Иногда, обсуждая интернет-протоколы, можно заметить интересный «пропуск» в порядковой линейке: есть широко известные версии — IPv4, а затем IPv6. Но вопрос «А что случилось с IPv5?» очень часто ставит в тупик даже тех, кто профессионально работает с сетями. В этой статье я постараюсь пролить свет на историю IP-протоколов и показать, как так вышло, что IPv5 не прижился, а всем известные новшества мы получили уже в IPv6.
Давайте разберемся постепенно: вспомним, как зарождался интернет, какими были первые IP-протоколы, для чего вообще понадобилась новая (6-я) версия, и почему же про 5-ю сейчас говорят лишь вскользь, словно она была какой-то неудавшейся попыткой, которую все предпочли поскорее забыть. Заодно я поделюсь своими наблюдениями о том, насколько проще или сложнее может стать жизнь рядового пользователя, администратора или разработчика при повсеместном внедрении протокола IPv6.
Зачем нужны IP-адреса и как всё начиналось
Для многих людей интернет — это обычная часть жизни, такой же будничный аспект, как телефон или телевидение. Включил компьютер или взял в руки смартфон, подключился к Wi-Fi — и вот ты уже можешь общаться, работать или смотреть видео с другой части света. Но за этим «просто работает» скрывается целая инженерная «магия».
Когда мы говорим про IP (Internet Protocol), имеем в виду базовый «кирпичик» в фундаменте всей сети. Именно IP определяет, как пакеты данных доставляются от отправителя к получателю. Изначально, в 70-х годах прошлого века, когда создавалась экспериментальная сеть ARPANET, инженеры и учёные не могли предсказать, насколько интернет распространится и насколько мощными станут компьютеры будущего. Протоколы проектировались так, чтобы «как-нибудь» соединить несколько университетских вычислительных центров и, может быть, дать им возможность обмениваться файлами.
Постепенно протокол совершенствовался и оформился в тот вид, который мы знаем под названием IPv4. Его спецификация была описана в 1981 году в RFC 791 . IPv4 использует 32-битные адреса, которые делятся на четыре октета (например, 192.168.0.1) — то самое число, записанное в виде четырёх групп от 0 до 255.
На момент создания IPv4 никто и представить не мог, что в будущем к сети станут подключаться миллиарды устройств: не только компьютеры в университетах и военных учреждениях, но и телефоны, телевизоры, игровые приставки, «умные» лампочки, автомобили и даже «умные» холодильники. В итоге пространство IPv4-адресов начало стремительно сокращаться, и стало ясно, что оно не бесконечно.
IPv4: привычный герой, но с ограничениями
IPv4 многие считают устаревшим, но он до сих пор живее всех живых. Этому есть ряд причин. Во-первых, это самая распространённая версия IP-протокола, которая по умолчанию поддерживается всеми устройствами. Во-вторых, переход на новую версию сети — задача системная, требующая серьёзных изменений в архитектуре операторов связи, а порой и в самих бизнес-процессах.
Чтобы экономить IPv4-адреса, широкое применение получила технология NAT (Network Address Translation). Она позволяет использовать один внешний адрес для множества устройств внутри локальной сети. Если в офисе вашего друга есть 50 компьютеров и всего один «белый» IP, то благодаря NAT все эти машины получат доступ к интернету. Но помимо «спасения» адресного пространства, NAT накладывает ограничения и осложнения на администрирование. Например, организации, которые хотят предоставлять собственные сетевые сервисы (серверы, веб-приложения) наружу, сталкиваются с трудностями проброса портов.
Со временем вопрос нехватки IP-адресов стал настолько критичным, что инженеры задумались о новой версии. Но заглядывая в хронологию развития протоколов, внимательные читатели, естественно, спросят: «Хорошо, если после IPv4 понадобилась новая версия, то почему сразу IPv6? Где IPv5?»
Когда-то был IPv5, но не совсем
На самом деле, IPv5 формально существовал. Он был экспериментальным протоколом под названием ST (англ. Stream Protocol) или ST2. Начало его разработки датируется 1979 годом, и он был описан в различных документах и RFC в конце 80-х — начале 90-х. При этом инженерная идея заключалась в том, чтобы создать протокол, который обеспечит специальную доставку пакетов для аудио- и видеопотоков.
