IPv6 چیست؟ و چگونه کار می کند
قبل از شروع به کار با IPv6 با جزئیات بیشتر، ابتدا باید در مورد تاریخچه IPv4 – پرکاربردترین پروتکل لایه ۳ در شبکه های سازمانی و اینترنت امروز بحث کنیم.
IPv4 (Internet Protocol Version 4)
IPv4 در اواخر دهه ۱۹۷۰ معرفی شد و اولین بار در RFC 760 در ژانویه ۱۹۸۰ توصیف شد بعداً در سپتامبر ۱۹۸۱ با RFC 791 جایگزین شد. در سالهای اولیه شبکه های کامپیوتری، کمتر از چند هزار میزبان در اینترنت وجود داشت، بنابراین تعداد آدرسهای IPv4 احتمالی تعیین شده ۴.۲۹ میلیارد بسیار زیاد به نظر می رسید.
بعدها، در اوایل دهه ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰، وب جهانی (www) معرفی شد و کاربران اینترنت به شدت افزایش یافت. اما حتی در آن زمان، تعداد دستگاه های متصل ده ها میلیون نفر بود و فضای آدرس IPv4 برای سالهای آینده کافی به نظر می رسید. سپس در اوایل دهه ۲۰۱۰، دستگاه های تلفن همراه زندگی ما را تسخیر کردند و تعداد کاربران اینترنت به سرعت افزایش یافت. در شکل زیر مشاهده می کنید که در سال ۲۰۱۲، ۸.۸ میلیارد دستگاه متصل وجود داشت. اکنون این سوال مطرح می شود که چگونه می توان ۸ میلیارد دستگاه را به شبکه جهانی متصل کرد در صورتی که تنها ۴.۲۹ میلیارد آدرس IPv4 ممکن است وجود داشته باشد؟
خوب در اوایل دهه ۲۰۰۰، فناوری های شبکه مانند پروکسی شبکه و ترجمه آدرس شبکه (NAT) به عنوان یک راه حل کوتاه مدت برای کاهش آدرس های IPv4 عمومی معرفی شد. این اجازه می دهد تا از محدوده آدرس IPv4 اختصاصی (معمولاً ۱۰.x.x.x, 172.16.x.x or 192.168.x.x) در شبکه های داخلی استفاده شود، در حالی که هنگام برقراری ارتباط با اینترنت عمومی، یک آدرس IPv4 عمومی مشترک به اشتراک می گذارد. با این حال، هر شبکه خصوصی هنوز حداقل به یک یا چند آدرس IPv4 عمومی نیاز دارد.
آدرس های IP چگونه اختصاص داده می شوند؟
در این مرحله، ممکن است این سال برای شما پیش بیاید که چه کسی آدرس های IP عمومی را تعیین می کند و چه کسانی کل فرایند را کنترل و نظارت می کنند. یک نهاد جهانی به نام The Internet Assigned Numbers Authority (IANA) وجود دارد که مسئول هماهنگی جهانی سیستم های آدرس دهی پروتکل اینترنت و همچنین شماره های Autonomous System است که برای مسیریابی ترافیک اینترنت استفاده می شود. اما آنها به طور مستقیم آدرس IP را به ارائه دهندگان و مشتریان نهایی ارائه نمی دهند. برای هر منطقه جغرافیایی جهان، یک مقام منطقه ای دیگر وجود دارد که مسئول مدیریت آدرس IP عمومی در منطقه مربوطه است.
شکل بالا ارائه دهنده اینترنت منطقه ای برای هر منطقه جغرافیایی جهان را نشان می دهد.
آفریقا – منطقه آفریقا
APNIC – منطقه آسیا/اقیانوسیه
ARIN – کانادا ، ایالات متحده و برخی از جزایر کارائیب
LACNIC – آمریکای لاتین و برخی از جزایر کارائیب
RIPE NCC – اروپا ، خاورمیانه و آسیای مرکزی
کاهش آدرس IPv4
در سال ۲۰۱۱، IANA دو بلوک بزرگ آخرین فضای آدرس IPv4 عمومی ، ۳۹.۰.۰.۰/۸ و ۱۰۶.۰.۰.۰/۸ را به ارائه دهنده منطقه ای منطقه آسیا و اقیانوسیه – APNIC اختصاص داد. در این مرحله ، پنج /۸ بلوک آدرس باقی مانده بود و IANA تصمیم گرفت که آنها را به طور مساوی بین پنج ارائه دهندگان منطقه ای توزیع کنند. پس از آن، آدرس های IPv4 عمومی IANA رسماً تمام شده بود.
