Любое устройство, будь то компьютер, мобильный телефон или КПК, при подключении к Интернету должно получить уникальный числовой идентификатор, называемый IP-адресом. Рядовые пользователи Интернета практически не сталкиваются с IP-адресами благодаря существованию системы доменных имен (DNS). Если человек хочет зайти на сайт, он просто вводит его доменное имя, не задумываясь о цифрах. Однако именно числовые IP-адреса лежат в основе функционирования Всемирной паутины.

Формат IP-адреса определен в IP-протоколе, основная функция которого – передача данных через набор объединенных компьютерных сетей. Выбор пути передачи данных называется маршрутизацией.

Сегодня в Интернете используется протокол IPv4, созданный в 70-е годы прошлого столетия. Каждый IP-адрес в нем состоит из 32 бит и представлен в виде четырех чисел по 8 бит, разделенных точками. Такой подход позволяет получить более четырех миллиардов уникальных IP-адресов. На заре эры Интернета казалось, что этого более чем достаточно. А поэтому адреса целыми блоками выдавались напрямую организациям, среди которых преобладали научные учреждения и университеты.

Однако быстрый рост популярности Сети показал, что свободные идентификаторы закончатся гораздо быстрее, чем предполагалось изначально. Число устройств, способных подключаться к Интернету, многократно возросло. Эксперты рассчитали, что при нынешних темпах развития Интернета возможностей системы IPv4 хватит еще на 5 лет. По данным корпорации ICANN на октябрь 2007 года, осталось всего лишь чуть более 650 тыс. свободных IP-адресов.

Пессимисты утверждают, что IPv4 исчерпает себя уже в 2009 году. Протокол обладает и рядом других существенных недостатков. В 32-битном пространстве достаточно сложно построить и упорядочить структуру адресов, что приводит к увеличению маршрутных таблиц и, следовательно, значительно усложняет маршрутизацию в Интернете.

Кроме того, в протоколе не предусмотрены механизмы информационной безопасности, например, отсутствует возможность шифрования данных.

Наконец, в IPv4 не поддерживается качество обслуживания, то есть информация о пропускной способности и задержках, которая необходима для работы некоторых сетевых приложений.

Ученые давно задумались над возможным усовершенствованием IPv4. В конце 70х для передачи голосовых и видеоданных был разработан экспериментальный протокол ST, который затем был модернизирован в ST2. Он представлял собой надстройку к уже существовавшему IPv4 и использовался в ряде коммерческих проектов, однако широкого распространения так и не получил. Неофициально ST2 называли протоколом IPv5.

В 1992 году появилась новая технология, которая получила название IPv6 или Internet Protocol version 6. В IPv6 длина IP-адреса расширена до 128 бит, поэтому число доступных идентификаторов увеличивается практически до бесконечности.

Таким образом, применение этой технологии позволяет снабдить каждое устройство, имеющее доступ в Интернет, уникальным IP-адресом. А это обеспечивает непосредственное взаимодействие всех устройств, подключенных к Сети. Такое взаимодействие даст возможность, например, управлять кондиционером, находящимся у вас дома, прямо из офиса. Помимо увеличения адресного пространства протокол обладает и другими преимуществами. Например, в IPv6 существует отдельный тип адресов "anycast address", который позволяет устройству (в терминологии адресации оно называется узлом), подключенному к Интернету, отправлять запрос любой группе серверов. Это дает возможность узлу определить сервер, находящийся к нему ближе других и далее взаимодействовать только с ним.

Кроме того, в новом протоколе был улучшен формат заголовка пакета данных. Ряд его полей, которые существовали в IPv4, не вошли в IPv6, часть из них стала необязательной, а некоторые были усовершенствованы. При этом в заголовке IPv6 появилось несколько новых полей. С их помощью можно задать хосту-отправителю приоритет для своих пакетов, а также обеспечить потоковую обработку, что значительно ускоряет маршрутизацию. В результате оптимизации заголовка число полей сократилось с 14 до 8, что позволяет существенно увеличить скорость обмена данными между устройствами. Стоит отметить, что протокол позволяет при необходимости добавлять в IP-заголовки новые поля.

Еще одна важная особенность IPv6 заключается в том, что в нем реализована возможность шифрования данных и поддерживается сервис качества обслуживания, особенно необходимый для мультимедийных трансляций.

Таким образом, новая технология обладает рядом преимуществ. Поэтому сегодня уже идет подготовительный этап по ее полноценному внедрению. В частности, утверждена политика делегирования новых IP-адресов. Согласно ей, каждый адрес может быть приписан только одному устройству и должен быть зарегистрирован в специальной базе данных. При этом распределение нового адресного пространства должно происходить с максимальным использованием принципов иерархии. Это необходимо для того, чтобы не допустить разрастания таблиц маршрутизации.

Схема делегирования адресов в IPv6 имеет следующий вид: корпорация ICANN, выполняющая IANA функции (к ним относится распределение адресного пространства), передает блок IP-адресов своему региональному представителю (региональной интернет-регистратуре – RIR). Далее адреса распределяются между организациями, представляющими RIR в каждой стране региона. Те в свою очередь передают их интернет-провайдерам, которые, в конечном итоге, делегируют их конечным пользователям.

Организация, являющаяся местным представителем и претендующая на получение блока IP-адресов, должна предоставить региональной интернет-регистратуре двухлетний план по их передаче конечным пользователям, на основании которого ей будет выдана специальная лицензия. Она действительна в течение определенного срока и может быть отобрана вместе с выделенными адресами в случае невыполнения организацией указанного выше плана. При этом местный представитель может получить дополнительные IP-адреса в случае нехватки ранее выданных.

Полноценное внедрение IPv6 – дело недалекого будущего. Правительства многих стран уже осознали необходимость перехода к IPv6. Так, в США уже в конце следующего года будут определены подрядчики для модернизации существующей системы IP-адресов. В Европейском Союзе в настоящее время разрабатываются меры, способствующие скорейшему внедрению нового адресного пространства.

Тенденция по внедрению IPv6 не обошла стороной и Россию. Один из активных участников этого процесса – Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей (РосНИИРОС). В 2003 году он предоставил абонентам опорной научно-образовательной сети RBNet возможность тестирования новой технологии. Для осуществления этого проекта были заключены пиринговые соглашения с сетями GEANT (Стокгольм), Abilene (Internet2) и ASNET. В сети RBNet при переходе к новой версии протокола IP реализована архитектура с двойным стеком IPv4/IPv6 для обеспечения обратной совместимости с доминирующим сейчас в Интернете протоколом IPv4.