اتفاقات روزمره ، اخبار مهم و دیگر مطالب میهن وب هاست را می توانید در این قسمت مطالعه کنید

نام‌های ipv4 و ipv6 در دنیای اینترنت بسیار شنیده می‌شوند اما تفاوت آن‌ها در چیست؟ در دنیای دیجیتال، جایی که میلیاردها دستگاه به یکدیگر متصل شده و با هم ارتباط برقرار می‌کنند، IP Address نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. این آدرس ها به دستگاه‌ها امکان می‌دهند تا یکدیگر را در یک شبکه شناسایی کرده و مسیریابی نمایند.

دو نسخه اصلی از پروتکل اینترنت در حال استفاده است که شامل IPv4 و IPv6 می شود. هر نسخه دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر‌به‌فرد خود بوده و جهت پاسخگویی به نیازهای خاص ناشی از رشد اینترنت، توسعه یافته است.
IPv4 نخستین نسخه‌ای بود که به‌طور گسترده پیاده‌سازی شد و زیرساخت ارتباطات اولیه شبکه را فراهم ساخت.

با رشد اینترنت و اتصال تعداد بیشتری از دستگاه‌ها به شبکه، محدودیت‌های IPv4 آشکار شد که این امر منجر به ایجاد پروتکل IPv6 گردید. نسخه جدیدتر به‌منظور رفع نواقص نسخه قبلی و آماده‌سازی شبکه برای تقاضای رو به افزایش و بهبود کارایی شبکه، طراحی شد. در ادامه هر یک به صورت کامل توضیح داده خواهد شد و تفاوت ipv4 و ipv6 نیز بررسی می‌گردد.

پروتکل IPv4 چیست؟

IPv4 یا نسخه چهارم پروتکل اینترنت، سیستم اصلی آدرس‌دهی اینترنت است که در سال ۱۹۸۳ معرفی شد. این نسخه از یک آدرس‌دهی ۳۲ بیتی استفاده می‌کند که به لحاظ تئوری امکان ایجاد بیش از ۴ میلیارد آدرس خاص (۲ به توان ۳۲) را فراهم می‌آورد. آدرس‌های IPv4 معمولاً در قالب decimal (اعشاری) نمایش داده می‌شوند و به 4 بخش (octet) تقسیم می‌گردند که با نقطه از یکدیگر جدا شده‌اند. به‌عنوان نمونه، 192.168.1.1 یک آدرس IPv4 رایج است که ممکن است در شبکه‌های خانگی مشاهده شود.

فرمت آدرس‌دهی IPv4 شامل ۳۲ بیت عدد باینری (۰ و ۱) است که با نقطه از یکدیگر جدا شده‌اند.

تصویر(1)

ویژگی‌های IPv4 چیست؟

برخی از ویژگی‌های IPv4 در ادامه لیست شده اند:

• طول آدرس ۳۲ بیتی: امکان ایجاد تقریباً ۴.۳ میلیارد آدرس منحصربه‌فرد را فراهم می‌کند.

• نمایش اعشاری با نقطه: آدرس‌های IP در قالب 4 عدد اعشاری که با نقطه از هم جدا شده‌اند نوشته می‌شوند (مانند 192.168.1.1).

• ساختار: شامل یک Header و Payload است؛ Header حاوی اطلاعات ضروری برای مسیریابی و تحویل داده می‌باشد.

• فیلدهای بررسی خطا (Checksum): برای بررسی صحت Header، از فیلدهای بررسی خطا استفاده می‌شود.

• بخش‌بندی (Fragmentation): در صورتی که حجم بسته از حداکثر واحد انتقال (MTU) بیشتر باشد، بسته‌ها در طول مسیر توسط مسیریاب‌ها بخش‌بندی می‌شوند.

• پروتکل تبدیل آدرس (ARP): برای مسیردهی آدرس‌های IP شبکه به آدرس‌های سخت‌افزاری مورد استفاده در پروتکل‌های data link کاربرد دارد.

