TCP/IP Versi 6

“Mengapa perlu ada IPv6?”

Seiring dengan meningkatnya jumlah pengguna internet, dunia mulai kekurangan alamat IP. Alamat IP merupakan sebuah identitas bagi setiap komputer yang terhubung ke jaringan internet, namun untuk mencegah kesalahan pengiriman data, alamat IP ini tidaklah boleh sama (ada duplikasinya). Masalahnya, alamat IP yang berlaku saat ini (IPv4) hanya berukuran 32-bit, sehingga jumlah alamat yang bisa diberikan sebanyak 2³² = 4.294.967.296 alamat saja. Jumlah ini dirasa tidak mencukupi kebutuhan IP, apalagi setelah digunakannya IP sebagai basis teknologi pada jaringan core platform NGN (Next Generation Network).

Seperti sumber daya alam yang sifatnya terbatas (minyak bumi, batu bara), berkembangnya kegiatan ekonomi dan teknologi yang pesat pada abad ini membuat hampir semua peralatan elektronik, bukan saja komputer atau laptop, tetapi juga telepon genggam, televisi, printer, bahkan kulkas pun dapat terhubung ke jaringan internet. Hal ini membuat alamat IP global yang tersedia semakin menipis.

Secara teknis, lembaga yang bertanggung jawab melakukan distribusi alamat IP global adalah IANA (Internet Assigned Numbers Authority). IANA melakukan distribusi alamat IP kepada operator internet melalui lembaga independen yang disebut dengan RIR (Regional Internet Registry). RIR ini beroperasi di setiap benua, contohnya untuk kawasan Asia Pasifik, lembaga ini bernama APNIC (Asia-Pasific Network Information Center). Secara resmi, alamat IPv4 global ditingkat IANA sudah habis pada akhir Februari 2011. Yang tersisa sekarang hanya ditingkat RIR yang tentunya juga sudah sangat terbatas dan oleh keterbatasan ini, RIR menerapkan kebijakan yang sangat ketat bagai operator untuk bisa mendapatkan alamat IPv4.

 Walaupun dari sisi pengguna, tidak disadari pentingnya IPv6, karena pengguna hanya tahu bahwa aplikasi yang digunakannya harus berjalan sebagaimana mestinya tanpa memperdulikan apakah pihak operator menggunakan alamat IPv4 atau alamat IPv6, bagi pihak operator, ketersediaan alamat IP merupakan keharusan karena faktor bisnis yang harus selalu berkembang sebagai akibat pertambahan jumlah pengguna/pelanggan. Sebagai contoh, perusahaan seluler terbesar di China, yaitu China Telecom membutuhkan alamat IP tambahan sebanyak 30 juta pada tahun 2011. Kebutuhan ini sebagai akibat tumbuhnya pelanggan broadband, IPTV, dan layanan lainnya. Namun, jumlah alamat IP yang tersedia hanya 10 juta, sehingga ada kekurangan 20 juta alamat IP. Bahkan, untuk lima tahun ke depan, diperkirakan China Telecom akan membutuhkan 1 hingga 2 miliar alamat IP.

Oleh karena itu, untuk menjawab kebutuhan tersebut, para ahli yang tergabung dalam IETF (International Engineering Task Force) mempersiapkan standar protokol baru untuk menggantikan IPv4. Langkah tersebut dimulai dengan menerapkan IPng (Internet Protokol Next Generation) pada periode awal 1990-an sebagai cikal bakal IPv6, hingga akhirnya IPv6 resmi ditetapkan menjadi salah satu standar IETF pada tanggal 10 Agustus 1998 melalui  RFC 2460 dan RFC 3513 berisi tentang arsitektur pengalamatan IPv6.

Mengimplementasikan IPv6 ternyata juga menimbulkan masalah lain, yaitu interoperasional antara IPv4 dan IPv6. Agar IPv4 dapat berkomunikasi dengan IPv6, atau sebaliknya, dibutuhkan mekanisme transisi. Meskipun ada banyak mekanisme transisi yang tersedia, tetapi tiap-tiap mekanisme transisi mempunyai kelebihan dan kekurangan. Mekanisme transisi dual-stack misalnya, membutuhkan alamat IPv4 yang tetap untuk pelanggan. Mekanisme DS-Lite mengharuskan operator melakukan upgrade home gateway milik pelanggan, seperti yang terjadi pada operator Comcast di Amerika Serikat. Untuk melakukan uji coba IPv6, pihak Comcast harus melakukan upgrade home gateway milik pelanggan secara manual. Tentunya hal ini sangat melelahkan dan tidak efisien untuk jangka panjang.

