Ipv6 چیست و چه تفاوتی با IPv4 دارد؟

IPv6 یا IP ورژن ۶ جدیدترین نسخه پروتکل اینترنت است که در سال ۱۹۹۸ توسط کارگروه ویژه مهندسی اینترنت (IETF) به وجود آمده است. امروزه ارتباطات اینترنتی، بر پایه این پروتکل شکل می‌گیرد. این پروتکل، به شناسایی سیستم‌های Endpoint محلی در یک شبکه کامپیوتری و هدایت ترافیک آنلاین کمک می‌کند و در عین حال، برخی از مشکلات IPv4 را برطرف می‌کند. در این مقاله توضیح می‌دهیم که IPv6 چیست. علاوه بر این، نحوه عملکرد، ویژگی‌های کلیدی و چالش‌های قابل انتظار در به‌کارگیری این پروتکل را نیز بررسی می‌کنیم. برای اینکه بدانید IPv6 چیست لطفا تا انتهای این مطلب با مبین هاست همراه باشید.

Ipv6 چیست؟

Ipv6 چیست؟ آدرس IPv6 یک مقدار الفبایی 128 بیتی است که دستگاه Endpoint را در شبکه پروتکل اینترنت نسخه 6 (یا IPv6) شناسایی می‌کند. قابل ذکر است که IPv6 فضای آدرس را در مقایسه با IPv4، به شدت افزایش داده است. پروتکل اینترنت (IP) روشی است که در آن، داده‌ها از طریق اینترنت به سیستم‌های کامپیوتری مختلف ارسال می‌شود. هر رابط شبکه یا کامپیوتر در اینترنت، حداقل یک آدرس IP منحصر به فرد دارد که با آن شناخته می‌شود.

در واقع، به هر دستگاهی که به اینترنت متصل می‌شود، یک آدرس IP اختصاص می‌یابد. به همین دلیل است که در پروتکل IPv4 نگرانی درمورد تعداد آدرس‌های IP وجود داشت و کارگروه مهندسی اینترنت (IETF)، به همین دلیل استاندارد جدید IPv6 را تعریف کرد. سیستم عامل‌ها (OSها) مانند ویندوز 10، macOS و اوبونتو از IPv6 پشتیبانی می‌کنند. در حال حاضر به روش‌های مختلفی از انواع آدرس‌ها استفاده می‌شود. دستگاه‌هایی که در حال حاضر وجود دارد، یا از IPv6 استفاده می‌کنند یا IPv4. سیستم‌های نام دامنه (DNS) نیز از سال 2008 از IPv6 پشتیبانی می‌کنند.

مدتی است که درمورد اتمام آدرس‌های احتمالی در طرح آدرس دهی پروتکل IPv4 نگرانی وجود دارد. به همین دلیل قالب IPv6 ایجاد شد تا با ایجاد میلیاردها آدرس IP جدید، این نگرانی را برطرف کند. بدین ترتیب، از تعداد زیادی دستگاه محاسباتی که به لطف اینترنت اشیا (IoT) باید به یکدیگر متصل باشند، پشتیبانی خواهد شد. در حال حاضر تعداد آدرس‌های IPv6 بالقوه، بیش از 340 هزار میلیارد محاسبه شده است. به گفته دکتر دیک گورتین، استاد موزه تاریخ کامپیوتر، این رقم، بدین معنی است که می‌توان به هر اتمی که روی سطح زمین وجود دارد، یک آدرس IPv6 منحصر به فرد اختصاص داد و همچنان، برای تکرار این کار در ۱۰۰ سیاره دیگر نیز آدرس اختصاصی باقی خواهد ماند.

