مقایسه ipv4 با ipv6

مقایسه ipv4 با ipv6

آدرس IP شناسه ای یکتا برای مشخص شدن یک device در یک شبکه می­ باشد. یکتا بودن آدرس IP بدین معناست که آدرس IP یک device داخل شبکه­ ای که در آن قرار دارد فقط به آن سیستم اختصاص دارد . تا زمانی که یک device آدرس IP نداشته باشد نمی ­تواند با device های دیگر ارتباط برقرار کند .

آدرس­ های IP به دو دسته تقسیم می­ شوند . دسته­ ی اول IPv4 می­ باشد که اکثر ما با آن برخورد داشته ایم و تا حدودی با آن آشنا هستیم. آدرس­  IP  ورژن 4  یک آدرس 32 بیتی است که به صورت 4 عدد در مبنای ده که با نقطه از هم جدا شده اند، نمایش داده می­ شود (مانند : 192.168.1.1 ). این ورژن از IP به تعداد 2 به توان 32 آدرس را ارائه می­ کند. در حال حاضر بیش از 90 درصد آدرس­ ها در جهان  ، IPv4 می­ باشد.

از آنجایی که استفاده از پروتکل TCP/IP در سال­ های اخیر بیش از حد انتظار بوده، در آدرس دهی IPv4 ، محدود هستیم و آدرس­ های IPv4 رو به اتمام است. این یکی از دلایلی است که TCP/IP یک ورژن جدید از آدرس­ های  IP را طراحی کرد که با نام IPv6 شناخته می­ شود.

بعضی از مزیت­ هایی که IPv6  دارد :

• هزینه­ ی کمتر پردازشی : packet های IPv6 باز طراحی شده­ اند تا header های ساده ­تری را تولید و استفاده کنند که این موضوع فرایند پردازش packet ها توسط سیستم­ های فرستنده و گیرنده را بهبود می­ دهد.
• آدرس­ های IP بیشتر : IPv6 از ساختار آدرس دهی 128 بیتی استفاده می ­کند در حالی که IPv4 از ساختار آدرس دهی 32 بیتی استفاده می کند . این تعداد آدرس IP این اطمینان را می­ دهد که حتی بیشتر از آدرس­ های مورد نیاز در سال های آینده ، آدرس موجود است.
• Multicasting : در IPv6 از Multicasting به عنوان روش اصلی برقرار کردن ارتباط استفاده می شود. IPv6 بر خلاف IPv4 روش broadcast را ارائه نمی­ دهد. روش broadcast از پهنای باند شبکه به صورت غیر بهینه و نامناسب استفاده می­ کند.
• IPSec: پروتکل Internet Protocol Security)IPSec) در درون IPv4 وجود نداشت اما IPv4 از آن پشتیبانی می­ کرد در حالی که IPv6 این پروتکل را به صورت built in در درون خود دارد و می ­تواند تمامی ارتباطات را رمز گذاری (encrypt) کند.

آدرس دهی در IPv6

در IPv6 تغییرات عمده ­ای نسبت به IPv4 وجود دارد. IPv4 از ساختار آدرس دهی 32 بیتی استفاده می­ کند در حالی که IPv6 از ساختار آدرس دهی 128 بیتی استفاده می کند. این تغییر می تواند 2 به توان 128 آدرس یکتا را ارائه دهد . این میزان آدرس IP، پیشرفت بسیار زیادی را نسبت به تعداد آدرس IP که IPv4 ارائه می کند(2 به توان 32) دارد.

آدرس IPv6 دیگر از 4 بخش 8 بیتی استفاده نمی کند. آدرس  IPv6 به 8 قسمت 16 بیتی که هر قسمت ارقامی در مبنای 16 هستند و با (:) از هم جدا می شوند تقسیم می­شود. مانند:

65b3:b834:45a3:0000:0000:762e:0270:5224

در مورد آدرس ­های IPv6  یک سری نکته­ هایی وجود دارد که باید آنها را بدانید:

• این آدرس ها نسبت به بزگی حروف حساس نیستند
• صفر های سمت چپ هر بخش را میتوان حذف کرد
• بخش هایی که پشت سر هم صفر هستند را میتوان به صورت (::) خلاصه نویسی کرد (روی هر آدرس فقط یک بار می توان این کار را کرد)

مثال: آدرس loopback در IPv6 به صورت زیر است :

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

از آنجایی که می توان صفرهای سمت چپ هر بخش را حذف کرد آدرس را بازنویسی می کنیم :

0:0:0:0:0:0:0:1

بعد از حذف کردن صفرهای سمت چپ ، می توانیم صفرهای پشت سر هم را نیز خلاصه نویسی کنیم :

1::

همانطور که اشاره کردیم ، فقط یک بار می توانیم صفرهای پشت سر هم را خلاصه نویسی کنیم ، علت این موضوع این است که اگر چند بار این خلاصه نویسی را روی بخش های مختلف آدرس انجام دهیم ، آدرس اصلی بعد از خلاصه نویسی مشخص نخواهد بود . به مثال زیر توجه کنید:

0000:0000:45a3:0000:0000:0000:0270:5224

در این مثال دو سری صفر های پشت سر هم وجود دارد . اگر هر دو را خلاصه نویسی کنیم به صورت زیر می شود :

45a3::270:5224::

در این حالت مشخص نیست که هر سری چه تعداد صفر پشت سر هم داشته ایم ، پس بهتر است که آن سری که تعداد صفر های بیشتری پشت سر هم دارد را خلاصه نویسی کنید.