• پیکربندی دستی و DHCP: از هر دو روش پیکربندی پویا (توسط پروتکل DHCP) و دستی آدرس‌های IP پشتیبانی می‌کند.

• محدودیت در فضای آدرس‌دهی: محدودیت اصلی که منجر به توسعه پروتکل IPv6 شد تا پاسخگوی نیاز تعداد بیشتری از دستگاه‌ها باشد.

• ترجمه آدرس شبکه (NAT): برای اشتراک‌گذاری یک آدرس IP عمومی بین چندین دستگاه در یک شبکه خصوصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• امنیت: به‌طور ذاتی ویژگی‌های امنیتی ندارد و برای برقراری ارتباطات امن نیازمند استفاده از پروتکل‌های اضافی مانند IPSec است.

تصویر(2)

معایب IPv4

برخی از معایب IPv4 در ادامه لیست شده اند:

• فضای آدرس‌دهی محدود: IPv4 تعداد محدودی آدرس در اختیار دارد که برای تعداد رو به رشد دستگاه‌های متصل به اینترنت کافی نیست.

• پیکربندی پیچیده: در اکثر مواقع نیاز به پیکربندی دستی یا استفاده از DHCP برای تخصیص آدرس ها دارد که می‌تواند زمان‌بر و مستعد بروز خطا باشد.

• مسیریابی با کارایی کمتر: هدر IPv4 نسبتاً پیچیده‌تر است که می‌تواند پردازش داده و مسیریابی را کندتر نماید.

• مشکلات امنیتی: به دلیل فقدان ویژگی‌های امنیتی، IPv4 در برابر حملات آسیب‌پذیرتر است مگر آنکه تدابیر امنیتی اضافه شوند.

• پشتیبانی محدود از QoS یا کیفیت خدمات: IPv4 قابلیت‌های محدودی برای اولویت‌بندی انواع خاصی از داده‌ها دارد که می‌تواند عملکرد برنامه‌های آنلاین نظیر پخش ویدئو و تماس صوتی از طریق اینترنت (VoIP) را تحت تأثیر قرار دهد.

• بخش‌بندی بسته‌ها: بخش‌بندی بسته‌ها توسط مسیریاب‌ها در IPv4، می‌تواند منجر به ناکارآمدی و افزایش احتمال از دست رفتن یا خرابی داده‌ها شود.

• بار اضافی ناشی از Broadcasting یا "پخش گسترده": IPv4 برای ارتباط با چندین دستگاه در شبکه از Broadcasting استفاده می‌کند که می‌تواند ترافیک غیرضروری ایجاد کرده و کارایی شبکه را کاهش دهد.

پروتکل IPv6 چیست؟

در حال حاضر یکی دیگر از رایج‌ترین نسخه‌های پروتکل اینترنت، IPv6 است. پروتکل شناخته‌شده IPv6 به طور فزاینده‌ای، خصوصا در تلفن‌های همراه مورد استفاده قرار می‌گیرد. IPv6 در دسامبر ۱۹۹۸ توسط "کارگروه مهندسی اینترنت" (IETF) با هدف جایگزینی IPv4، به دلیل رشد جهانی کاربران اینترنت، طراحی شد.

IPv6 مخفف Internet Protocol version 6 است. IPv6 نسخه جدیدی از پروتکل اینترنت است که از نظر پیچیدگی و کارایی بسیار بهتر از IPv4 می‌باشد.

ساختار آدرس IPv6 چیست؟

فرمت آدرس در پروتکل IPv6 به صورت یک آدرس ۱۲۸ بیتی است که در ۸ بخش از اعداد هگزادسیمال نوشته می‌شود و این بخش‌ها با علامت دونقطه (:) از یکدیگر جدا می‌شوند.