Selain masalah interoperasional, masalah lain adalah aplikasi. Peneliti dari Ericsson Swedia, Jari Arkko, mengemukakan bahwa hampir semua aspek aplikasi yang ada sekarang, seperti sistem operasi, browsing, email, streaming musik, dapat bekerja dengan baik di lingkungan IPv6, namun aplikasi seperti online game, messenger, VoIP (Skype) tidak dapat berjalan di lingkungan IPv6.

Walaupun masih banyak yang belum siap, namun kelangkaan IPv4 sudah di depan mata, sehingga banyak operator mulai menyadari pentingnya IPv6. Oleh karena itu, perlu kita mengetahui sedikit arsitektur IPv6.

“Apa saja yang baru dari IPv6?”

IPv6 memiliki beberapa fitur, yaitu sebagai berikut ini.

o   Memiliki format header baru

Header pada IPv6 memiliki format baru yang didesain untuk menjaga agar overhead header minimum, dengan menghilangkan field-field yang tidak diperlukan serta beberapa field pilihan yang ditempatkan setelah header IPv6. Header IPv6 sendiri besarnya adalah dua kali dari besar header IPv4.

o   Range alamat yang sangat besar

IPv6 memiliki 128-bit untuk masing-masing alamat IP source dan destination. Sehingga dapat menampung sekitar 3,4 x 10³⁸ kemungkinan kombinasi alamat.

o   Pengalamatan secara efisien dan hirarkis, serta infrastruktur routing efisien

Alamat global dari IPv6 yang digunakan di internet didesain untuk menciptakan infrastruktur routing yang efisien, hierarkis, dan mudah dipahami oleh pengembang.

o   Konfigurasi pengalamatan secara stateless dan statefull

IPv6 mendukung konfigurasi pengalamatan secara statefull, seperti konfigurasi alamat menggunakan server DHCP, atau secara stateless yang tanpa menggunakan server DHCP. Pada konfigurasi kedua, host secara otomatis mengkonfigurasi dirinya sendiri dengan alamat IPv6 untuk link yang disebut dengan alamat link lokal dan alamat yang diturunkan dari prefiks yang ditransmisikan oleh router lokal.

o   Built-in Security

Dukungan terhadap IPsec memberikan dukungan terhadap keamanan jaringan dan menawarkan interoperabilitas antara implementasi IPv6 yang berbeda.

o   Dukungan yang lebih baik dalam hal QoS

Pada header IPv6 terdapat trafik yang diidentifikasi menggunakan field Flow Label, sehingga dukungan QoS dapat tetap diimplementasikan meskipun payload paket terenkripsi melalui IPsec.

o   Protokol baru untuk node interaksi

Pada IPv6, terdapat protokol Neighbor Discovery yang menggantikan Address Resolution Protocol.

o   Ekstensibilitas

IPv6 dapat dengan mudah ditambahkan fitur baru dengan menambahkan header ekstensi setelah header IPv6. Ukuran dari header ekstensi IPv6 ini hanya terbatasi oleh ukuran dari paket IPv6 itu sendiri.

 “Bagaimana perbedaan IPv4 dan IPv6?”

Berikut ini adalah tabel mengenai perbedaan IPv4 dan IPv6.

