موضوع: تفاوت IPv4 & IPv6

فهرست

۱: مقدمه
۲: پروتکل و جایگاه آن در شبکه های کامپیوتری
۳: لزوم استفاده از IP جدید(IPv6)
۴: IPv4 و محدودیت های آن
۵: امکانات و ویژگی های جدید IPv6

مقدمه

اطلاعات ارسالی بین کامپیوترها و مهم‌تر از آن بین شبکه‌ها براساس پروتکل IP صورت می‌پذیرد. این پروتکل وظیفه مسیریابی و آدرس‌دهی، تحویل بسته (Packet) به مقصد، مرتب‌سازی آنها و… را به عهده دارد. در هر بسته اطلاعاتی یک آدرس فرستنده و یک آدرس گیرنده است. این آدرس همان آیپی ‌آدرس فرستنده و آیپی ‌آدرس گیرنده است. در نتیجه هر کامپیوتر یا دستگاه موجود در شبکه که به عنوان Host شناخته می‌شود، باید از یک آدرس منحصر به فرد تحت عنوان IP Address برخوردار باشد.
شبکه های داخلی بزرگ می توانند یک یا چند آدرس آی پی داشته باشند؛ در حالی که عکس این حالت امکان پذیر نیست، یعنی یک آی پی نمی تواند به چند شبکه تعلق داشته باشد.
نسخه‌های ۱ تا ۳ آی پی هیچ گاه استفاده نشدند، همان طور که نسخه آزمایشی ۵ نیز توفیقی نیافت. در واقع آی پی ۴ تا مدت ها پاسخگوی نیازها بود؛ اما عواملی باعث شد که احتیاج به نسخه جدیدی از آی پی احساس گردد.
شاید هیچ کس تصور نمی کرد روزی تعداد کاربران اینترنت و استفاده از آن به قدری زیاد شود که ۴ میلیارد آدرس برای آن‌ها کم باشد! اما تا ۲ سال دیگر این تعداد آدرس تمام می‌شود و نیاز است که نسخه جدید آی پی مورداستفاده قرار گیرد. دیر یا زود باید به سمت آدرس‌دهی‌های جدید رفت تا کمبود آدرس‌ها جبران شود
دنیا با داشتن ۲‪.۵ میلیارد کاربر اینترنتی هم اکنون بیش از ۱۱ میلیارد دستگاه متصل به اینترنت دارد. این روزها همه چیز به اینترنت وصل می شود، از کامپیوتر و لپ تاپ و گوشی موبایل گرفته تا یخچال و ماشین و ساعت های مچی.

پروتکل و جایگاه آن در شبکه های کامپیوتری

کامپیوترها و سایر دستگاه های شبکه ای به منظور ارتباط با یکدیگر از پروتکل استفاده می نمایند . تاکنون پروتکل های متعددی در عرصه شبکه های کامپیوتری طراحی و پیاده سازی شده است . TCP/IP که مشتمل بر خانواده ای از پروتکل های شبکه ای است ، نمونه ای در این زمینه است که از آن در اینترنت استفاده می گردد. اینترنت متشکل از شبکه های جداگانه متعددی است که توسط روتر به یکدیگر متصل شده اند .هر پروتکل موجود در خانواده TCP/IP با یک هدف خاص طراحی و دارای وظایف از قبل تعریف شده و کاملا” مشخصی است .
پروتکل IP ( برگرفته از Internet Protocol ) یکی از اعضاء خانواده پروتکل TCP/IP است که در لایه شبکه فعالیت می نماید .