فرم کلی آدرس IPv6

Ipv6 چیست؟ به طور دقیق، IP ورژن ۶ یک آدرس ۱۲۸ بیتی است که در هشت گروه ۱۶ بیتی تقسیم شده است. یک نمونه آدرس IPv6 کامل به شرح زیر است:

FE80:CD00:0:CDE:1257:0:211E:729C

فرم آدرس IPv6 ممکن است بسته به نوع آن، کمی متفاوت باشد. سه بخش اساسی که آدرس را تشکیل می‌دهند، عبارتند از پیشوند مسیریابی (Routing Prefix)، شناسه زیرشبکه (Subnet ID) و شناسه رابط (Interface ID). پیشوند مسیریابی و شناسه زیرشبکه، دو سطح اصلی را نشان می‌دهند که آدرس در آن ساخته می‌شود (چه به صورت جهانی و چه به صورت اختصاصی برای هر سایت). پیشوند مسیریابی، تعداد بیت‌هایی است که می‌توان آن‌ها را تقسیم کرد و معمولا توسط ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی (ISP) تعیین می‌شود.

اگر به آدرس IP ورژن ۶ نگاه کنید، مجموعه اعدادی که در سمت چپ قرار دارند، یعنی ۴۸ بیت اول، پیشوند سایت نامیده می‌شوند. ۱۶ بیت بعدی، شناسه زیرشبکه هستند که توپولوژی سایت را مشخص می‌کند. ۶۴ بیت آخر نیز، شناسه رابط نامیده می‌شود که می‌تواند به صورت خودکار یا دستی پیکربندی شود.

انواع آدرس IPv6

فرمت‌ها و انواع مختلفی از آدرس IPv6 وجود دارد که چند نمونه از آن‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

• آدرس‌های Unicast جهانی: این آدرس‌ها در اینترنت قابل مسیریابی هستند و با گروه پیشوند “۲۰۰۱:” شروع می‌شوند. آدرس‌های Unicast جهانی، معادل آدرس‌های عمومی IPv4 هستند.
• آدرس‌های Unicast: از این آدرس‌ها برای شناسایی رابط یک گره جداگانه استفاده می‌شود.
• آدرس‌های Anycast: از این آدرس‌ها برای شناسایی گروهی از رابط‌ها در گره‌های مختلف استفاده می‌شود.
• آدرس‌های Multicast: از این آدرس‌ها برای ارسال یک بسته واحد به چندین مقصد در آن واحد استفاده می‌شود.
• آدرس‌های Link local: این آدرس‌ها یکی از دو نوع آدرس داخلی هستند که در اینترنت مسیریابی نمی‌شوند. آدرس‌های Link local در شبکه داخلی استفاده می‌شوند و با گروه پیشوند “fe80” شروع می‌شوند.
• آدرس‌های Unique local: آدرس‌های Unique local نوع دیگری از آدرس‌های داخلی هستند که در اینترنت مسیریابی نمی‌شوند. آدرس‌های Unique local معادل آدرس‌های IPv4 10.0.0.0/8، 172.16.0.0/12 و 192.168.0.0/16 هستند.

مزایای IPv6

زمانی که با پرسش Ipv6 چیست مواجه می‌شویم، می‌توانیم بگوییم پروتکل اینترنت نسخه 6 جانشین پروتکل اینترنت نسخه 4 (IPv4) شده است که از زمان آغاز به کار اینترنت، فناوری زیربنایی آن بوده است. IPv6 چندین مزیت قابل توجه نسبت به IPv4 دارد، که در ادامه، نام می‌بریم:

• فضای آدرس وسیع: IPv6 امکان ایجاد 340 هزار میلیارد آدرس متنوع را فراهم می‌کند که بسیار بیشتر از ۴.۳ میلیارد آدرسی است که برای IPv4 تخمین زده شده. بدین ترتیب، IP ورژن ۶ امکان اتصال تعداد زیادی دستگاه از جمله میلیاردها دستگاه اینترنت اشیا (IoT) را بدون تمام شدن آدرس فراهم می‌کند.
• فرمت هدر ساده شده: IPv6 دارای قالب هدر ساده‌تری نسبت به IPv4 است که اندازه بسته‌ها را کاهش می‌دهد و می‌تواند عملکرد شبکه را بهبود دهد. علاوه بر این، هدر نیز مستقل است. به این معنی که روترها نیازی به استفاده از جداول مسیریابی ندارند.
• مسیریابی کارآمدتر: IPv6 از پروتکل مسیریابی کارآمدتری پشتیبانی می‌کند که می‌تواند تاخیر را کاهش دهد و عملکرد کلی اینترنت را بهبود دهد. این امر مخصوصا برای برنامه‌هایی مانند پلتفرم‌های برگزار کننده کنفرانس صوتی و ویدیویی که باید داده‌ها را به صورت آنی در لحظه انتقال دهند بسیار مهم است.
• بهبود کیفیت خدمات (QoS): پروتکل اینترنت نسخه 6 از ویژگی‌های QoS پشتیبانی می‌کند که به اپراتورهای شبکه اجازه می‌دهد انواع خاصی از ترافیک مانند صدا و تصویر را اولویت بندی کنند. این امر، تضمین می‌کند که برنامه‌های کاربردی حیاتی، پهنای باند و تاخیر کم که برای ارائه عملکرد روان نیاز دارند را به دست می‌آورند.
• پیکربندی خودکار: دستگاه‌های IPv6 می‌توانند خود را به طور خودکار با یک آدرس IP پیکربندی کنند. بدین ترتیب، نیازی به پیکربندی دستی نخواهد بود. این امر، مدیریت شبکه را ساده کرده و ریسک بروز خطاها را کاهش می‌دهد.
• کاهش تراکم شبکه: IPv6 می‌تواند با استفاده از مکانیزمی به نام Neighbor Discovery به کاهش تراکم شبکه کمک کند. این امر، به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد یکدیگر را بدون اینکه تعداد زیادی از بسته‌های غیرضروری وارد شبکه شود، پیدا کنند.
• امنیت بیشتر: IPv6 دارای چندین ویژگی امنیتی است که در IPv4 وجود ندارد. مکانیزم احراز هویت داخلی و پشتیبانی از پروتکل‌های رمزگذاری قوی، تنها نمونه‌ای از این ویژگی‌های امنیتی هستند. این امر، می‌تواند از شبکه در برابر طیف وسیع‌تری از تهدیدات امنیتی محافظت کند.

این مزایا، IPv6 را به پروتکل مقیاس پذیرتر، کارآمدتر و ایمن‌تر از IPv4 تبدیل می‌کنند. همانطور که اینترنت به رشد خود ادامه می‌دهد و دستگاه‌های بیشتری را به هم متصل می‌کند، استفاده از IPv6 برای اطمینان از برطرف شدن نیازهای کاربران و کسب‌وکارها نیز بیشتر ضرورت پیدا می‌کند.

معایب IPv6

درخصوص معایب IPv6 می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• با توجه به اینکه در حال حاضر به طور گسترده از پروتکل اینترنت نسخه 4 یا IPv4 استفاده می‌شود، احتمالا مدت زیادی طول می‌کشد تا همه دستگاه‌ها از IPv6 استفاده کنند و این پروتکل به طور کامل جایگزین IPv4 شود.
• دستگاه‌های IPv4 و IPv6 نمی‌توانند به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. آن‌ها به فناوری‌هایی نیاز دارند تا این امکان را فراهم کنند.

تفاوت IPv4 و IPv6

بزرگ‌ترین و شاخص‌ترین تفاوت بین IPv4 و IPv6 افزایش آدرس‌های احتمالی است. با اینکه IPv4 یک آدرس IP ۳۲ بیتی است و IPv6 یک آدرس IP ۱۲۸ بیتی، اما در پروتکل اینترنت نسخه ۶ تعداد آدرس‌های IP موجود به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. با این حال، یکی از موانع استفاده از آدرس‌های IPv6، استفاده گسترده از پروتکل IPv4 است.