Fitur	IPv4	IPv6
Jumlah alamat	Menggunakan sistem 32-bit yaitu sama dengan 232 = 4.294.967.29 yang dirasa tidak dapat mengimbangi laju pertumbuhan internet di dunia.	Menggunakan sistem 128-bit yaitu sama dengan 2128 = 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (atau 3.4x1038) sehingga dapat mengatasi masalah pertumbuhan penggunaan IP di dunia.
Routing	Performa routing menurun seiring dengan membesarnya ukuran tabel routing.	IPv6 memiliki kemampuan untuk mengelola tabel routing yang besar sehingga proses routing jauh lebih efisien.
Mobilitas	Dukungan terhadap mobilitas terbatas oleh kemampuan roaming saat beralih dari satu jarungan ke jaringan lain.	Memenuhi kebutuhan mobilitas tinggi melalui roaming dari satu jaringan ke lainnya dengan tetap menjaga kelangsungan sambungan.
Keamanan	Meski umum digunakan dalam mengamankan jaringan IPv4, header IPsec merupakan fitur tambahan pilihan pada standar IPv4.	IPsec dikembangkan sejalan dengan IPv6. Header Ipsec menjadi fitur wajib dalam standar implementasi IPv6.
Ukuran Header	Ukuran header dasar 20 oktet ditambah ukuran header Options yang dapat bervariasi.	Ukuran header tetap 40 oktet. Sejumlah header pada IPv4, seperti Identification, Flags,Fragment offset, Header Checksum dan Padding telah dimodifikasi.
Header checksum	Terdapat header checksum yang diperiksa oleh setiap switch (perangkat lapis ke 3), sehingga menambah delay.	Proses checksum tidak dilakukan ditingkat header, melainkan secara end-to-end. Header IPsec telah menjamin keamanan yang memadai.
Fragmentasi	Dilakukan di setiap hop yang melambatkan performa router. Proses menjadi lebih lama lagi apabila ukuran paket data melampaui Maximum Transmission Unit (MTU). Paket dipecah-pecah sebelum disatukan  kembali di tempat tujuan.	Hanya dilakukan oleh host yang mengirimkan paket data. Di samping itu, terdapat fitur MTU discovery yang menentukan fragmentasi yang lebih tepat menyesuaikan dengan MTU terkecil yang terdapat dalam sebuah jaringan dari ujung ke ujung.
Konfigurasi	Ketika sebuah host terhubung ke sebuah jaringan, konfigurasi dilakukan secara manual.	Memiliki fitur stateless auto configuration di mana ketika sebuah host terhubung ke sebuah jaringan, konfigurasi dilakukan secara otomatis.
Kualitas layanan	Memakai mekanisme best effort untuk tanpa membedakan kebutuhan.	Memakai mekanisme best level of effort yang memastikan kualitas layanan. Header traffic class menentukan prioritas pengiriman paket data berdasarkan kebutuhan akan kecepatan tinggi atau tingkat latency tinggi.

Format Alamat IPv6

Dalam IPv6, alamat 128-bit akan dibagi ke dalam 8 blok berukuran 16-bit yang dapat dikonversikan ke dalam bilangan heksadesimal berukuran 4-digit. Setiap blok bilangan heksadesimal tersebut, akan dipisahkan dengan tanda titik dua (:). Format notasi yang digunakan dalam IPv6, sering juga disebut dengan colon-hexadecimal format.

Contoh alamat IPv6 dalam bentuk bilangan biner:

0011111111111110001010010000000011010000000001010000000000000000

0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010

Untuk menerjemahkannya ke dalam heksadesimal, maka angka 128-bit tersebut harus dibagi ke dalam 8 blok berukuran 16-bit.

0011111111111110   0010100100000000 1101000000000101 0000000000000000

0000001010101010   0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010

Setiap blok 16-bit tadi lalu dikonversikan ke dalam bilangan heksadesimal dan setiap bilangan heksadesimal tersebut dipisahkan menggunakan tanda titik dua, sehingga didapatkan hasil konversinya sebagai berikut.

3FFE:2900:D005:0000:02AA:00FF:FE28:9C5A

IPv6 dapat disederhanakan dengan membuang angka 0 pada awal setiap blok yang berukuran 16-bit tadi, dengan menyisakan satu digit terakhir. Dengan membuang angka 0, alamat tadi dapat disederhanakan menjadi:

3FFE:2900:D005:0:2AA:FF:FE28:9C5A

Berikut adalah tabel konversi desimal, heksadesimal, dan biner.

Desimal	Heksadesimal	Biner
0	0	0000
1	1	0001
2	2	0010
3	3	0011
4	4	0100
5	5	0101
6	6	0110
7	7	0111
8	8	1000
9	9	1001
10	A	1010
11	B	1011
12	C	1100
13	D	1101
14	E	1110
15	F	1111

Kompresi angka nol

Alamat IPv6 juga bisa disederhanakan lebih jauh lagi, yaitu dengan membuang angka 0 yang ada.