تصویر(3)

روش‌های مهاجرت از IPv4 به IPv6

تغییر و مهاجرت از IPv4 به IPv6 نیازمند اجرای چند روش و راهکار مختلف است. در ادامه، سه روش رایج برای این انتقال معرفی می‌شود:

• استفاده همزمان (Dual Stacking): دستگاه‌ها می‌توانند به طور همزمان از هر دو نسخه IPv4 و IPv6 استفاده کنند. بدین ترتیب، امکان برقراری ارتباط با شبکه‌ها و دستگاه‌هایی که هر یک از این نسخه‌ها را به کار می برند، فراهم می‌شود.

• تونل‌زنی (Tunneling): این روش به کاربران IPv6 اجازه می‌دهد داده‌های خود را از طریق یک شبکه مبتنی بر IPv4 به سایر کاربران IPv6 ارسال کنند. می‌توان این فرآیند را مشابه ایجاد یک "تونل" برای ترافیک IPv6 درون سیستم قدیمی IPv4 دانست.

• NAT یا ترجمه آدرس شبکه: NAT به دستگاه‌هایی که از نسخه‌های مختلف آدرس‌ IP ها (IPv4 و IPv6) استفاده می‌کنند، کمک خواهد کرد تا با ترجمه آدرس ها، امکان درک متقابل و برقراری ارتباط فراهم گردد.

ویژگی‌های IPv6 چیست؟

برخی از ویژگی‌های IPv6 در ادامه لیست شده اند:

• IPv6 از آدرس‌های ۱۲۸ بیتی استفاده می‌کند که فضای بسیار بزرگ‌تری نسبت به سیستم ۳۲ بیتی IPv4 فراهم می‌آورد.

• آدرس‌های IPv6 ترکیبی از اعداد و حروف هستند که با دو نقطه از یکدیگر جدا شده‌اند و امکان ایجاد آدرس‌های منحصربه‌فرد بیشتری را مهیا می‌سازند.

• هدر IPv6 دارای فیلدهای کمتری است که پردازش آن را برای مسیریاب‌ها کارآمدتر می‌کند.

• پروتکل IPv6 به جای Broadcast از روش‌های Unicast، Multicast و Anycast پشتیبانی می‌کند که این امر به کاهش ترافیک شبکه منجر می‌شود.

• IPv6 امکان بخش‌بندی منعطف شبکه (VLSM) را برای تقسیم‌بندی شبکه‌ها بر اساس نیازهای خاص فراهم می‌آورد.

• پروتکل IPv6 برای تبدیل آدرس MAC به جای ARP از مکانیزم Neighbor Discovery استفاده می‌کند.

• IPv6 از پروتکل‌های مسیریابی پیشرفته مانند OSPFv3 و RIPng برای مدیریت بهتر آدرس‌ها بهره می‌برد.

• دستگاه‌های مبتنی بر IPv6 می‌توانند با استفاده از SLAAC به طور خودکار آدرس IP دریافت کنند یا برای کنترل بیشتر، از DHCPv6 استفاده نمایند.

• در IPv6 بخش‌بندی بسته‌ها به جای مسیریاب‌ها، توسط فرستنده انجام می‌شود که این موضوع موجب افزایش سرعت خواهد شد.

 

تصویر(4)

بررسی تفاوت ipv4 و ipv6

در جدول زیر مقایسه‌ ipv4 و ipv6 انجام شده است تا درک تفاوت آن‌ها راحت‌تر گردد.

 

تصویر(5)

مزایای IPv6 نسبت به IPv4

نسخه جدیدتر پروتکل اینترنت، یعنی IPv6، نسبت به IPv4 مزایای قابل توجهی دارد. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره شده است:

• فضای آدرس بزرگ‌تر: پروتکل IPv6 فضای آدرس گسترده‌تری نسبت به IPv4 دارد که برای پشتیبانی از افزایش تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت، ضروری است. IPv6 از آدرس‌های ۱۲۸ بیتی استفاده می‌کند، در حالی که IPv4 تنها آدرس‌های ۳۲ بیتی دارد.

• بهبود امنیت: IPv6 قابلیت های امنیتی بهبودیافته‌ای را به صورت پیشفرض ارائه می‌دهد. این نسخه امکانات امنیتی نظیر اعتبارسنجی داده‌ها (Data Authentication) و رمزنگاری داده‌ها (Data Encryption) را فراهم می‌کند و در نتیجه، اتصال اینترنتی امن‌تری ایجاد می‌شود.

