Che cos'è l'indirizzo IPv6 in rete?

L’acronimo IPv6 sta per Internet Protocol versione 6. Si tratta della versione evoluta di IPv4, introdotta dall’IETF (Internet Engineering Task Force). L’avvento di IPv6 è stato determinato dall’esaurimento degli indirizzi IP, dovuto al crescente numero di dispositivi IoT connessi. Una delle caratteristiche più apprezzabili di IPv6 è la vasta quantità di spazio di indirizzamento che offre. Questo articolo esplorerà nel dettaglio la natura di IPv6 nelle reti, l’aspetto degli indirizzi IPv6 e i pro e i contro derivanti dal suo utilizzo.

Cos’è un indirizzo IPv6 in una rete?

Un indirizzo IPv6 è una sequenza alfanumerica di 128 bit, impiegata per identificare in modo univoco i dispositivi connessi a Internet. Si stima che IPv6 possa generare oltre 340 undecilioni di indirizzi IP. Lo spazio di indirizzi disponibile con IPv6 è quattro volte maggiore rispetto a quello di IPv4. Gli indirizzi IPv6 sono composti da numeri e lettere, raggruppati in insiemi di 8 cifre, chiamati hextet. Ogni hextet rappresenta 16 bit ed è separato da due punti (:). I numeri utilizzati variano da 0 a 9, mentre le lettere vanno da A a F. Essi rappresentano numeri binari che vanno da 0000000000000000 a 1111111111111111. Un esempio di indirizzo IPv6 è: AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D.

Struttura di un indirizzo IPv6

Data la sua lunghezza di 128 bit, un indirizzo IPv6 è suddiviso in due sezioni:

Parte di rete: Questa sezione, costituita dai primi 64 bit dell’indirizzo, viene utilizzata per scopi di routing.
Parte del nodo: La parte restante, i 64 bit meno significativi dell’indirizzo, identifica la specifica interfaccia di rete.

Queste sono le componenti di un indirizzo IPv6. Ora analizziamo come i computer interpretano un indirizzo IPv6.

Trasformazione degli indirizzi IPv6 in codice binario

Ogni carattere in un indirizzo IPv6 corrisponde a 4 bit. Come accennato, un indirizzo IPv6 include numeri da 0 a 9 e lettere da A a F. Le lettere sono impiegate per rappresentare i numeri a due cifre da 10 a 15. Per trasformare un indirizzo IPv6 in codice binario, si utilizza una tabella hextet a 4 bit.

Tabella Hextet a 4 bit
8
4
2
1

Questa tabella presenta numeri che indicano il valore di ciascun bit. Convertiamo l’indirizzo IP – AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D in linguaggio binario, utilizzando questa tabella. Ogni bit dell’hextet è rappresentato con 1 o 0. Il primo hextet è AC08. Sappiamo che A equivale a 10 e C a 12. Dobbiamo determinare quali numeri della tabella hextet sommano a 10, 12, 0 e 8. I numeri che sommati danno 10, 12, 0 e 8 sono rispettivamente 8+2, 8+4, 0 e 8. Questi numeri vengono rappresentati con 1, mentre i restanti con 0.

Convertiamo il primo hextet usando l’indirizzo IPv6 sopra riportato.

Hextet
A
C
0
8
Tabella Hextet
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
Conversione binaria
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0

Quindi, il codice binario di AC08 risulta essere 1010110000001000. Lo stesso processo viene eseguito per tutti gli altri hextet.

Conversione binaria
Tabella Hextet
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
8
4
2
1
EB00
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0AED
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
5261
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
13BC
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0012
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
352D
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1

Pertanto, la rappresentazione binaria dell’indirizzo IPv6 AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D è: 1010110000001000:1110101100000000:0000000000000000:0000101011101101:0101001001100001:0001001110111100:0000000000010010:0011010100101101

Tipologie di indirizzi IPv6

Le varie tipologie di indirizzi IPv6 in una rete sono:

Indirizzi unicast: Questo tipo di indirizzo identifica in modo univoco un’interfaccia di rete, generalmente riferita a un singolo destinatario o mittente.
Indirizzi multicast: Si riferisce a un gruppo di dispositivi IP che sono destinati a ricevere informazioni da uno specifico pacchetto di dati.
Indirizzi anycast: Questo tipo di indirizzo è utilizzato per identificare un gruppo di dispositivi, ciascuno appartenente a nodi diversi.

Struttura di un pacchetto IPv6

Un pacchetto IPv6 è composto da tre elementi: un’intestazione, una o più intestazioni di estensione e una PDU (Protocol Data Unit) di livello superiore. La PDU di livello superiore comprende l’intestazione del protocollo di livello superiore e il suo carico utile, che può essere un pacchetto ICMPv6, TCP o UDP.