Ключевым отличием ST2 от стандартного IP было стремление обеспечить некую форму QoS (Quality of Service) — то есть гарантии пропускной способности и минимальной задержки. Если представить себе групповой видеозвонок или аудиоконференцию, то этот протокол мог бы помогать удерживать качество связи. Однако на практике он не получил широкого применения. Во многом потому, что к концу 90-х стало ясно, что нужно более глобальное решение, покрывающее проблемы не только потоковых данных, но и растущих нагрузок, особенно с учётом будущей нехватки адресного пространства.
Кроме того, ST2 в определённом смысле «встраивался» в идеологию IPv4, а не заменял её. Он использовал поля заголовка IPv4 и был фактически дополнением к нему. Поэтому сообщество посчитало более правильным идти дальше и кардинально пересмотреть сам адресный формат. Параллельно велась и другая работа: улучшения в области управления потоком, протоколы RTP, RTCP и прочие инструменты для передачи мультимедийных данных «поверх» IP стали более гибкими и универсальными.
В итоге после нескольких экспериментов и попыток стандартизации ST2 так и остался экзотикой, про которую знают в основном люди, глубоко увлечённые историей сетевых протоколов. Официально его называли «IPv5», хотя под этим номером он никогда не был принят как полноценный, общепринятый стандарт для повсеместного использования. Можно сказать, что IPv5 — это такой промежуточный эксперимент, благодаря которому был сделан вывод: надо идти дальше и изменить всё масштабно.
Почему же сразу IPv6, а не «доработанный» IPv5?
Когда стало очевидно, что IPv4 вот-вот «лопнет», было несколько разных проектов по модернизации протокола. Но в итоге остановились на варианте с 128-битными адресами, который дал колоссальное адресное пространство. И в 1995 году появился официальный документ RFC 1883 , описывающий IPv6.
Зачем 128 бит? Чтобы адресов хватило действительно «на всех». Посчитайте сами: 2128 — это гигантское число (в несколько порядков больше, чем общее количество частиц на Земле). Даже если каждый квадратный метр планеты будет содержать тысячи устройств, мы не приблизимся к исчерпанию этого пространства. По крайней мере, так сейчас принято считать.
Но самое главное — IPv6 был задуман как нечто большее, чем просто «увеличенное поле для IP-адреса». В нем встроена концепция упрощения маршрутизации, автоконфигурации, интегрирована поддержка некоторых служб безопасности и гибкости при передаче потоков. Кроме того, в архитектуре IPv6 была заложена возможность более эффективного управления ресурсами сети, что частично позволяет решать и задачи по гарантированному качеству для реального времени.
Таким образом, на момент стандартизации IPv6 многие функциональности, которые планировались для ST2 и прочих экспериментальных протоколов, уже были «распилены» на отдельные механизмы и либо встроены в IPv6, либо реализованы как дополнительные протоколы, работающие поверх IP (например, RTP). Формально перед инженерами не стояла цель «закрепить» за ST2 (IPv5) статус нового главного протокола, а нужен был принципиально иной подход к адресации, чтобы решить самую болезненную проблему — истощение IP-адресного пространства.
Внедрение IPv6: почему так медленно?
Возможно, вы уже знаете, что IPv6 существует на уровне стандартов достаточно давно. Однако в реальном мире сети, переход на него не шёл и до сих пор не идёт стремительно. Кто-то жалуется на сложности с настройкой, кто-то считает, что к ним он «ещё не пришёл», а кто-то и вовсе живет по принципу «работает — и ладно». Но всё-таки процент трафика, проходящего по IPv6, неуклонно растёт.
Медленность объяснима несколькими причинами:
- Провайдерам приходится инвестировать в новое оборудование, либо в перепрошивку и настройку старого, а это деньги и время.
- Часть домашнего и офисного оборудования (роутеры, точки доступа, сетевые карты) может быть морально устаревшей и не поддерживать IPv6 корректно.
- Существует огромный «зоопарк» систем, приложений, инфраструктуры — всё это нужно адаптировать, тестировать и перепроверять.
- Широкое использование NAT в IPv4 сглаживает остроту проблемы нехватки адресов. Многие компании просто привыкли обходить это ограничение.
Но со временем, когда требования к масштабу сетей растут, а некоторые операторы уже перестают выдавать «белые» IPv4-адреса (или дают их за дополнительные деньги), переход на IPv6 становится более актуальным.
