IPv4 در مقابل پروتکل‌های IPv6 | طرح ها و محدودیت های آدرس دهی IP
پروتکل اینترنت
IP (پروتکل اینترنت) در IETF (Internet Engineering Task Force) RFC791 (درخواست نظرات) در سال 1981 تعریف شده است. IP یک پروتکل بدون اتصال است که در شبکه های ارتباطی سوئیچ بسته استفاده می شود. IP انتقال داده ها را از یک میزبان به میزبان دیگر فراهم می کند، جایی که میزبان با یک شماره منحصر به فرد به نام آدرس IP شناسایی می شود. IP از تحویل تضمینی پشتیبانی نمی کند یا توالی تحویل را حفظ نمی کند. این به گونه ای عمل می کند که با بهترین تلاش ارائه دهد، بنابراین، تحت بهترین ترافیک شبکه های انتقال بسته قرار می گیرد. لایه بالای IP (TCP) از تحویل تضمینی و ترتیب بندی بسته ها مراقبت می کند.
آدرس IPعددی است که برای شناسایی منحصر به فرد میزبان در شبکه کامپیوتری در سطح جهانی داده می شود. در یک مثال واقعی کلمه می توانید مانند یک شماره تلفن با کد کشور فکر کنید که برای دسترسی به یک شخص منحصر به فرد است. اگر آلیس بخواهد با باب تماس بگیرد، اگر آلیس بخواهد بسته ای را برای باب بفرستد، آلیس با شماره تلفن باب تماس می گیرد، دقیقاً در ارتباطات بسته. آلیس بسته را به آدرس IP باب ارسال می کند که منحصر به فرد است. این آدرس های IP را IP عمومی یا IP واقعی می نامند. به موردی فکر کنید که آلیس با دفتر باب تماس می گیرد و شماره داخلی را برای رسیدن به باب ضربه بزنید، شماره داخلی را نمی توان از خارج دریافت کرد زیرا این داخلی خصوصی است. (Ext 834929)، همان شماره داخلی می تواند در شرکت دیگری نیز وجود داشته باشد. (شرکت B Ext 834929). مانند این است که در دنیای IP نیز آدرس های IP خصوصی وجود دارد که در داخل یک شبکه خصوصی استفاده می شود. این به طور مستقیم از خارج قابل دسترسی نیست و همچنین منحصر به فرد نیست.
IPv4
تعریف شده در RFC 791
این یک عدد 32 بیتی برای شناسایی هاست است. بنابراین فضای آدرس کل 232 است که تقریباً برابر است با 4×109. IP در مفاهیم کلاسیک و بدون کلاس برای غلبه بر کمبود آدرس ها استفاده می شود. شبکه کلاسفول یک طرح آدرس دهی برای شناسایی شبکه و میزبان شبکه ها است. IPv4 دارای 5 کلاس A، B، C، D و E است. در کلاس A، 8 بیت اول 32 بیتی شبکه را مشخص می کند و کلاس B، 16 بیت اول و در کلاس C 24 بیت است. اگر یک آدرس کلاس C را در نظر بگیرید، 24 بیت اول قسمت شبکه و 8 بیت آخر برای شناسایی میزبان ها در آن شبکه خاص است. در تئوری، یک شبکه کلاس C می تواند فقط 28 میزبان داشته باشد که 256 میزبان است.
به دلیل محدودیت فضای آدرس، CIDR (مسیریابی بین دامنه ای بدون کلاس) در سال 1993 معرفی شد. CIDR به جای داشتن یک بخش شبکه ثابت و بخش میزبان، طول متغیر شبکه و قسمت میزبان را با ماسک های زیر شبکه مربوطه معرفی می کند.
IPv6
تعریف شده در RFC 2460
IPv6 برای غلبه بر کمبود فضای آدرس IP معرفی شده است. IPv6 یک عدد 128 بیتی با فضای آدرس 2128 (حدود 3.4×1038) است. این انعطاف‌پذیری را برای غلبه بر مشکلات فضای آدرس‌دهی و ترافیک مسیریابی می‌دهد.
فرمت آدرس:
در اینجا در IPv6 64 بیت اول قسمت شبکه را تعریف می کند و بقیه 64 بیت قسمت آدرس میزبان است. IPv4 در 4 بلوک باینری 8 بیتی نمایش داده می شود در حالی که IPv6 توسط 8 گروه از مقادیر هگزادسیمال 16 بیتی که با دو نقطه از هم جدا شده اند نشان داده می شود.
مثال: 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
علاوه بر این برای استفاده آسان، می توان آن را با قوانین زیر به اختصار خلاصه کرد
(1) صفرهای ابتدایی در یک مقدار 16 بیتی ممکن است حذف شوند
(2) تکرار گروه‌های صفر متوالی در یک آدرس ممکن است با دو نقطه جایگزین شود
بنابراین 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004 را می توان به صورت زیر نوشت
2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
2607:f0d0:1002:0051::202:4
ویژگی های اصلی IPv6
(1) فضای آدرس بزرگ، زیرا 128 بیت است
(2) پشتیبانی پیشرفته از Multicast
(3) پشتیبانی از امنیت لایه شبکه
(4) Mobility پشتیبانی می شود
(5) هدر قابل توسعه در صورت لزوم
(6) در صورتی که شبکه از MTU بزرگتر پشتیبانی کند، بارهای با اندازه بزرگتر در IPv6 پشتیبانی می شوند. (Jumbograms)
خلاصه:
(1) IPv4 فضای آدرس 32 بیتی است در حالی که IPv6 فضای آدرس 128 بیتی دارد.
(2) CIDR برای استفاده بهینه از IPv4 معرفی شد
(3) قالب IPv4 چهار اکتبر و IPv6 8 بلوک هگزادسیمال است.
(4) اگرچه IPv4 از چندپخش محدود پشتیبانی می کند، IPv6 به طور گسترده از Multicast پشتیبانی می کند
(5) IPv6 از مسیریابی مثلثی اجتناب کنید، زیرا از Mobility پشتیبانی می کند
(6) IPv6 از بار بزرگتر از IPv4 پشتیبانی می کند
(7) تونل IP در حال حاضر برای اتصال IPv4 و IPv6 استفاده می شود.