Un’intestazione IPv6 contiene i seguenti campi:

Versione: Campo di 4 bit, con valore fissato a 6, che identifica la versione del pacchetto.
Classe di traffico: Campo di 8 bit che gestisce il pacchetto dati attraverso dispositivi intermedi. Si compone di due parti, come in IPv4: i primi 6 bit (DSCP) e gli ultimi 2 bit (ECN).
Etichetta di flusso: Campo di 20 bit. Un flusso è una sequenza di pacchetti scambiati tra origine e destinazione, che specifica anche come i router intermedi devono gestire il pacchetto dati.
Lunghezza del carico utile: Campo di 16 bit, con capacità fino a 65.535 byte, che indica la lunghezza del carico utile, incluse le intestazioni di estensione.
Intestazione successiva: Campo di 8 bit che identifica il tipo di intestazione di estensione che segue l’intestazione IPv6 di base o la PDU di livello superiore del tipo di protocollo.
Limite di hop: Campo di 8 bit, che indica il numero di router che il pacchetto dati può attraversare prima di essere eliminato, per evitare cicli infiniti. Ogni router decrementa il valore numerico di 1; quando il valore raggiunge 1, il pacchetto viene scartato.
Indirizzo sorgente: Campo di 128 bit che contiene l’indirizzo del mittente del pacchetto.
Indirizzo di destinazione: Campo di 128 bit che contiene l’indirizzo del destinatario del pacchetto.
Intestazioni di estensione: Opzioni utilizzate raramente, quali l’intestazione delle opzioni hop-by-hop, di routing, frammento, delle opzioni di destinazione, di autenticazione e del payload di sicurezza incapsulante.

Caratteristiche di IPv6

Ora che abbiamo descritto l’aspetto di un indirizzo IPv6, ecco le sue principali caratteristiche:

IPv6 offre uno spazio di indirizzamento molto più ampio rispetto a IPv4.
Presenta una struttura di intestazione più recente e semplificata.
La configurazione automatica consente la comunicazione senza la necessità di un server.
È più sicuro di IPv4, grazie all’implementazione di Internet Protocol Security a livello di rete.
La sua connettività end-to-end, con ogni dispositivo dotato di un indirizzo univoco, elimina la necessità di traduzione degli indirizzi.
L’intestazione semplificata di IPv6 permette decisioni di routing più rapide.
La funzione di mobilità assicura la connettività anche con dispositivi mobili.
Le intestazioni IPv6 sono estensibili.

Le caratteristiche di IPv6 rappresentano un vantaggio significativo per il futuro. Vediamo ora i pro e i contro di IPv6.

Immagine di Gerd Altmann da Pixabay

Pro e contro di IPv6

Dopo aver analizzato la struttura degli indirizzi IPv6, ecco i vantaggi e gli svantaggi dell’utilizzo di IPv6.

Offre una migliore connettività Internet.
È sufficientemente efficiente per trasferire grandi quantità di dati simultaneamente.
Include il supporto di sicurezza di Internet Protocol Security.
Permette il multi-routing tramite indirizzi multicast e anycast.
Supporta la mobilità dei dispositivi.
Vanta un’eccellente configurazione di rete.
Garantisce un flusso dati efficiente tra piattaforme multimediali.

Gli svantaggi di IPv6 includono:

Problematiche di sicurezza legate alla manipolazione dell’intestazione, al doppio stack, al traffico e alla mobilità.
La configurazione di un server DNS può risultare complessa.
Il passaggio da IPv4 a IPv6 può risultare molto costoso.
L’inserimento manuale dell’indirizzo IP lungo è difficoltoso.

Questi sono i principali vantaggi e svantaggi di IPv6.

Vantaggi di IPv6 rispetto a IPv4

Ora che conosciamo la struttura degli indirizzi IPv6 e i suoi pro e contro, ecco i vantaggi offerti da IPv6 rispetto a IPv4:

Fornisce un instradamento Internet efficiente con il supporto degli ISP.
Garantisce trasparenza end-to-end, maggiore sicurezza e prestazioni migliori.
A differenza di IPv4, dove è necessario un checksum per correggere gli errori, l’intestazione IPv6 collega il pacchetto di dati direttamente al livello di trasporto, che si occupa della verifica degli errori, risparmiando tempo ed elaborando i dati più rapidamente.
Sia IPv4 che IPv6 sono supportati da Internet Protocol Security Suite, che garantisce elevata sicurezza ai pacchetti. Tuttavia, IPv6 offre firewall e modalità di autenticazione migliori, come da sito a sito, per una maggiore sicurezza e riservatezza.
Il flusso di dati è più rapido in IPv6, grazie all’utilizzo del multicast, mentre IPv4 impiega il broadcast.

IPv4 e IPv6 insieme

Entrambe le versioni IP hanno i loro vantaggi e svantaggi. Ci sono anche benefici derivanti dal loro utilizzo combinato. In questo approccio, sia computer che router supportano entrambi i protocolli. I principali provider di rete adottano questo metodo, chiamato rete Dual stack. Altri approcci, quali tunneling e Network Address Translation, dimostrano l’utilità di utilizzare entrambi gli indirizzi IP.

Chi utilizza IPv6?

Secondo Google, l’implementazione globale di IPv6 è del 34%. Negli Stati Uniti, si attesta al 46%. Tra i primi utilizzatori di IPv6 figurano i fornitori di servizi Internet e le reti degli operatori. Grandi aziende come Google, Yahoo, Amazon, Telcom e Comcast hanno optato per l’implementazione Dual Stack, mentre Microsoft, CERNET e T-Mobile utilizzano IPv6. Prima di migrare, è necessario valutare fattori come budget, complessità e tempo richiesto.

***

Nonostante i vantaggi e gli svantaggi di IPv6, la sua progressiva adozione dimostra la sua superiorità rispetto a IPv4. Ci auguriamo che questo articolo abbia fornito una guida esaustiva alla comprensione di IPv6 nelle reti. Per eventuali domande o suggerimenti, non esitate a utilizzare la sezione commenti qui sotto.