Η IP έκδοση 4 (IPv4) παράγει 4, 29 x 109 μοναδικές διευθύνσεις δικτύου οι οποίες είναι ανεπαρκείς σε ποσότητα και ως αποτέλεσμα το Διαδίκτυο εξαντλείται. Ενώ η IP έκδοση 6 (IPv6) παράγει 3, 4 x 1038 διευθύνσεις και είναι μια επεκτάσιμη και ευέλικτη λύση στο τρέχον πρόβλημα.
Πρώτα απ 'όλα, ας καταλάβουμε τι είναι το πρωτόκολλο του Διαδικτύου. Το πρότυπο πρωτόκολλο TCP / IP που ορίζει το πακέτο δεδομένων IP καθώς η μονάδα πληροφοριών μεταφέρεται μέσω του διαδικτύου. Πρόκειται για ένα αναξιόπιστο και χωρίς σύνδεση πρωτόκολλο datagram - μια υπηρεσία παράδοσης με την καλύτερη προσπάθεια. Το Διαδίκτυο είναι μια αφαίρεση φυσικών δικτύων και παρέχει τις ίδιες λειτουργίες όπως η αποδοχή και η παράδοση πακέτων.
Το IP παρέχει τρία βασικά πράγματα:
- Καθορισμός της ακριβούς μορφής όλων των δεδομένων.
- Εκτελεί τη λειτουργία δρομολόγησης και επιλέγει τη διαδρομή για την αποστολή των δεδομένων.
- Περιλαμβάνει μια συλλογή κανόνων που υποστηρίζουν την ιδέα της μη αξιόπιστης παράδοσης πακέτων.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Διεύθυνση διαμόρφωσης | Υποστηρίζει χειροκίνητη και DHCP διαμόρφωση. | Υποστηρίζει την αυτόματη διαμόρφωση και την αναρίθμηση |
| Ακεραιότητα σύνδεσης από άκρο σε άκρο | Ακατόρθωτος | Κατορθωτός |
| Χώρος διεύθυνσης | Μπορεί να δημιουργήσει διευθύνσεις 4, 29 x 10 9 . | Μπορεί να παράγει αρκετά μεγάλο αριθμό διευθύνσεων, δηλαδή 3, 4 x 10 38 . |
| Χαρακτηριστικά ασφαλείας | Η ασφάλεια εξαρτάται από την εφαρμογή | Το IPSEC είναι ενσωματωμένο στο πρωτόκολλο IPv6 |
| Μήκος διεύθυνσης | 32 bits (4 bytes) | 128 bits (16 bytes) |
| Αντιπροσωπεία Διεύθυνσης | Στο δεκαδικό | Σε δεκαεξαδικό |
| Κατακερματισμός εκτελείται από | Δρομολογητές αποστολέα και προώθησης | Μόνο από τον αποστολέα |
| Αναγνώριση ροής πακέτων | Μη διαθέσιμος | Διαθέσιμο και χρησιμοποιεί πεδίο ετικέτας ροής στην κεφαλίδα |
| Πεδίο ελέγχου αθροίσματος | Διαθέσιμος | Μη διαθέσιμος |
| Πρόγραμμα μετάδοσης μηνυμάτων | Ραδιοφωνικός | Πολυεκπομπή και Anycasting |
| Κρυπτογράφηση και έλεγχο ταυτότητας | Δεν παρέχεται | Υπό την προϋπόθεση |
Ορισμός του IPv4
Μια διεύθυνση IPv4 είναι μια δυαδική τιμή 32 bit, η οποία μπορεί να εμφανιστεί ως τέσσερα δεκαδικά ψηφία. Ο χώρος διευθύνσεων IPv4 προσφέρει περίπου 4, 3 δισεκατομμύρια διευθύνσεις. Μόνο 3, 7 δισεκατομμύρια διευθύνσεις μπορούν να ανατεθούν μόνο από 4, 3 δισεκατομμύρια διευθύνσεις. Οι άλλες διευθύνσεις διατηρούνται για συγκεκριμένους σκοπούς, όπως η πολυεκκίνηση, ο ιδιωτικός χώρος διευθύνσεων, ο έλεγχος loopback και η έρευνα.
Η IP έκδοση 4 (IPv4) χρησιμοποιεί Broadcasting για μεταφορά πακέτων από έναν υπολογιστή σε όλους τους υπολογιστές. αυτό πιθανώς δημιουργεί προβλήματα μερικές φορές.
Σημειωμένη δεκαδική συμβολική αναφορά του IPv4
128.11.3.31
Μορφή πακέτων
Ένα πακέτο IPv4 είναι ένα πακέτο μεταβλητού μήκους που αποτελείται από μια κεφαλίδα (20 bytes) και δεδομένα (μέχρι 65.536 μαζί με την κεφαλίδα). Η κεφαλίδα περιέχει πληροφορίες απαραίτητες για τη δρομολόγηση και την παράδοση.
Βάση κεφαλίδας
Έκδοση: Ορίζει τον αριθμό έκδοσης του IP, δηλαδή, στην περίπτωση αυτή, είναι 4 με δυαδική τιμή 0100.