لزوم استفاده از IP جدید

اینترنت از بدو پیدایش تاکنون ، منشاء تحولات عظیمی در حیات بشریت بوده است و ضریب استفاده از آن در اکثر کشورهای جهان همچنان سیر صعودی را طی می نماید. به جرات می توان گفت که طراحان اولیه اینترنت هرگز تصور اینچنین رشدی را نمی کردند . بدیهی است که طراحی انجام شده در برخی موارد پس از گذشت ده ها سال با چالش های جدی مواجه شود و انتظاری جزء این هم وجود ندارد . به عنوان نمونه ، پروتکل IP که یکی از پروتکل های اساسی در اینترنت است ، بگونه ای طراحی نشده است که بتواند از تعداد بیشماری دستگاه و کاربر متصل به اینترنت حمایت نماید .
علاوه بر این ، هم اینک درخواست های متعددی مبنی بر استفاده از مواردی نظیر ویدئو ، صوت و دستگاه های بی سیم ( نظیر موبایل ) توسط برنامه ها وجود دارد که قطعادر آینده شتاب بیشتری خواهد گرفت .
در اوایل سال ۱۹۹۰ ، IETF ( برگرفته از Internet Engineering Task Force ) که مسئولیت استانداردسازی اینترنت را برعهده دارد اعلام نمود که پروتکل IP ( با نام Ipv4 ) دارای محدودیت هائی در زمینه آدرس دهی است و از همان زمان بر طراحی نسخه ای جدید از پروتکل فوق تاکید و در نهایت در سال ۱۹۹۵ نسخه اولیه IPv6.0 آماده گردید .
استفاده از IPv6 در سالیان گذشته روند کندی را داشته است ولی اخیرا” این وضعیت با توجه به ضرورت های موجود تغییر و شتاب بیشتری پیدا نموده است ( خصوصا” در اروپا و آسیا ) . بر اساس گزارش منتشر شده توسط NRO ( برگرفته از Number Resource Organization ) فضای آدرس دهیIPv4 تا

چند سال دیگر به اتمام می رسد . علاوه بر این ، تعداد زیادی از کشورهای در حال توسعه نمی توانند آدرس های IP مورد نیاز خود را به منظور حمایت از کاربران خود درخواست نمایند.

با توجه به این که اکثر نرم افزارها و تجهیزات مورد نیاز در شبکه می بایست از IPv6 حمایت نمایند و شرکت های تولید کننده سیستم عامل نیز در سیستم عامل خود بتوانند از آن بطور کامل حمایت نماید ، این انتظار وجود دارد که تا دو سال دیگر زمینه استفاده کامل از IPv6 فراهم گردد .

IPv4 و محدودیت های آن :

قبل از بررسی پروتکل IPv6 ، اجازه دهید در ابتدا به برخی از ویژگی های پروتکل IPv4 که هم اینک استفاده می گردد ، اشاره ای داشته باشیم .
پروتکل IP از جمله پروتکل های حیاتی در اینترنت است که هم اینک از نسخه شماره چهار که به آن IPv4 گفته می شود، استفاده می گردد .
با این که پروتکل IPv4 دارای عملکردی فوق العاده است ولی دارای محدودیت های مختص به خود است .
پروتکل IPv4 در سال ۱۹۷۰ ابداع شده است و در آن زمان هیچکس فکر نمی کرد که زمانی فرا خواهد رسید که برای انجام بسیاری از کارها استفاده از پروتکل فوق به یک ضرورت تبدیل گردد .
حمایت از یک شبکه سراسری با میلیون ها کامپیوتر ، انتقال داده ، صوت و تصویر نمونه هائی از کاربرد IP در شبکه های مدرن امروزی است .
در IPv4 امنیت تعبیه نشده است و به همین دلیل است که پروتکل هائی دیگر نظیر IPSec با رویکرد امنیتی پیاده سازی شده است .
مهمترین چالش IPv4: محدودیت فضای آدرس دهی آن است . پس از گذشت چندین سال از عمومیت اینترنت ، عدم وجود تعداد آدرس های IP به یکی از نگرانی های اصلی در اینترنت تبدیل گردید .
NAT (برگرفته از Network Address Translation) به منظور غلبه بر محدودیت تعداد آدرس های IP ابداع گردید. فناوری فوق این امکان را فراهم می نماید که کامپیوترهای موجود در یک شبکه اختصاصی ( داخلی ) از آدرس های خصوصی به منظور ارتباط با یکدیگر استفاده نمایند ولی از یک آدرس IP عمومی به اشتراک گذاشته شده برای تمامی ارتباطات اینترنت استفاده نمایند .
پروتکل IPv4 از ۳/ ۴ میلیارد آدرس IP حمایت می نماید.ظاهرا” عدد قابل توجهی است ولی فراموش نکنید که هم اینک ۵ /۶ میلیارد انسان در کره زمین زندگی می کنند و برخی از آنان دارای بیش از یک دستگاه متصل به اینترنت می باشند ( نظیر یک کامپیوتر در محل کار ، یک کامپیوتر در منزل ، تلفن های موبایل با قابلیت دستیابی به اینترنت و … )
شاید نیاز به توسعه تعداد آدرس های IP با توجه به وضعیت بحرانی موجود به عنوان یکی از اهداف مهم طراحی و پیاده سازی IPv6 ذکر شود ولی تمام داستان به اینجا ختم نمی شود و دلایل متعدد دیگری نیز در این زمینه مطرح می باشد . IPv6 بگونه ای طراحی شده است تا ضمن ایجاد یک محیط همگراء زمینه استفاده از صوت ، تصویر و سرویس های داده را بر روی شبکه ای با زیرساخت IP فراهم نماید . بدین منظور ، امکانات و پتانسیل های پیشرفته ای در IPv6 پیش بینی شده است .