• ساختار هدر ساده‌شده: در مقایسه با IPv4، پروتکل IPv6 دارای ساختار هدر ساده‌تر و مؤثرتری است که این موضوع موجب کاهش هزینه‌ها و همچنین افزایش سرعت اتصال به اینترنت می‌شود.

• پشتیبانی قوی‌تر از QoS یا کیفیت خدمات: IPv6 پشتیبانی قوی‌تر و قابل اعتمادتری از کیفیت خدمات (Quality of Service یا QoS) دارد که به افزایش ترافیک وب‌سایت‌ها و بهبود کیفیت صدا و تصویر در صفحات کمک می‌کند.

• پشتیبانی بهتر از دستگاه‌های موبایل: پروتکل IPv6 پشتیبانی بهتر و مؤثرتری از دستگاه‌های موبایل انجام می دهد. این پروتکل امکان برقراری ارتباطات سریع‌تر و ایمن‌تر بین دستگاه‌های موبایل را نسبت به IPv4 فراهم می‌سازد.

تصویر(6)

چرا IPv4 هنوز در حال استفاده است؟

با وجود معرفی IPv6، پروتکل IPv4 همچنان به‌دلیل سازگاری، هزینه‌ها و زیرساخت گسترده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه دلایل دیگر این موضوع ذکر شده است:

• سازگاری زیرساختی: بسیاری از سیستم‌ها و دستگاه‌ها برای IPv4 ساخته شده‌اند و برای پشتیبانی از پروتکل IPv6 نیاز به بروزرسانی‌های قابل توجهی در تجهیزات شبکه مانند روترها، سوئیچ‌ها و رایانه‌ها دارند.

• هزینه‌ی انتقال: مهاجرت از IPv4 به IPv6 می‌تواند فرآیندی پرهزینه و پیچیده باشد و شامل بروزرسانی سخت‌افزار، ارتقاء نرم‌افزار و آموزش پرسنل می‌شود.

• عدم نیاز فوری: استفاده از تکنیک‌هایی مانند NAT باعث افزایش طول عمر IPv4 شده است زیرا به چندین دستگاه امکان می‌دهد از یک آدرس IP عمومی مشترک استفاده کنند.

• استراتژی‌های همزیستی: فناوری‌هایی که امکان اجرای همزمان IPv4 و IPv6 را فراهم می‌کنند، این امکان را به سازمان‌ها می دهند تا به تدریج IPv6 را بپذیرند و در عین حال سیستم‌های مبتنی بر IPv4 خود را نیز حفظ کنند.

• رشد جهانی کند: میزان پذیرش IPv6 در نقاط مختلف جهان به شدت متفاوت است که این امر لزوم ادامه پشتیبانی از IPv4 برای حفظ ارتباطات جهانی را نشان می دهد.

• نبود مزایای مشهود: بسیاری از کاربران و سازمان‌ها، در صورتی که با کمبود آدرس‌های IP مواجه نباشند، بهبود چشمگیری هنگام استفاده از IPv6 احساس نمی‌کنند که این امر انگیزه ارتقاء به IPv6 را کاهش می‌دهد.

نتیجه‌گیری

در این مقاله تلاش شد تا پروتکل های مختلف IP معرفی و تفاوت ipv4 و ipv6 بررسی گردد. تغییر و مهاجرت از IPv4 به IPv6 صرفاً به معنای گسترش فضای آدرس‌ها نیست بلکه نمایانگر یک تحول ضروری در معماری اینترنت است تا بتوان پاسخگوی رشد آینده و نوآوری‌های آتی بود. درک این تفاوت‌ها نه تنها به شناخت بهتر نحوه کار اینترنت کمک می‌کند بلکه امکان پیش‌بینی پیشرفت فناوری برای پاسخگویی به نیازهای روز افزون جهانی را نیز ممکن می‌سازد.