7.1. Транспорт Internet приспосабливается к новым требованиям

В начале 90-х годов, после более чем десяти лет относительно спокойной жизни протокол IP столкнулся с серьезными проблемами. Именно в это время началось активное промышленное использование Internet: переход к построению сетей предприятий на основе транспорта Internet, применение Web-технологии для получения доступа к корпоративной информации, ведение электронной коммерции с помощью Internet, внедрение Internet в индустрию развлечений (распространение видеофильмов, звукозаписей, интерактивные игры).

Все это привело к резкому росту числа узлов сети, изменению характера трафика и к ужесточению требований, предъявляемых к качеству обслуживания сетью ее пользователей.

Динамика роста Internet такова, что сегодня трудно привести вполне достоверные сведения о числе сетей, узлов и пользователей Internet. Быстрый рост сети усугубляет уже давно ощущаемый дефицит IP-адресов, вызывает перегрузку маршрутизаторов, которые должны уже сегодня обрабатывать в своих таблицах маршрутизации информацию о нескольких десятках тысяч номеров сетей, а также ведет к резкому увеличению суммарного объема передаваемого по Internet трафика.

Все более широкое использование Internet в качестве общемировой широковещательной сети, заменяющей сети радио и телевидения, приводит к изменению характера передаваемого трафика. Наряду с традиционными компьютерными данными все большую долю трафика составляют мультимедийные данные. Синхронный характер мультимедийного трафика предъявляет нетрадиционные для Internet требования по качеству обслуживания - предоставления гарантированной полосы пропускания с заданным уровнем задержки передаваемых пакетов.

Промышленное использование Internet предполагает определенный уровень защиты данных - аутентификацию абонентов, обеспечение конфиденциальности и целостности данных. Особенно это важно при ведении в Internet электронной торговли, а также при построении частных виртуальных сетей.

Рост популярности Internet привел к появлению новых категорий пользователей. Во-первых, в сеть пришло много непрофессиональных пользователей - сотрудников предприятий, работающих на дому, людей, использующих Internet как средство развлечения или как неисчерпаемый источник информации. Многие из них желали бы работать как мобильные пользователи, не расставаясь со своим компьютером в поездках, вдали от своей "родной" сети. В этих случаях очень важной оказывается возможность автоконфигурирования стека TCP/IP, когда все параметры стека (в основном это касается IP-адресов компьютера, DNS-сервера и маршрутизаторов) автоматически сообщаются компьютеру при его подключении к сети.

Для того, чтобы в новых условиях протокол IP смог также успешно работать, как и в предыдущие годы, сообщество Internet после достаточно долгого обсуждения решило подвергнуть IP серьезной переработке.

7.1.1. Защита данных

Защита информации - ключевая проблема, которую нужно решить для превращения Internet в публичную всемирную сеть с интеграцией услуг. Без обеспечения гарантий конфиденциальности передаваемой информации бум вокруг Internet быстро утихнет, оставив ей роль поставщика интересной информации.

Сегодня защиту информации в Internet обеспечивают различные нестандартные средства и протоколы - firewall'ы корпоративных сетей и специальные прикладные протоколы, типа S/MIME, которые обеспечивают аутентификацию сторон и шифрацию передаваемых данных для какого-либо определенного прикладного протокола, в данном случае - электронной почты.

Существуют также протоколы, которые располагаются между прикладным и транспортным уровнями стека TCP/IP. Наиболее популярным протоколом такого типа является протокол SSL (SecureSocketLayer), предложенный компанией NetscapeCommunications, и широко используемый в серверах и браузерах службы WWW. Протоколы типа SSL могут обеспечить защиту данных для любых протоколов прикладного уровня, но недостаток их заключается в том, что приложения нужно переписывать заново, если они хотят воспользоваться средствами защиты, так как в приложения должны быть явно встроены вызовы функций протокола защиты, расположенного непосредственно под прикладным уровнем.

Проект IPv6 предлагает встроить средства защиты данных в протокол IP. Размещение средств защиты на сетевом уровне сделает их прозрачными для приложений, так как между уровнем IP и приложением всегда будет работать протокол транспортного уровня. Приложения переписывать при этом не придется.

В протоколе IPv6 предлагается реализовать два средства защиты данных. Первое средство использует дополнительный заголовок "AuthenticationHeader" и позволяет выполнять аутентификацию конечных узлов и обеспечивать целостность передаваемых данных. Второе средство использует дополнительный заголовок "EncapsulatingSecurityPayload" и обеспечивает целостность и конфиденциальность данных.

Разделение функций защиты на две группы вызвано практикой, применяемой во многих странах на ограничение экспорта и/или импорта средств, обеспечивающих конфиденциальность данных путем шифрации. Каждое из имеющихся двух средств защиты данных может использоваться как самостоятельно, так и одновременно с другим.

В проектах протоколов защиты данных для IPv6 нет привязки к определенным алгоритмам аутентификации или шифрации данных. Методы аутентификации, типы ключей (симметричные или несимметричные, то есть пара "закрытый-открытый"), алгоритмы распределения ключей и алгоритмы шифрации могут использоваться любые. Параметры, которые определяют используемые алгоритмы защиты данных, описываются специальным полем SecurityParametersIndex, которое имеется как в заголовке "AuthenticationHeader", так и в заголовке "EncapsulatingSecurityPayload".

Тем не менее, для обеспечения совместимой работы оборудования и программного обеспечения на начальной стадии реализации протокола IPv6 предложено использовать для аутентификации и целостности широко распространенный алгоритм хеш-функции MD5 с секретным ключом, а для шифрации сообщений - алгоритм DES.

Ниже приведен формат заголовка AuthenticationHeader.

Протокол обеспечения конфиденциальности, основанный на заголовке "EncapsulatingSecurityPayload", может использоваться в трех различных схемах.

В первой схеме шифрацию и дешифрацию выполняют конечные узлы. Поэтому заголовок пакета IPv6 остается незашифрованным, так как он нужен маршрутизаторам для транспортировки пакетов по сети.

Во второй схеме шифрацию и дешифрацию выполняют пограничные маршрутизаторы, которые отделяют частные сети предприятия от публичной сети Internet. Эти маршрутизаторы полностью зашифровывают пакеты IPv6, получаемые от конечных узлов в исходном виде, а затем инкапсулируют (эта операция и дала название заголовку - Encapsulating) зашифрованный пакет в новый пакет, который они посылают от своего имени. Информация, находящаяся в заголовке "EncapsulatingSecurityPayload", помогает другому пограничному маршрутизатору-получателю извлечь зашифрованный пакет, расшифровать его и направить узлу-получателю.