Как это влияет на нас с вами
На бытовом уровне можно и не заметить, работает ли устройство по IPv4 или IPv6. Главное, чтобы был интернет! Но есть ситуации, когда это становится важным. Например, если вы хотите развернуть свой собственный сервер дома, чтобы получить к нему доступ из любой точки. В случае с IPv4 вам нужен «белый» адрес, которого может и не оказаться, а с IPv6 можно настроить адресацию напрямую и обойтись без некоторых «плясок с бубном».
С другой стороны, если у вашего провайдера нет IPv6 или он пока его активно не поддерживает, вы не сможете воспользоваться «чистым» вариантом новой версии. Придётся работать через «тоннелирование» или иные обходные методы. Но всё больше операторов уже вводят поддержку IPv6: например, крупные игроки мобильной связи и широкополосного доступа постепенно открывают новую версию протокола для своих абонентов.
Администраторам тоже приходится перекраивать сеть. Новый формат адресов выглядит громоздко (все эти двоеточия и 16-ричные группы), да и подход к автоматической конфигурации разительно отличается от старой доброй схемы с DHCP. Однако грамотная реализация IPv6 даёт и бонусы: упрощается роутинг, исчезают проблемы с NAT, легко масштабировать сеть.
Проверка, есть ли у вас IPv6
Хочется понять, поддерживает ли вашу сеть IPv6? Самый простой способ: зайти на специальные сайты, которые проверяют ваш адрес. Например, test-ipv6.com . Если у вас всё настроено корректно, вы увидите соответствующий результат. Если же IPv6 не прокинут до вашего устройства, то проверки покажут, что у вас есть только IPv4.
Часто встречается ситуация, когда провайдер уже «включил» IPv6, но роутер в доме настроен некорректно — в таком случае его нужно обновить или правильно сконфигурировать.
Стоит ли волноваться из-за «отсутствия» IPv5?
Многие относятся к этому вопросу с улыбкой: IPv5 не «отсутствует» — он просто остался экспериментальным протоколом (ST2) и не распространился широко. Сама идея «пятой версии» не предполагала глобального использования по аналогии с IPv4. По сути, это скорее история о том, как инженерное сообщество искало варианты для поддержки потокового контента, а также пыталось осмысленно поднять планку качества в сетях.
Теперь все основные усилия сосредоточены вокруг развития IPv6 и механизмов, которые дополняют этот протокол, упрощая жизнь администраторам, разработчикам и конечным пользователям. Если бы IPv5 когда-то занял нишу среди коммерческих сетей, возможно, мы бы имели иную историю развития. Но случилось то, что случилось: версия 5 живет больше в архивах документов, и её «незаметность» не несёт в себе никакой угрозы или проблемы для нынешнего интернета.
Итоговые мысли
История с IPv5 — отличный пример того, как в мире сетевых технологий некоторые проекты могут существовать одновременно, «обгонять» друг друга по номерам, но в итоге так и не попасть в мейнстрим. Интернет-протокол прошел долгий путь развития: от узкого ARPANET до глобальной сети, покрывающей всю планету. IPv4 долгое время оставался тем «скелетом», на котором всё держалось, и несмотря на его нынешние ограничения, он продолжает служить людям по сей день.
Тем не менее технологический прогресс требует решений, рассчитанных на будущее, особенно учитывая бесконечный рост количества подключаемых устройств. IPv6 обладает необходимой масштабируемостью и дополнительными возможностями, хотя и внедряется медленнее, чем хотелось бы многим энтузиастам. Что касается IPv5, он остался достоянием истории, отдав эстафету шестой версии, которая уже активно стучится в каждый дом, роутер и мобильное устройство.
Так что нет никакого «заговора»: IPv5 — это вовсе не пропущенная версия, а эксперимент, не ставший массовым стандартом. Если вы вдруг начнете замечать, что ваш провайдер обещает подключение к IPv6, а ваш домашний роутер гордо заявляет «IPv6-ready» на упаковке, то знайте, что вы прикасаетесь к тому самому эволюционному шагу, который когда-то заменил и переосмыслил все эти попытки «пятой версии».
В будущем, вероятно, мы увидим ещё множество новых протоколов или подверсий. Мир технологий не стоит на месте — так что, может, когда-нибудь появится и IPv7, и IPv8. Но пока наш главный герой — это IPv6, и он уже тут, достаточно лишь немножко проявить к нему внимание и интерес.