امکانات و ویژگی های جدید IPv6

افزایش فضای آدرس دهی : یکی از مهمترین مزایای IPv6 ، افزایش تعداد فضای آدرس دهی است .
شاید اعلام کردن و یا خواندن این عدد سخت باشد، ولی بهتر است مقایسه کنید که تعداد آدرسهای در دسترس برای IPv4 و IPv6 چقدر با هم متفاوت است !
IPv4 : 4,300,000,000
IPv6 : 340,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000

افزایش آدرس های سراسری قابل روت به سازمان ها این اجازه را خواهد داد که مسیر خود را از آدرس های IP غیرقابل روت ارائه شده توسط NAT جدا نموده و برنامه های مورد نیاز خود را در یک محیط واقعی end-to-end استفاده نمایند .

در IPv4 ، آدرس های IP سی و دو بیتی توسط چهار تا هشت بیت ( از صفر تا ۲۵۵ که در مبنای ده نوشته می گردند ) که توسط نقطه از هم جدا می شوند ، ارائه می گردند . آدرس های IP زیر نمونه هائی در این زمینه می باشد .
۱۳۱.۱۰۷.۱۱.۴
۱۹۲.۱۶۸.۳۰.۵۰
در IPv6 ، آدرس های IP یکصد و بیست و هشت بیتی توسط هشت شانزده بیت ( از صفر تا FFFF نوشته شده در مبنای شانزده ) که با یک colon از یکدیگر جدا می شوند ، ارائه می گردند . آدرس های IP زیر نمونه هائی‌ در این زمینه می باشد .
۳ffe:2900:d005:4:104a:2a61:0:0
۳ffe:ffff:4004:1952:0:7251:bc9b:a73f
پیکربندی اتوماتیک stateless: پیکربندی اتوماتیک IP در IPv4 از طریق سرویس دهنده DHCP انجام می شود . در IPv6 این کار توسط DHCPv6 انجام خواهد شد . در IPv6 این وضعیت توسعه و به پیکربندی اتوماتیک stateless تعمیم یافته است . با استفاده از پیکربندی اتوماتیک stateless به دستگاه ها اجازه داده می شود که پیکربندی آدرس های IPv6 خود را از طریق ارتباط با یک روتر مجاور انجام دهند .
با این که پیکربندی اتوماتیک stateless برای اکثر محیط ها دارای مزایائی است ،ولی در شبکه هائی‌ که دارای تعداد زیادی از دستگاه ها با قابلیت محدود مدیریتی می باشند ، مسائلی را به دنبال خواهد داشت . پیکربندی اتوماتیک به سازمان ها کمک خواهد کرد که هزینه نگهداری و مدیریت شبکه خود را کاهش دهند .
با این که پیکربندی اتوماتیک آدرس دهی خصوصی موسوم به APIPA ( برگرفته از Automatic Private IP Addressing ) ،‌ دارای خصایص مشابهی در خصوص پیکربندی است ولی ماهیت آن با پیکربندی اتوماتیک stateless کاملا” متفاوت است . APIPA از یک محدوده خاص فضای آدرس دهی IP ( از محدوده IP:169.254.0.1 تا IP:169.254.255.254 ) در مواردی که یک سرویس دهنده DHCP در شبکه موجود نباشد و یا سرویس گیرنده قادر به برقراری ارتباط با آن نباشد ، استفاده می نماید .
