Perchè è necessario IPv6 nelle reti

L’argomento che si vuole analizzare in questo articolo propone il passaggio inevitabilmente lento tra il “vecchio” TCP/IPv4 al “nuovo” TCP/IPv6. Purtroppo la transizione sarà tutt’altro che indolore. Infatti occorre considerare che il protocollo di nuova generazione è diverso da quello che abitualmente usiamo. Questo indica grossi problemi integrazione, che coinvolgono soprattutto chi è presente nella rete Internet da parecchio tempo o con tante apparecchiature.
Alcuni problemi si hanno certamente quando si considerano i cosiddetti router realizzati interamente con componenti hardware che sono dispositivi in gran parte non convertibili al nuovo protocollo. Queste periferiche dovranno per forza essere sostituite con quelli di nuova generazione.
A quanto risulta da notizie recenti, i principali router di dorsale supportano già IPv6 e il numero di prefissi da loro annunciati si avvicina alle 2500 (di cui 622 attive).

Si avranno quindi molti altri problemi dovuti alla fiducia che ciascuno ripone nella tecnologia moderna: il protocollo v4 gode ormai di una affidabilità buona, non solo per la sua struttura che è tutto sommato semplice e simile a quella del nuovo v6, ma soprattutto nelle implementazioni che si trovano nei sistemi operativi, nei router, ed in generale in tutte quelle applicazioni che hanno a che fare con la rete.

Rischi e problemi da IPv4 a IPv6

L’idea di passare ad un nuovo protocollo lascerà perplessa molta gente, in quanto costretta prima di tutto a cambiare gran parte dei dispositivi che stanno funzionando correttamente, e poi a dover sopportare quegli inevitabili rischi che ci sono cambiando radicalmente protocollo di comunicazione.
Tali rischi possono riguardare soprattutto la perdita di informazioni, gli errori che sicuramente si verificheranno (e si sono già verificati) nelle nuove implementazioni dei sistemi operativi e delle apparecchiature, nonché di tutti i protocolli e delle applicazioni sovrastanti.

Altri importanti rischi riguardano la sicurezza dei dati: il protocollo IPv4 ha presentato vari problemi di sicurezza, ma ora è stata creata al di sopra una serie di stack ritenuti sufficientemente sicuri, a tal punto da permettere tranquillamente transazioni bancarie vere e proprie, nonché l’utilizzo di carte di credito, la memorizzazione e l’invio di dati privati.
Chi ci garantisce che, almeno in un primo periodo, lo stack IPv6 sia sicuro da questo punto di vista? Nessuno ovviamente. Per questo IPv6 sta già funzionando sulla rete internet in realtà molto limitate, ed è in avanzata fase di test, ciò significa che prima di pensare al lancio ufficiale, si pensa a garantire che il protocollo sia veramente affidabile.
Un altro problema che non ha visto ancora una soluzione definitiva è rappresentato dalle applicazioni Internet correntemente usate dagli utente, sia lato server che lato client. Infatti queste applicazioni non sono ancora pienamente testate per supportare il nuovo protocollo con le stesse identiche funzionalità del vecchio. Certamente molti sforzi si stanno facendo e si sono già fatti. Ciò porta a ritenere che nell’arco di pochi anni siano pronte un certo numero di applicazioni.
Dopo questa breve analisi della situazione attuale, risulta chiaro che servono dei veri motivi per proporre efficacemente questo protocollo in una rete mondiale.

Il motivo più evidente, che probabilmente sarà quello che spingerà al cambiamento, è la scarsità dello spazio di indirizzamento. Il problema, nonostante molti non se ne accorgono, è già evidente. Dipende anche dal fatto che in fase di assegnazione degli indirizzi non si è tenuto conto di alcuni criteri importanti, bruciando così spazi enormi che non possono essere recuperati.
La scarsità dello spazio di indirizzamento, limita in qualche modo (che sarà brevemente accennato), la possibilità di autoconfigurazione degli host.
L’assegnazione degli indirizzi attuale, tra l’altro, accresce notevolmente le tabelle di routing dei router più importanti della rete. Questo limita la velocità di inoltro dei pacchetti e costringe alla realizzazione di dispositivi costosi.
A causa di questo problema, gli indirizzi ancora disponibili saranno immessi sul mercato a costi sempre più alti, questo di fatto limita il numero possibile di servizi offerti agli utenti.