در سال ۲۰۱۵، ARIN ، RIR آمریکای شمالی، آخرین بلوک های آدرس باقی مانده خود را اختصاص داده بود و همچنین آدرس های IPv4 عمومی آن تمام شده بود. در حال حاضر، چهار مورد از پنج RIR فاقد فضای آدرس در دسترس برای تخصیص هستند. AFRINIC آخرین ارائه دهنده منطقه ای است که آدرس IPv4 برای آن باقی مانده است.
آیا این بدان معناست که آدرس های IPv4 دیگر برای مشتریان نهایی در دسترس نیست؟ خیر. مشتریان هنوز می توانند آدرس IPv4 را از اکثر ارائه دهندگان خدمات محلی و ابر دریافت کنند. با این حال، بسیاری از ISP ها به شدت محدود هستند. در پی همه این اتمام آدرس های IPv4، “بازار خاکستری” آدرس های IPv4 پدیدار شده است. چندین وب سایت به عنوان واسطه برای سازمان هایی که می خواهند فضای آدرس IPv4 را بفروشند یا اجاره دهند، عمل می کنند.
بنابراین IANA مرجعی است که آدرس های IP را در ۸ /بلوک بزرگ به پنج ثبت منطقه ای اینترنت (RIP) اختصاص می دهد. با استفاده از این بلوک های بزرگ /۸ ، RIP ها آدرس های عمومی را به ارائه دهندگان خدمات ، ارائه دهندگان ابر و سایر مشتریان نهایی ارائه می دهند.
IPv5 پروتکل اینترنت نسخه ۵
قبل از اینکه به حوزه IPv6 بپردازیم، ابتدا به سوالی که ممکن است بپرسید پاسخ دهیم: چرا IPv6 بعد از IPv4 آمد؟ آیا پروتکل اینترنت نسخه ۵ وجود داشته است؟
پاسخ مثبت است … به نوعی.
IPv5 به دلایل تجربی ، به ویژه برای انتقال ویدئو و صدا ایجاد شده است. شرکت های بزرگی مانند اپل و سان آن را آزمایش کردند اما هرگز به وجود نیامد. بعداً، کارهای انجام شده بر روی IPv5 به عنوان پایه ای برای پروتکل های VoIP امروز مورد استفاده قرار گرفت.
آشنایی با IPv6
در اوایل دهه ۱۹۹۰، IETF (گروه مهندسی اینترنت) بحث هایی را در مورد افزایش سریع کاربران اینترنت و افزایش اندازه جدول مسیریابی اینترنت آغاز کرد. توافق شد که زمان شروع توسعه پروتکل لایه شبکه جدید است که می تواند محدودیت های IPv4 فعلی را برطرف کرده و از رشد شبکه در آینده پشتیبانی کند. پس از بررسی بسیاری از پیشنهادها و پیش نویس ها، مجموعه پروتکل معروف به IPv6 در پیش نویس استاندارد IETF در دسامبر ۱۹۹۸ گنجانده شد. در سال ۱۹۹۹، اداره اعداد اختصاص داده شده اینترنت (IANA) اولین تخصیص بلوک های آدرس IPv6 عمومی را به ثبت اینترنت منطقه ای اختصاص داد.
IPv6 چیزی فراتر از آدرسهای طولانی
در نگاه اول، بسیاری از مهندسان فکر می کنند که IPv6 فقط یک آدرس آدرس بزرگتر است و سایر موارد مشابه IPv4 است. خوب، به نظر می رسد IPv6 فقط آدرس های طولانی تر نیست. اهداف اولیه ای که هنگام طراحی IPv6 تعیین شد، دستیابی به امنیت کامل، کیفیت خدمات (quality of service)، فضای آدرس بزرگتر و ساده سازی قالب هدر کارآمدتر بود. در مجموع پیشرفت های زیر نسبت به IPv4 انجام شد:
قالب جدید header: اکثر فیلد های غیر ضروری در سرصفحه IPv4 از سرصفحه IPv6 منتقل شده و این امر برای روترهای میانی کارآمدتر است.
قابلیت توسعه: IPv6 به گونه ای طراحی شد که به راحتی با افزودن هدرهای افزونه پس از سرصفحه IPv6 قابل افزایش است.