Pada sebuah alamat yang banyak angka 0-nya, alamat tersebut dapat disederhanakan dengan menggunakan dua buah tanda titik dua (::).

Penyederhanaan alamat IPv6 ini, sebaiknya hanya digunakan satu kali saja di dalam satu alamat karena kemungkinan nantinya pengguna tidak dapat menentukan berapa banyak bit 0 yang direpresentasikan oleh setiap tanda dua titik dua (::) yang terdapat dalam alamat tersebut.

Contohnya, kita dapat mengkompresi alamat FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2 yang telah disederhanakan dari FE80:0000:0000:0000:02AA:00FF:FE9A:4CA2 menjadi FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2.

Contoh lainnya adalah FF02:0:0:0:0:0:0:2 (dari FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002) menjadi FF02::2.

Tapi, kompresi nol ini tidak dapat digunakan untuk bagian dari blok 16-bit itu sendiri. Sebagai contoh, FF02:30:0:0:0:0:0:5 TIDAK DAPAT dirubah menjadi FF02:3::5.

Untuk menentukan berapa banyak bit bernilai 0 yang dibuang dapat dilakukan dengan menghitung berapa banyak blok yang tersedia dalam alamat tersebut, yang kemudian angka 8 dikurangkan dengan angka tersebut, dan hasilnya dikalikan dengan 16. Sebagai contoh, alamat FF02::2 hanya mengandung dua blok alamat (blok FF02 dan blok 2). Maka, jumlah bit yang dibuang adalah (8-2)x16=96 buah bit.

Format Prefix

Untuk prefix, alamat IPv6 caranya sama seperti pada IPv5, dengan menggunakan notasi prefix. Sebagai contoh, FF00::/8 merupakan range alamat, 2001:DB8::/32 merupakan prefix route, dan 2001:DB8:0:2F3B::/64 merupakan prefix subnet.

Tipe Alamat IPv6

IPv6 memiliki tiga tipe alamat:

o   Unicast

Alamat unicast yaitu alamat yang menyediakan komunikasi secara point-to-point, secara langsung antara dua host dalam sebuah jaringan. Alamat unicast dibagi menjadi 3 jenis lagi yaitu: alamat link local, alamat site local dan alamat global.

Alamat link local adalah alamat yang digunakan di dalam satu link yaitu jaringan lokal yang saling tersambung dalam satu level (dalam satu subnet). Sedangkan alamat Site local setara dengan alamat private, yang dipakai terbatas di dalam satu site sehingga terbatas penggunaannya hanya di dalam satu site sehingga tidak dapat digunakan untuk mengirimkan alamat di luar site ini (dalam sebuah intranet). Alamat global adalah alamat yang dipakai misalnya untuk Internet Service Provider.

o   Multicast

Alamat multicast adalah alamat yang menunjukkan beberapa interface (biasanya untuk node yang berbeda). Paket yang dikirimkan ke alamat ini maka akan dikirimkan ke semua interface yang ditunjukkan oleh alamat ini. alamat multicast ini didesain untuk menggantikan alamat broadcast pada IPv4 yang banyak mengkonsumsi bandwidth.

o   Anycast

Alamat anycast adalah alamat yang menunjukkan beberapa interface (biasanya node yang berbeda). Paket yang dikirimkan ke alamat ini akan dikirimkan ke salah satu alamat antarmuka yang paling dekat dengan router. Alamat anycast tidak mempunyai alokasi khusus, karena jika beberapa node/interface diberikan prefix yang sama maka alamat tersebut sudah merupakan alamat anycast.

Referensi

Admin (Noname). 2010. EWS Terhadap Krisis Global Kelangkaan IPv4 di  Tahun 2012. http://mollucacyber.net/?p=67 (diakses pada tanggal 20 Juli 2011, pukul 16.43 WIB)

Davies, Joe. 2006. IPv6 Addressing. http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb726995.aspx.htm #EDAA (diakses pada tanggal 20 Juli 2011, pukul 16.57 WIB)

Hendriono. 2011. Saatnya Beralih dari IPv4 ke IPv6. http://dehagoblog.blogspot.com/2011/06/saatnya-beralih-dari-ipv4-ke-ipv6.html (diakses pada tanggal 20 Juli 2011, pukul 16.43 WIB)