Wersja IP 4 (IPv4) generuje 4, 29 x 109 unikatowych adresów sieciowych, których ilość jest niewystarczająca, aw rezultacie brakuje miejsca w Internecie. Natomiast wersja IP 6 (IPv6) generuje 3, 4 x 1038 adresów i jest skalowalnym i elastycznym rozwiązaniem obecnego problemu.
Po pierwsze, pozwól nam zrozumieć, co to jest protokół internetowy. Standardowy protokół TCP / IP definiujący datagram IP jako jednostkę informacji przenoszoną przez Internet. Jest to niewiarygodny i bezpołączeniowy protokół datagramowy - usługa dostarczania najwyższej jakości. Internet jest abstrakcją fizycznych sieci i zapewnia takie same funkcje, jak akceptowanie i dostarczanie pakietów.
IP zapewnia trzy główne rzeczy, które są:
- Specyfikacja dokładnego formatu wszystkich danych.
- Wykonuje funkcję routingu i wybiera ścieżkę do wysyłania danych.
- Obejmuje zbiór zasad, które wspierają pomysł nierzetelnego dostarczania pakietów.
Wykres porównania
| Podstawa porównania | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Konfiguracja adresu | Obsługuje konfigurację ręczną i DHCP. | Obsługuje automatyczną konfigurację i numerację |
| Kompleksowa integralność połączenia | Nieosiągalne | Osiągalny |
| Przestrzeń adresowa | Może wygenerować 4, 29 x 10 9 adresów. | Może generować dość dużą liczbę adresów, tj. 3, 4 x 10 38 . |
| Funkcjonalność związana z bezpieczeństwem | Bezpieczeństwo zależy od aplikacji | IPSEC jest wbudowany w protokół IPv6 |
| Długość adresu | 32 bity (4 bajty) | 128 bitów (16 bajtów) |
| Reprezentacja adresu | W systemie dziesiętnym | W systemie szesnastkowym |
| Fragmentacja wykonana przez | Rutery nadawcze i przesyłające | Tylko przez nadawcę |
| Identyfikacja przepływu pakietów | Niedostępne | Dostępne i używa pola etykiety przepływu w nagłówku |
| Pole sumy kontrolnej | Dostępny | Niedostępne |
| Schemat transmisji wiadomości | Nadawanie | Multiemisja i anycasting |
| Szyfrowanie i uwierzytelnianie | Nie dostarczone | Opatrzony |
Definicja IPv4
Adres IPv4 jest 32-bitową wartością binarną, która może być wyświetlana jako cztery cyfry dziesiętne. Przestrzeń adresowa IPv4 oferuje około 4, 3 miliarda adresów. Tylko 3, 7 miliarda adresów można przypisać tylko z 4, 3 miliarda adresów. Pozostałe adresy są zachowywane do określonych celów, takich jak rozsyłanie grupowe, prywatna przestrzeń adresowa, testowanie pętli zwrotnej i badania.
Wersja IP 4 (IPv4) wykorzystuje funkcję Broadcasting do przesyłania pakietów z jednego komputera na wszystkie komputery; to prawdopodobnie czasami powoduje problemy.
Kropkowo-dziesiętne zapisywanie IPv4
128.11.3.31
Format pakietu
Datagram IPv4 to pakiet o zmiennej długości, składający się z nagłówka (20 bajtów) i danych (do 65 536 wraz z nagłówkiem). Nagłówek zawiera informacje niezbędne do rutowania i dostarczania.
Podstawowy nagłówek
Wersja: Określa numer wersji IP, tj. W tym przypadku jest to 4 o wartości binarnej równej 0100.
Długość nagłówka (HLEN): reprezentuje długość nagłówka w wielu z czterech bajtów.
Typ usługi: określa sposób obsługi datagramu i obejmuje pojedyncze bity, takie jak poziom przepustowości, niezawodność i opóźnienie.
Całkowita długość: Oznacza całą długość datagramu IP.
Identyfikacja: To pole służy do fragmentacji. Datagram jest dzielony, gdy przechodzi przez różne sieci, aby dopasować rozmiar ramki sieci. W tym czasie każdy fragment jest oznaczany numerem sekwencji w tym polu.
Flagi: Bity w polu flag obsługują fragmentację i identyfikują pierwszy, środkowy lub ostatni fragment itp.
Datagram IPv4
Przesunięcie fragmentacji: Jest to wskaźnik reprezentujący przesunięcie danych w oryginalnym datagramie.
Czas życia: określa liczbę przeskoków, które datagram może przebyć przed odrzuceniem. W prostych słowach określa czas trwania, w którym datagram pozostaje w Internecie.
Protokół: Pole protokołu określa, które dane protokołu warstwy wyższej są hermetyzowane w datagramie (TCP, UDP, ICMP itp.).
Suma kontrolna nagłówka: to pole 16-bitowe potwierdza integralność wartości nagłówka, a nie reszty pakietu.
Adres źródłowy: to czterobajtowy adres internetowy, który identyfikuje źródło datagramu.
Adres docelowy: Jest to 4-bajtowe pole, które określa ostateczny cel.