فضای آدرس بزرگ: IPv6 دارای فیلدهای آدرس ۱۲۸ بیتی است که به چندین سطح زیر شبکه و تخصیص کارآمدتر آدرس از ارائه دهندگان اینترنت منطقه ای اجازه می دهد.
امنیت بهتر: IPSec داخلی و بخشی از پروتکل IPv6 است. IPv6 دارای افزونه های header است که اجرای رمزگذاری و احراز هویت را آسان می کند.
آدرس دهی میزبان Stateless and stateful: در غیاب سرور DHCP ، میزبان در LAN می توانند به طور خودکار آدرس های IP خود را دریافت کرده و شروع به استفاده از شبکه کنند.
ارتباطات LAN کارآمدتر: پروتکل ARP مبتنی بر پخش با پیامهای کارآمدتر ICMPv4 Neighbor Discovery جایگزین می شود که به جای پخش از multicast استفاده می کنند.
چندین آدرس IPv6 در هر دستگاه: میزبانها می توانند چندین آدرس IPv6 در یک زیر شبکه داشته باشند. این باعث افزایش امنیت، حفظ حریم خصوصی بیشتر و امکان ایجاد ویژگی های اضافی شبکه می شود.
انواع آدرس جدید: انواع آدرس لایه جدید شبکه در مجموعه IPv6 مانند آدرسهای محلی پیوند IPv6 غیرقابل مسیریابی (non-routable) گنجانده شده است.
توجه به این نکته ضروری است که به دلیل طول آدرس IPv6 متفاوت، بسیاری از پروتکل ها و عملکردهای دیگر در شبکه تغییر می کنند. به عنوان مثال اکثر پروتکل های مسیریابی متکی بر درک آدرس های IPv4 و گنجاندن آنها در به روزرسانی ها و پیام های دیگر هستند. بنابراین برای پشتیبانی ازIPv6 ، آنها باید قالب پیام خود را تغییر دهند ، که معمولاً منجر به بازنویسی کل پروتکل مسیریابی می شود. همین منطق در مورد برخی پروتکل های لایه بالا نیز صدق می کند. در نتیجه مهاجرت از IPv4 به IPv6 بسیار پیچیده تر از تغییر یک آدرس IP از v4 به v6 است.
جدول زمانی IPv6
پس از اینکه IPv6 برای اولین بار در RFC 1883 تعریف شد، روند پذیرش آن کندتر از آنچه انتظار می رفت بود. در نقطه ای در دهه ۲۰۰۰، مهندسان انتظار داشتند که همه شبکه های جهان فقط در چند سال آینده به IPv6 منتقل شوند. هرچند این امر هرگز اتفاق نیفتاد، زیرا انگیزه قوی از نظر درآمد برای جایگزینی تجهیزات و برنامه های شبکه وجود نداشت. در شکل ۴، برخی از نشانه های مهم نشان داده شده است.
پیاده سازی IPv6
در برخی از کشورها مانند هند، ژاپن و ایالات متحده، شبکه های تلفن همراه دارای سطح بسیار بالایی از استقرار IPv6 هستند. علاوه بر این، برخی از بزرگترین شرکت های فناوری اطلاعات در جهان مانند آمازون، مایکروسافت، لینکدین و فیس بوک از قبل فرآیند خاموش کردن IPv4 را در مرکز داده خود و فقط از IPv6 استفاده کرده اند. به عنوان مثال فیس بوک در سال ۲۰۱۷ به استفاده از ۱۰۰٪ آدرس IPv6 در همه مراکز داده خود روی آورد و در حال توسعه IPv6 به بقیه زیرساخت های خود است.
جمع بندی:
ترکیبی از آدرس دهی خصوصی و ترجمه آدرس شبکه (NAT)، کاهش آدرس های IPv4 عمومی را کند کرده است. با این حال با ظهور ارائه دهندگان ابر، تقاضا برای آدرس های عمومی به سرعت افزایش یافت.
اینترنت آخرین مرحله دسترسی آدرس IPv4 عمومی است. با پذیرش سریع سرویس های ابری، در نهایت آدرس IPv4 ما به زودی تمام می شود.
IPv6 بیش از آدرسهای طولانی تر است. این برنامه افسونهای دیگری مانند کشف همسایه (NDP)، پیکربندی خودکار آدرس بدون دولت (SLAAC)، امنیت بهتر و کارایی بهتر را ارائه می دهد.
در واقع ، IPv4 و IPv6 برای سالهای زیادی در کنار هم خواهند بود.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.