Μήκος κεφαλίδας (HLEN): Αντιπροσωπεύει το μήκος της κεφαλίδας σε πολλαπλάσια τεσσάρων ψηφίων.
Τύπος υπηρεσίας: καθορίζει τον τρόπο χειρισμού του datagram και περιλαμβάνει μεμονωμένα bits όπως επίπεδο απόδοσης, αξιοπιστία και καθυστέρηση.
Συνολικό μήκος: Σημαίνει ολόκληρο το μήκος του πακέτου IP.
Αναγνώριση: Το πεδίο αυτό χρησιμοποιείται σε κατακερματισμό. Ένα datagram διαιρείται όταν περνά μέσα από διαφορετικά δίκτυα για να ταιριάζει με το μέγεθος του πλαισίου δικτύου. Την εποχή εκείνη κάθε θραύσμα προσδιορίζεται με έναν αύξοντα αριθμό σε αυτό το πεδίο.
Σημαίες: Τα δυαδικά ψηφία στο πεδίο σημαίες χειρίζονται τον κατακερματισμό και προσδιορίζουν το πρώτο, μεσαίο ή τελευταίο θραύσμα κ.λπ.
IPv4 Datagram
Απόσπασμα κατακερματισμού: Είναι ένας δείκτης που αντιπροσωπεύει την μετατόπιση των δεδομένων στο αρχικό πακέτο δεδομένων.
Ώρα για να ζήσει: Ορίζει τον αριθμό των λυκίσκων που μπορεί να ταξιδέψει ένα datagram προτού απορριφθεί. Με απλά λόγια, καθορίζει τη διάρκεια για την οποία παραμένει ένα πακέτο στο διαδίκτυο.
Πρωτόκολλο: Το πεδίο πρωτοκόλλου καθορίζει ποια δεδομένα πρωτοκόλλου ανώτερου επιπέδου είναι ενθυλακωμένα στο datagram (TCP, UDP, ICMP, κλπ.).
Κεφάλαιο ελέγχου: Αυτό είναι ένα πεδίο 16-bit επιβεβαιώνει την ακεραιότητα των τιμών κεφαλίδας, όχι το υπόλοιπο του πακέτου.
Διεύθυνση πηγής: Είναι μια διεύθυνση διαδικτύου τεσσάρων bajt που αναγνωρίζει την πηγή του datagram.
Διεύθυνση προορισμού: Πρόκειται για ένα πεδίο 4 byte το οποίο προσδιορίζει τον τελικό προορισμό.
Επιλογές: Αυτό παρέχει περισσότερη λειτουργικότητα στο πακέτο δεδομένων IP. Επιπλέον, μπορεί να μεταφέρει πεδία όπως δρομολόγηση ελέγχου, χρονισμό, διαχείριση και ευθυγράμμιση.
Το IPv4 είναι μια διάρθρωση διευθύνσεων δύο επιπέδων (καθαρό id και αναγνωριστικό κεντρικού υπολογιστή) που ταξινομείται σε πέντε κατηγορίες (A, B, C, D και E).
Ορισμός του IPv6
Μια διεύθυνση IPv6 είναι μια δυαδική τιμή 128 δυαδικών ψηφίων, η οποία μπορεί να εμφανιστεί ως 32 δεκαεξαδικά ψηφία. Οι παχύσαρκοι απομονώνουν καταχωρήσεις σε μια ακολουθία 16 δεκαδικών δεκαδικών πεδίων. Παρέχει διευθύνσεις IP 3, 4 x 1038. Αυτή η έκδοση IP διευθύνσεων έχει σχεδιαστεί για να ικανοποιεί τις ανάγκες εξάντλησης IP και να παρέχει επαρκείς διευθύνσεις για τις μελλοντικές απαιτήσεις ανάπτυξης του Διαδικτύου.
Καθώς το IPv4 χρησιμοποιεί δομή διευθύνσεων δύο επιπέδων όπου η χρήση του χώρου διευθύνσεων είναι ανεπαρκής. Αυτός ήταν ο λόγος για τον οποίο προτάθηκε το IPv6, για να ξεπεραστούν οι ελλείψεις του IPv4. Η μορφή και η διάρκεια των διευθύνσεων IP άλλαξαν μαζί με τη μορφή πακέτων και τροποποιήθηκαν επίσης τα πρωτόκολλα.
Δείκτης δεκαεξαδικού παχέος εντέρου του IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Μορφή πακέτου IPv6
Κάθε πακέτο αποτελείται από μια υποχρεωτική βάση κεφαλίδας που επιτυγχάνεται από το ωφέλιμο φορτίο. Το ωφέλιμο φορτίο περιλαμβάνει δύο μέρη, συγκεκριμένα προαιρετικές κεφαλίδες επέκτασης και δεδομένα από ανώτερο στρώμα. Η κεφαλίδα βάσης καταναλώνει 40 byte, αντιστρόφως οι κεφαλίδες επέκτασης και τα δεδομένα από την κορυφαία στρώση συνήθως κρατούν έως και 65.535 bytes πληροφοριών.