Opcje: Zapewnia to większą funkcjonalność datagramowi IP. Ponadto może przenosić pola takie jak sterowanie routingiem, synchronizacja, zarządzanie i wyrównanie.
IPv4 to dwupoziomowa struktura adresu (identyfikator sieci i identyfikator hosta) podzielona na pięć kategorii (A, B, C, D i E).
Definicja IPv6
Adres IPv6 jest 128-bitową wartością binarną, która może być wyświetlana w postaci 32 cyfr szesnastkowych. Colony izolują wpisy w sekwencji 16-bitowych pól szesnastkowych. Zapewnia 3, 4 x 1038 adresów IP. Ta wersja adresowania IP została zaprojektowana w celu zaspokojenia potrzeb związanych z wyczerpywaniem adresów IP i zapewnieniem wystarczających adresów dla przyszłych wymagań dotyczących wzrostu Internetu.
Ponieważ IPv4 używa dwupoziomowej struktury adresu, w której wykorzystanie przestrzeni adresowej jest niewystarczające. To był powód zaproponowania IPv6, aby pokonać niedociągnięcia IPv4. Zmieniono format i długość adresów IP oraz format pakietów i protokoły.
Heksadecymalna notacja dwukropkowa protokołu IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Format pakietu IPv6
Każdy pakiet składa się z obowiązkowego nagłówka podstawowego zakończonego ładunkiem. Ładunek zawiera dwie części, mianowicie opcjonalne nagłówki rozszerzeń i dane z górnej warstwy. Nagłówek podstawowy zużywa 40 bajtów, odwrotnie nagłówki rozszerzeń i dane z górnej warstwy zwykle zawierają do 65 535 bajtów informacji.
Podstawowy nagłówek
Wersja: To czterobitowe pole określa wersję adresu IP, tzn. 6 w tym przypadku.
Priorytet: Definiuje priorytet pakietu dotyczącego zagęszczenia ruchu.
Etykieta przepływu: Powodem projektowania tego protokołu jest ułatwienie za pomocą specjalnego sterowania dla określonego przepływu danych.
Długość ładunku: określa całkowitą długość datagramu IP z wyjątkiem nagłówka podstawowego.
Następny nagłówek: To ośmiobitowe pole opisuje nagłówek, który śledzi nagłówek bazy w datagramie. Następny nagłówek to jeden z opcjonalnych nagłówków rozszerzeń, których używa IP lub nagłówek dla protokołu wyższej warstwy, takiego jak UDP lub TCP.
Limit przeskoków : To ośmiobitowe pole ograniczenia limitu obsługuje te same funkcje w polu TTL w IPv4.
Adres źródłowy: Jest to 16-bajtowy adres internetowy identyfikujący źródło datagramu.
Adres docelowy: jest to 16-bajtowy adres internetowy, który ogólnie opisuje ostateczne miejsce docelowe datagramu.
Kluczowe różnice między IPv4 i IPv6
Spójrzmy na istotną różnicę między IPv4 i IPv6.
- IPv4 ma 32-bitową długość adresu, podczas gdy IPv6 ma 128-bitową długość adresu.
- Adresy IPv4 reprezentują liczby binarne w ułamkach dziesiętnych. Z drugiej strony adresy IPv6 wyrażają liczby binarne w systemie szesnastkowym.
- Protokół IPv6 wykorzystuje fragmentację typu end-to-end, podczas gdy IPv4 wymaga pośredniego routera do fragmentacji dowolnego datagramu, który jest zbyt duży.
- Długość nagłówka IPv4 wynosi 20 bajtów. W przeciwieństwie do tego długość nagłówka IPv6 wynosi 40 bajtów.
- Protokół IPv4 używa pola sumy kontrolnej w formacie nagłówka do obsługi sprawdzania błędów. Wręcz przeciwnie, IPv6 usuwa pole sumy kontrolnej nagłówka.
- W IPv4 nagłówek podstawowy nie zawiera pola dla długości nagłówka, a 16-bitowe pole długości ładunku zastępuje je w nagłówku IPv6.
- Pola opcji w IPv4 są używane jako nagłówki rozszerzeń w IPv6.
- Pole Time to live w IPv4 określa limit Hop w IPv6.
- Pole długości nagłówka obecne w IPv4 jest eliminowane w IPv6, ponieważ długość nagłówka jest ustalona w tej wersji.
- Protokół IPv4 wykorzystuje rozgłaszanie w celu przesyłania pakietów do komputerów docelowych, podczas gdy protokół IPv6 korzysta z multiemisji i anycastingu.
- Protokół IPv6 zapewnia uwierzytelnianie i szyfrowanie, ale protokół IPv4 go nie zapewnia.
Wniosek
Protokół IPv6 zachowuje wiele podstawowych pojęć z bieżącego protokołu IPv4, ale zmienia większość szczegółów. IPv4 został opracowany jako środek transportu i komunikacji, ale liczba adresów wyczerpała się, co było przyczyną rozwoju IPv6. IPv6 zapewnia skalowalność, elastyczność i bezproblemowe możliwości w zakresie sieci.