از پروتکل ARP ( برگرفته از Address Resolution Protocol ) به منظور بررسی منحصربفرد بودن آدرس IP بر روی یک شبکه محلی (LAN ) استفاده می گردد . زمانی که یک سرویس دهنده DHCP در دسترس قرار بگیرد ، آدرس های IP سرویس گیرندگان به صورت اتوماتیک بهنگام خواهند شد .
extension header: با این که هدر IPv6 در مقام مقایسه با IPv4 بسیار ساده تر شده است ، ولی با ارائه extension header ، امکان ارائه قابلیت های پیشرفته در سطح هدر و بسته اطلاعاتی IP پیش بینی شده است . با اضافه کردن هدر به هدر پایه IPv6 قابلیت های چشمگیری برای قابلیت های آتی به آن اضافه شده است . بدین ترتیب ، هدر پایه ثابت خواهد ماند و در صورت ضرورت می توان قابلیت های جدید را از طریق extension header به آن اضافه نمود . در آینده می توان از extension header برای پیاده سازی سرویس ها و برنامه های ارائه شده توسط یک فریمورک استاندارد و به عنوان قابلیت های جدید در IPv6 استفاده نمود .
امنیت اجباری : با این در IPv4 امکان استفاده از IPsec ( برگرفته از Internet Protocol security ) وجود دارد ، ولی توجه داشته باشید که ویژگی فوق به عنوان یک قابلیت جدید به پروتکل فوق اضافه می گردد تا از آن در مواردی نظیررمزنگاری شبکه به منظور دستیابی راه دورو ارتباط با سایت ها استفاده گردد . تعداد زیادی از سازمان ها از پروتکل IPsec در موارد خاصی استفاده می نمایند ولی وجود موانعی نظیر NAT ، می تواند زمینه بکارگیری آن را با مشکل مواجه نماید .
در IPv6 ،‌ پروتکل IPsec به عنوان بخشی الزامی در پیاده سازی مطرح شده است تا به کمک آن یک زیرساخت امنیتی مناسب به منظور ارائه سرویس های امنتیی نظیر تائید ، یکپارچگی و اعتمادپذیری فراهم گردد . ظرفیت عملیاتی IPsec بگونه ای است که سازمان ها به کمک آن می توانند وضعیت مدل امنیتی خود را بهبود و سیاست های امنیتی خود را توسعه دهند .
بازده بالاتر: IPv6 تغییراتی در روش ارسال بسته های اطلاعات و شکل گیری آنهاایجاد کرده که باعث بازده بیشتر و کاهش ازدست رفتن (Packet Lost) احتمالی Packet ها می شود. در نتیجه موجب بالارفتن اطمینان و بازده شبکه می شود. بازده IPv6 در VoIP وپخش فایل های ویدویی بطور چشم گیری از IPv4 بالاتر است .

network wirless

شبکه اینترنت