همچنین، ارتباط بین دستگاه‌های IPv4 و IPv6 به طور مستقیم امکان‌پذیر نیست. به این معنی که آدرس‌های IPv4 نمی‌توانند صفحه IPv6 را ببینند و بالعکس. یکی از روش‌های دور زدن این مشکل، Dual-stack است که اجازه می‌دهد از هر دو نسخه آی‌پی آدرس به طور همزمان استفاده کنید. در این فرآیند DNS می‌تواند یک IP آدرس IPv4 را به IPv6 برگرداند. تغییر از IPv4 به IPv6 نیز به تخصص فنی، تلاش و زمان زیادی نیاز دارد. سایر تفاوت‌های IPv4 و IPv6 چیست؟ در این رابطه، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• IPv6 مبتنی بر روش آدرس دهی الفبایی و عددی است، در حالی که IPv4 فقط عددی است.
• بیت‌های باینری IPv6 با دو نقطه (:) از هم جدا می‌شوند، در حالی که بیت‌های باینری IPv4 با نقطه (.) از هم جدا می‌شوند.
• در IPv6 باید اقدامات امنیتی برای محافظت از IP انجام داد. در صورتی که انجام این کار در IPv4 اختیاری است.
• IPv6 از یک پروتکل امنیتی IP (یا IPSec) استفاده می‌کند، در حالی که IPv4 به برنامه‌ها متکی است.
• شبکه‌ها را می‌توان به طور خودکار با IPv6 پیکربندی کرد، در حالی که شبکه‌های IPv4 باید به صورت دستی یا از طریق پروتکل Dynamic Host Configuration (یا DHCP) پیکربندی شوند.
• IPv6 دارای هشت فیلد هدر با طول 40 کاراکتر است، در حالی که IPv4 دارای 20 فیلد هدر با طول هشت کاراکتر است.
• IPv6 هیچ فیلد کنترلی ندارد.
• IPv6 برای مشخص کردن آدرس‌های MAC از NDP (یا Neighbor Discovery Protocol) استفاده می‌کند، در حالی که IPv4 از ARP (یا Address Resolution Protocol) استفاده می‌کند.

انتقال از IPv4 به IPv6 یک فرایند زمانبر است. در حال حاضر بسیاری از سازمان‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی (ISP) شروع به استقرار زیرساخت IPv6 برای اطمینان از سازگاری و پایداری شبکه‌های خود کرده‌اند. با این حال، استفاده فراگیر از IPv6 مستلزم همکاری و پشتیبانی همه افراد درگیر با شبکه، از جمله ارائه دهندگان خدمات اینترنت، سازندگان سخت افزار، توسعه دهندگان نرم افزار و کاربران نهایی است.

جمع بندی

در این مطلب توضیح دادیم که IPv6 چیست و همچنین، با فرم کلی آن نیز آشنا شدیم. علاوه بر این، انواع آدرس IPv6 را بررسی کردیم و مزایا و معایب IP ورژن ۶ را نام بردیم. در نهایت، تفاوت های IPv4 و IPv6 را مشخص کردیم. زمانی که درمورد IPv6 صحبت می‌کنیم، جدیدترین نسخه پروتکل اینترنت (Internet Protocol) را درنظر داریم که ارتباطات اینترنتی مدرن بر پایه آن شکل می‌گیرند.

در پروتکل اینترنت نسخه ۶ می‌توان بیش از 340 هزار میلیارد IP منحصر به فرد به دست آورد که با توسعه IoT و اتصالات گسترده، به آن نیاز پیدا می‌کنیم. با وجود اینکه ISPها در حال توسعه زیرساخت‌ها برای پشتیبانی از IP ورژن ۶ هستند، اما انتقال از IPv4 به IPv6 در همه دستگاه‌ها، یک فرایند زمانبر است که ارائه دهندگان خدمات اینترنت، سازندگان سخت افزار، توسعه دهندگان نرم افزار و کاربران نهایی همه باید با هم همکاری کنند تا شاهد استفاده گسترده از آن باشیم.