Πρωτόκολλα IPv4 έναντι IPv6 | Σχέδια και Περιορισμοί Διεύθυνσης IP
Πρωτόκολλο Διαδικτύου
Το IP (Πρωτόκολλο Διαδικτύου) ορίζεται στο IETF (Internet Engineering Task Force) RFC791 (Αίτηση για σχόλια) το 1981. Το IP είναι ένα πρωτόκολλο χωρίς σύνδεση που χρησιμοποιείται σε δίκτυα επικοινωνίας με μεταγωγή πακέτων. Το IP παρέχει μετάδοση δεδομένων από έναν κεντρικό υπολογιστή στον άλλο, όπου ο κεντρικός υπολογιστής αναγνωρίζεται με έναν μοναδικό αριθμό που ονομάζεται διεύθυνση IP. Η IP δεν υποστηρίζει εγγυημένη παράδοση ούτε διατηρεί την ακολουθία παράδοσης. Λειτουργεί για να παραδίδει με την καλύτερη δυνατή προσπάθεια, επομένως, εμπίπτει στην κυκλοφορία βέλτιστης προσπάθειας στα δίκτυα μετάδοσης πακέτων. Το επίπεδο πάνω από το IP (TCP) θα φροντίσει για την εγγυημένη παράδοση και αλληλουχία των πακέτων.
Η Διεύθυνση IP είναι ένας αριθμός που δίνεται για να προσδιορίσει μοναδικά έναν κεντρικό υπολογιστή στο δίκτυο υπολογιστών παγκοσμίως. Σε ένα πραγματικό παράδειγμα λέξης, μπορείτε να σκεφτείτε σαν έναν αριθμό τηλεφώνου με κωδικό χώρας που είναι μοναδικός για να προσεγγίσετε ένα άτομο. Εάν η Alice θέλει να καλέσει τον Bob, η Alice θα καλέσει τον αριθμό τηλεφώνου του Bob, ακριβώς στην επικοινωνία πακέτων, εάν η Alice θέλει να στείλει ένα πακέτο στον Bob. Η Alice θα στείλει το πακέτο στη διεύθυνση IP του Bob που είναι μοναδική. Αυτές οι διευθύνσεις IP ονομάζονται δημόσια IP ή πραγματική IP. Σκεφτείτε μια περίπτωση όπου η Alice καλεί το γραφείο του Bob και χτυπήστε τον αριθμό επέκτασης για να φτάσετε στον Bob. Δεν είναι δυνατή η επικοινωνία με τον αριθμό επέκτασης από έξω επειδή αυτή η επέκταση είναι ιδιωτική. (Ext 834929), ο ίδιος αριθμός επέκτασης μπορεί να υπάρχει και σε άλλη εταιρεία. (Εταιρεία Β εσωτ 834929). Είναι το ίδιο στον κόσμο της IP επίσης υπάρχουν ιδιωτικές διευθύνσεις IP που χρησιμοποιούνται μέσα σε ένα ιδιωτικό δίκτυο. Αυτό δεν είναι άμεσα προσβάσιμο από έξω και δεν είναι επίσης μοναδικό.
IPv4
Ορίζεται στο RFC 791
Αυτός είναι ένας αριθμός 32 bit για την αναγνώριση κεντρικών υπολογιστών. Άρα ο συνολικός χώρος διευθύνσεων είναι 232 που είναι σχεδόν ίσος με 4×109. Το IP λειτουργεί σε κλασικές και αταξικές έννοιες για να ξεπεραστεί η έλλειψη διευθύνσεων. Το Classful network είναι ένα σχέδιο διευθύνσεων για την αναγνώριση του δικτύου και των κεντρικών υπολογιστών των δικτύων. Το IPv4 έχει 5 κλάσεις A, B, C, D και E. Στην κατηγορία A, τα πρώτα 8 bit των 32 bit προσδιορίζουν το δίκτυο και η κατηγορία B είναι τα πρώτα 16 bit και στην κατηγορία C είναι 24 bit. Εάν θεωρείτε μια διεύθυνση κατηγορίας C, τα πρώτα 24 bit προσδιορίζουν το τμήμα δικτύου και τα τελευταία 8 bit για την αναγνώριση των κεντρικών υπολογιστών στο συγκεκριμένο δίκτυο. Θεωρητικά, ένα δίκτυο κλάσης C μπορεί να περιέχει μόνο 28, δηλαδή 256 κεντρικούς υπολογιστές.
