарий, когда маршрутизатор отвечает за адресацию, а DHCPv6 просто выдаёт остальные параметры сети.
В Windows Server 2016 и 2019 настройка DHCPv6 довольно проста. Если маршрутизатор уже обрабатывает router advertisement и раздаёт адреса через SLAAC, достаточно настроить серверные опции IPv6 — например, адреса DNS-серверов. Если нужна адресация с сохранением состояния, можно добавить одну или несколько областей DHCPv6 и настроить префикс, исключения и сроки аренды. Области DHCPv6 хранят список выданных адресов и сроки их действия так же, как это делают области IPv4, и позволяют легко создавать резервирования IPv6 на основе существующих аренд.
Настройка DNS для IPv6
В сети IPv6 роль DNS даже важнее, чем в IPv4 — работать, опираясь только на голые IPv6-адреса, практически невозможно. Главное отличие: вместо A-записей, которые сопоставляют полное доменное имя (FQDN) с адресом IPv4, используются AAAA-записи (quad-A). Остальные типы записей — CNAME, MX, NS, SOA и записи, связанные с DNSSEC, — просто ссылаются на FQDN AAAA-записи. Зоны обратного просмотра, которые определяют имя узла по IP-адресу, в IPv6 устроены иначе из-за структуры самого адреса, но процесс их создания и использования функционально не отличается от IPv4.
Роль DNS-сервера в Windows Server поддерживает и IPv4, и IPv6 через один и тот же набор инструментов. Как и A-записи, AAAA-записи можно создавать вручную для критичных систем либо поддерживать через механизм динамического обновления для всей инфраструктуры.
Вручную AAAA-запись создаётся в консоли DNS так же, как A-запись: нужно щёлкнуть правой кнопкой по нужной зоне DNS, выбрать «Новый узел (A или AAAA)» и указать имя узла и IP-адрес. Динамические обновления включаются в консоли DNS, но основную работу выполняет DHCP: процесс обновления настраивается в консоли DHCP, а сами обновления выполняет служба DHCP-клиента на узлах. Динамическое обновление можно также запустить вручную из командной строки командой ipconfig с ключом /registerdns.
Источник: NetworkWorld.