Βάση κεφαλίδας
Έκδοση: Αυτό το πεδίο τεσσάρων δυαδικών ψηφίων καθορίζει την έκδοση του IP, δηλ. 6 στην περίπτωση αυτή.
Προτεραιότητα: Ορίζει την προτεραιότητα του πακέτου σχετικά με την κυκλοφοριακή συμφόρηση.
Ετικέτα ροής: Ο λόγος για τον σχεδιασμό αυτού του πρωτοκόλλου είναι να διευκολυνθεί με τον ειδικό έλεγχο για μια συγκεκριμένη ροή δεδομένων.
Μήκος ωφέλιμου φορτίου: Ορίζει το συνολικό μήκος του πακέτου δεδομένων IP εκτός από την κεφαλίδα βάσης.
Επόμενη κεφαλίδα: Είναι ένα πεδίο οκτώ δυαδικών ψηφίων που περιγράφει την κεφαλίδα που ακολουθεί την κεφαλίδα βάσης στο datagram. Η επόμενη κεφαλίδα είναι μία από τις προαιρετικές κεφαλίδες επέκτασης που χρησιμοποιεί το IP ή η κεφαλίδα για ένα πρωτόκολλο ανώτερου στρώματος όπως το UDP ή το TCP.
Όριο λυκίσκου: Αυτό το όριο ορίου ορίου ορίου βοηθά με τις ίδιες λειτουργίες στο πεδίο TTL στο IPv4.
Διεύθυνση πηγής: Είναι μια διεύθυνσή διαδικτύου 16 byte που αναγνωρίζει την πηγή του datagram.
Διεύθυνση προορισμού: Αυτή είναι μια διεύθυνση διαδικτύου 16-byte που περιγράφει γενικά τον τελικό προορισμό του datagram.
Βασικές διαφορές μεταξύ IPv4 και IPv6
Ας δούμε την ουσιαστική διαφορά μεταξύ IPv4 και IPv6.
- Το IPv4 έχει μήκος διεύθυνσης 32 bit ενώ το IPv6 έχει μήκος διεύθυνσης 128 bit.
- Οι διευθύνσεις IPv4 αντιπροσωπεύουν τους δυαδικούς αριθμούς στα δεκαδικά ψηφία. Από την άλλη πλευρά, οι διευθύνσεις IPv6 εκφράζουν δυαδικούς αριθμούς σε δεκαεξαδική μορφή.
- Το IPv6 χρησιμοποιεί κατακερματισμό από άκρο σε άκρο, ενώ το IPv4 απαιτεί έναν ενδιάμεσο δρομολογητή να αποσπάσει οποιοδήποτε πακέτο που είναι υπερβολικά μεγάλο.
- Το μήκος κεφαλίδας του IPv4 είναι 20 byte. Αντίθετα, το μήκος κεφαλίδας του IPv6 είναι 40 byte.
- Το IPv4 χρησιμοποιεί πεδίο ελέγχου αθροίσματος στη μορφή κεφαλίδας για τον έλεγχο του ελέγχου σφαλμάτων. Αντίθετα, το IPv6 καταργεί το πεδίο κεφαλίδας ελέγχου κεφαλίδας.
- Στο IPv4, η κεφαλίδα βάσης δεν περιέχει πεδίο για το μήκος κεφαλίδας και το πεδίο μήκους ωφέλιμου φορτίου 16-bit αντικαθιστά το στην κεφαλίδα IPv6.
- Τα πεδία επιλογών στο IPv4 χρησιμοποιούνται ως κεφαλίδες επέκτασης στο IPv6.
- Ο χρόνος για ζωντανό πεδίο στο IPv4 αναφέρεται ως όριο Hop στο IPv6.
- Το πεδίο μήκους κεφαλίδας που υπάρχει στο IPv4 εξαλείφεται στο IPv6 επειδή το μήκος της κεφαλίδας είναι σταθερό σε αυτήν την έκδοση.
- Το IPv4 χρησιμοποιεί τη μετάδοση για τη μετάδοση των πακέτων στους υπολογιστές προορισμού, ενώ το IPv6 χρησιμοποιεί τη δυνατότητα multicasting και anycasting.
- Το IPv6 παρέχει έλεγχο ταυτότητας και κρυπτογράφηση, αλλά το IPv4 δεν το παρέχει.
συμπέρασμα
Το IPv6 διατηρεί πολλές από τις βασικές έννοιες από το τρέχον πρωτόκολλο, το IPv4 αλλά αλλάζει τις περισσότερες λεπτομέρειες. Το IPv4 σχεδιάστηκε ως μέσο μεταφοράς και επικοινωνίας, αλλά ο αριθμός των διευθύνσεων κατέληξε σε εξάντληση που ήταν ο λόγος για την ανάπτυξη του IPv6. Το IPv6 παρέχει δυνατότητα κλιμάκωσης, ευελιξία και απρόσκοπτες δυνατότητες στον τομέα της δικτύωσης.