Λόγω του περιορισμού του χώρου διευθύνσεων, το CIDR (Classless Inter-Domain Routing) εισήχθη το 1993. Αντί να έχει σταθερό τμήμα δικτύου και τμήμα κεντρικού υπολογιστή, το CIDR εισάγει μεταβλητό μήκος δικτύου και τμήμα κεντρικού υπολογιστή με σχετικές μάσκες υποδικτύου.
IPv6
Ορίζεται στο RFC 2460
Το IPv6 εισάγεται για να ξεπεραστεί η έλλειψη χώρου διευθύνσεων IP. Το IPv6 είναι ένας αριθμός 128 bit με χώρο διευθύνσεων 2128 (περίπου 3,4×1038). Αυτό δίνει την ευελιξία να ξεπεραστούν τα ζητήματα του χώρου και η δρομολόγηση της κυκλοφορίας.
Μορφή διεύθυνσης:
Εδώ στο IPv6 τα πρώτα 64 bit ορίζουν το τμήμα δικτύου και τα υπόλοιπα 64 bit είναι τμήμα διεύθυνσης κεντρικού υπολογιστή. Το IPv4 αντιπροσωπεύεται σε 4 μπλοκ δυαδικών 8 bit ενώ το IPv6 αντιπροσωπεύεται από 8 ομάδες δεκαεξαδικών τιμών των 16 bit που χωρίζονται με άνω και κάτω τελείες.
Παράδειγμα: 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
Περαιτέρω για εύκολη χρήση, μπορεί να συντμηθεί με τους ακόλουθους κανόνες
(1) Τα προηγούμενα μηδενικά εντός μιας τιμής 16 bit ενδέχεται να παραληφθούν
(2) Η μοναδική εμφάνιση διαδοχικών ομάδων μηδενικών σε μια διεύθυνση μπορεί να αντικατασταθεί από διπλή άνω και κάτω τελεία
Έτσι το 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004 μπορεί να γραφτεί ως εξής
2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
2607:f0d0:1002:0051::202:4
Κύρια χαρακτηριστικά του IPv6
(1) Μεγάλος χώρος διευθύνσεων, καθώς είναι 128 bit
(2) Βελτιωμένη υποστήριξη για Multicast
(3) Υποστήριξη για την ασφάλεια επιπέδου δικτύου
(4) Υποστηρίζεται κινητικότητα
(5) Επεκτάσιμη κεφαλίδα εάν είναι απαραίτητο
(6) ωφέλιμα φορτία μεγαλύτερου μεγέθους που υποστηρίζονται στο IPv6 εάν το δίκτυο υποστηρίζει μεγαλύτερο MTU. (Jumbograms)
Σύνοψη:
(1) Το IPv4 είναι χώρος διευθύνσεων 32 bit, ενώ το IPv6 έχει χώρο διευθύνσεων 128 bit.
(2) Το CIDR εισήχθη για βελτιστοποιημένη χρήση του IPv4
(3) Η μορφή IPv4 είναι τέσσερις Οκτώβριος και η IPv6 είναι δεκαεξαδική 8 μπλοκ.
(4) Παρόλο που το IPv4 υποστηρίζει περιορισμένη multicast, το IPv6 υποστηρίζει εκτενώς Multicast
(5) IPv6 αποφύγετε την τριγωνική δρομολόγηση, καθώς υποστηρίζει Mobility
(6) Το IPv6 υποστηρίζει μεγαλύτερο ωφέλιμο φορτίο από το IPv4
(7) Η σήραγγα IP χρησιμοποιείται για διασύνδεση IPv4 και IPv6 αυτήν τη στιγμή.