In seguito sono stati rilevati tanti piccoli problemi, talvolta risolti con soluzioni non definitive. Ad esempio il problema del Mobile IP, ossia della connessione alla rete da parte di quei nodi che, pur avendo un indirizzo fisso, si agganciano a punti diversi. Allo stato attuale è necessario assegnare ad ogni nodo mobile due indirizzi, uno fisso che rappresenta l’indirizzo vero e proprio, e uno fittizio che è coerente con il punto di aggancio alla rete. In seguito, con un particolare meccanismo, attuato da un dispositivo detto Home Agent, si andrà a convertire ogni pacchetto destinato all’indirizzo fisso, con l’indirizzo dinamico assunto dall’host in quel momento, indirizzo che permette al pacchetto di giungere alla vera destinazione. Non ci vuol molto a capire che questa soluzione è veramente limitante, in quanto il cambio (e quindi la traduzione) dell’indirizzo in un pacchetto ha importanti riflessi, come vedremo più avanti, nel funzionamento delle applicazioni e dei dispositivi che realizzano le traduzione.
Altro problema che allo stato attuale non è urgente, è rappresentato dalla sicurezza. In pratica il “vecchio” v4 non ha meccanismi interni atti a garantire la sicurezza. Certamente questi meccanismi sono integrati a livello superiore, ma ci sarebbe comunque un certo vantaggio ad introdurli a livello di network.
Si rileva anche un certo disallineamento “di vedute” tra i protocolli di livello due e il protocollo di livello tre. Infatti IP prevede che si facciano dei controlli sulle header sia di livello tre che di livello quattro. Questi controlli stanno diventando di fatto un problema, non solo perchè limitano la modifica del pacchetto da parte dei nodi intermedi, ma anche perchè i protocolli di livello due, allo stato attuale, garantiscono già la correttezza dei dati trasmessi e talvolta la recovery degli stessi, quindi il controllo è inutile. Queste considerazioni si applicano principalmente alle reti wired, poiché per le reti wireless ci sono tante altre problematiche che non saranno analizzate. Questi sono i principali problemi rilevati oggi.

Per quanto riguarda la prima difficoltà, nonché la più importante, il protocollo IPv6 garantisce uno spazio di indirizzamento molto maggiore. Per memorizzare ciascun indirizzo è predisposto un campo di ben 128 bit che corrispondono ad un numero di indirizzi tale da poter soddisfare (si pensa) qualsiasi esigenza futura. Dato l’ammontare così spropositato di indirizzi, sono state introdotte tante classificazioni, che consentono pure di facilitare, come si accennerà in seguito, l’autoconfigurazione di ciascun host (che sarà quasi indispensabile, visto che gli indirizzi sono così lunghi).

Un altro fattore faciliterà la transizione: IPv6 e IPv4 sono incompatibili, ma fortunatamente possono essere usati contemporaneamente sui dispositivi più moderni senza che il nuovo protocollo “infastidisca” in alcun modo il vecchio. Questo permetterà ad alcuni servizi tra i più importanti di poter continuare a funzionare con IPv4 anche a transizione completata, permettendo l’utilizzo dei dispositivi più vecchi. Tutto ciò presuppone, comunque, che i router intermedi siano in grado di supportare anche il vecchio IPv4, oltre al nuovo, costruendo una rete multiprotocollo con router adeguati.
Per quanto riguarda il Mobile IP, è stata prevista una funzionalità che evita la traduzione del pacchetto. Infatti il pacchetto che deve raggiungere il nodo mobile, raggiungerà prima l’home agent, il quale provvederà a modificare lo stesso pacchetto inserendo una “routing header” e facendolo arrivare a destinazione, senza però cambiare l’indirizzo di destinazione. Nel frattempo avviserà l’host mittente che l’indirizzo è cambiato, e quindi i pacchetti successivi partiranno già con la routing header per arrivare immediatamente a destinazione.

Situazione attuale del IPv6

Attualmente si trovano già decine, se non centinaia, di applicazioni IPv6. Il sistema operativo FreeBSD, che deriva direttamente dal noto BSD Unix, supporta il nuovo protocollo già da parecchio tempo e la sua implementazione è considerata uno standard. Il sistema operativo Linux lo supporta già da due o tre anni, ma l’implementazione è stata revisionata e migliorata con l’uscita del nuovo kernel 2.6. La stessa cosa sta avvenendo in ambiente Microsoft. In ambiente Linux sono già stati approntati i nuovi programmi di Firewalling.
Per quanto riguarda l’utilizzo del protocollo FTP, sono state apportate alcune modifiche alle specifiche di funzionamento che permettono l’utilizzo di IPv6 senza problemi.
L’eliminazione del protocollo assistente ARP, e il conseguente potenziamento di ICMP dovrebbe garantire una maggiore applicabilità del nuovo protocollo sui dispositivi di rete.
Il campo Trafic Class dovrebbe garantire un invio più rapido dei pacchetti “urgenti”, ad esempio quelli appartenenti ad una video conferenza, permettendo una gestione del QoS richiesto (Quality of Service).

Per concludere questo capitolo, la transizione a IPv6 risulta un passo necessario, che sicuramente riuscirà a dare nuova spinta alla rete, e contribuirà notevolmente alla semplicità d’uso e configurazione dei nuovi dispositivi.
Notizie molto recenti confermano che un buon numero di reti telefoniche stanno usando già IPv6 come mezzo per far veicolare le comunicazioni attraverso Internet. Questo è un segnale che l’interesse per il nuovo protocollo stà crescendo. L’utilizzo delle connessioni Internet per trasportare flussi vocali è in genere un esempio di applicazione dell’algoritmo VoIP (Voice Over IP).
Si apprende, infine, che l’Università di Pavia si è interessata alla connettività diretta a IPv6 che ormai sta per essere offerta ad un pubblico sempre più vasto di operatori.