0:0:45a3::270:5224

ساختار آدرس دهی در IPv6 به کلی تغییر کرده است ، به طوری که 3 نوع آدرس وجود دارد :

• Unicast: آدرس Unicast برای ارتباطات یک به یک استفاده می شود.
• Multicast: آدرس Multicast برای ارسال data به سیستم های مختلف در یک لحظه استفاده می شود. آدرس های Multicast با پیشوند FF01 شروع می شوند. برای مثال FF01::1 برای ارسال اطلاعات به تمام node ها در شبکه استفاده می شود ، در حالی که FF01::2 برای ارسال اطلاعات به تمام روترهای داخل شبکه استفاده می شود.
• Anycast: آدرس Anycast برای گروهی از سیستم ها که سرویسی را ارائه می کنند استفاده می شود.

توجه کنید که آدرس broadcast در IPv6  وجود ندارد.

آدرس های Unicast خود به سه دسته تقسیم می شود :

• Global unicast: آدرس های Global unicast ، آدرس های public در IPv6 می­باشد و قابلیت مسیریابی در اینترنت دارد. این آدرس ها معادل آدرس های public در IPv4 می باشد.
• Site-local unicast: آدرس های Site-local unicast ، آدرس های private هستند و مشابه آدرس های private در IPv4 می باشند و فقط برای ارتباطات داخل شبکه ای استفاده می شوند. این آدرس ها همیشه با پیشوند FEC0 شروع می شوند.
• Link-local unicast: آدرس های Link-local unicast مشابه APIPA در IPv4 هستند و فقط می توانند برای ارتباط با سیستمی که به آن متصل هستند ، استفاده شوند. این آدرس ها با پیشوند FE80 شروع می شود.

نکته دیگری که باید به آن اشاره کنیم ، IPv6 ازClassless Inter-Domain Routing (CIDR) که در سال های اخیر متداول شده اند( برای تغییر بخش net ID روی IPv4 )،استفاده می کند.برای مثال آدرس 2001:0db8:a385::1/48 بدین معناست که 48 بیت اول آدرس تشکیل دهنده ی net ID است.

IPv6 به 3 بخش تقسیم می شود:

• Network ID: معمولا 48 بیت اول آدرس تشکیل دهنده ی net ID آن می باشد. در آدرس های global address ، net ID توسط ISP به سازمان شما اختصاص داده می شود.
• Subnet ID: این بخش از 16 بیت تشکیل شده و با استفاده از آنها می توانید شبکه ی IPv6 خود را به subnet های مختلف تقسیم کنید. برای مثال شبکه ای با net ID 2001:ab34:cd56 /48 می تواند به دو زیرشبکه 2001:ab34:cd56:0001/64 و 2001:ab34:cd56:0002/64 تقسیم شود.
• (Unique Identifier(EUI-64: نیمه ی دوم آدرس (64 بیت آخر) را unique identifier می نامند، این بخش مشابه host ID در IPv4 است (یک سیستم را در شبکه مشخص می کند). این بخش تشکیل می شود از مک آدرس آن سیستم (48 بیت)که به دو قسمت تقسیم شده و عبارت FFFE که میان آن دو قسمت قرار می گیرد.

Auto configuration

یکی از مزیت های IPv6 قابلیت auto configuration است ، که در آن سیستم یک آدرس IPv6 برای خود انتخاب می کند ، سپس با ارسال پیام neighbor solicitation به آن آدرس بررسی میکند که این آدرس در شبکه برای سیستم دیگری استفاده نشده باشد. اگر این آدرس توسط سیستم دیگری استفاده شده باشد ،  به پیام جواب می دهد و سیستمی که قصد انتخاب آدرس را داشت متوجه می شود که از آن آدرس نمی تواند استفاده کند. قابل ذکر است احتمال اینکه یک آدرس به دو سیستم اختصاص داده شود خیلی کم است چون مک آدرس سیستم ها در آدرس دهی auto configuration استفاده می شود (مک آدرس یک آدرس یکتا است).

با توجه به تکنولوژی های پیش روی دنیای اطلاعات به  ویژه IOT یا اینترنت اشیاء که  به واسطه آن میتوان تعداد زیادی از اشیاء که در طول روز با آن ها سر و کار داریم (مانند سیستم های گرمایشی و سرمایشی، لوازم خانگی، ملزومات اداری و …)، که به صورت هوشمند کنترل می شوند را با یکدیگر در بستر اینترنت ارتباط خواهند داشت. این امر بدین معناست که به میلیاردها آدرس IP نیاز خواهیم داشت و ملزم به استفاده از IPv6 می باشیم .