Ipv4 לעומת ipv6 - מה זה ולמה הוא משמש ברשתות

האינטרנט ועולם הרשתות לא יהיו כפי שאנחנו מכירים אותו, ואפילו לא היו מתקיימים אלמלא כתובות IPv4. פרוטוקול בעל חשיבות עליונה בחיבורים בין התקנים דרך הרשת, הן פיזית והן אלחוטית. היום נראה את כל מה שקשור ל- IP ואנחנו ננתח את ההבדלים בין IPv4 לעומת IPv6 ולהסביר את המאפיינים העיקריים שלה.

מדד התוכן

IPv4 ומודל OSI

נצטרך להתחיל עם הבסיסית, שהיא להגדיר ולהבין מהי כתובת IP, בין אם היא IPv4 או IPv6.

OSI מודל את תקן הרשתות

ולשם כך עלינו להתייחס במהירות למודל OSI (Open System Interconection). זהו מודל התייחסות ולא ארכיטקטורת רשת, לפרוטוקולי הרשת השונים שמתערבים בתקשורת באמצעות ציוד מחשבים. המודל מחלק מערכות טלקומוניקציה ל -7 רמות כדי להבדיל בין השלבים השונים של מסע נתונים מנקודה אחת לאחרת, כמו גם את הפרוטוקולים המעורבים בכל אחד מהם.

מהו מודל OSI: הסבר מלא

אנו כבר יודעים שיש מודל שמסווג, כביכול, את פרוטוקולי הרשת, ובדיוק IPv4 ו- IPv6 הם שניים מפרוטוקולי הרשת האלה. במקרה זה הם פועלים באחת מהרמות הנמוכות ביותר של הדגם, שכבת הרשת או השכבה 3. שכבה זו אחראית לניתוב המנות בין שתי רשתות מחוברות. זה ינגיש נתונים מהמשדר למקלט באמצעות מיתוג וניתוב נחוצים מנקודה אחת לאחרת.

מתחתיו יש לנו את שכבת קישור הנתונים (שכבה 2) בה המתגים עובדים, ומעליו יש שכבה 4 או שכבת התובלה שבה מתערב פרוטוקול TCP המעביר את המנות דרך דיאגרמות.

מהי כתובת IP

אנו מדברים על כתובת IP כערך מספרי בעשרוני או הקסדצימאלי (נראה) המזהה בצורה הגיונית ובהתאם להיררכיה ממשק רשת. לכל מכשיר המחובר לרשת יש להקצות כתובת IP, מזהה זמני כמו ה- DNI שלנו בזמן שאנחנו בעולם הזה או מספר טלפון בזמן שקבלנו שירות טלפון. בזכות ה- IP, המחשבים השונים יכולים לתקשר זה עם זה, ולגרום לחבילות לנסוע דרך הרשת עד שמצאו את הנמען שלהן.

כתובת ה- IP יכולה להיות קבועה (IP קבועה ) או דינמית (DHCP או פרוטוקול תצורת מארח דינמי), שתוקצה תמיד על ידי שרת או נתב שעובדים בשכבת הרשת. כשאנחנו מדברים על IP קבוע, זה אומר שלמארח תהיה תמיד אותה כתובת IP, גם אם היא כבויה ומופעלת שוב. בעוד שב- DHCP ה- IP מוקצה באופן דינמי למארח כאשר הוא מופעל, כמובן שלצמתים לרשת ניתנים בדרך כלל אותה כתובת IP תמיד לאחר התחברות לנתב בפעם הראשונה.

בארכיטקטורת הרשת, עלינו להבדיל בין הרשת הציבורית, שתהיה האינטרנט, לבין הרשת הפרטית, זו שמאחורי הנתב שלנו, שם נמצאים המחשבים והסמארטפון או הטאבלטים שלנו אם אנו מתחברים ל- Wi-Fi. במקרה הראשון מדובר על IP חיצוני, שזו הכתובת שהוקצתה לנתב לתקשורת עם האינטרנט, דינמיקה המסופקת כמעט תמיד על ידי ספק האינטרנט שלנו. בשנייה אנו מדברים על IP פנימי, לכתובת שהנתב נותן למחשבים ברשת שלנו, שהיא כמעט תמיד מסוג 192.168.xx

אל לנו לבלבל בין IP לבין כתובת MAC, שהיא כתובת אחרת הפעם קבועה וייחודית המזהה כל מחשב ברשת. זוהי הגדרת מפעל, כמו ה- IMEI של טלפון, אם כי ניתן לשנות אותה מזהה את המארח בשכבת התובלה של דגם OSI. למעשה המתג או הנתב הוא שהוא מקשר את ה- MAC עם ה- IP. MAC הוא קוד של 48 סיביות שבא לידי ביטוי בסימון הקסדצימאלי ב- 6 בלוקים של שתי תווים.

פרוטוקול IP

כתובת ה- IP היא המזהה השייך לפרוטוקול ה- IP (פרוטוקול האינטרנט), שהיא מערכת הכתובת IPv4 ו- IPv6 כגרסה חדשה יותר ומוכנה לעתיד. זהו פרוטוקול שפועל בשכבת הרשת ואינו מכוון חיבור, פירוש הדבר שתקשורת בין שני קצוות רשת לבין חילופי נתונים יכולה להתבצע ללא הסכמה מראש. במילים אחרות, המקלט מעביר נתונים מבלי לדעת אם המקלט זמין, ולכן הוא יגיע למקלט כאשר הוא מופעל ומחובר.

IPv4 ו- IPv6 מעבירים מנות נתונים דרך הרשתות הפיזיות הפועלות על פי מודל OSI. זה נעשה בזכות הניתוב, טכניקה המאפשרת לחבילה למצוא את המסלול המהיר ביותר ליעד, אך ללא ערבויות שתגיע, כמובן, אחריות זו ניתנת על ידי שכבת הובלת הנתונים עם TCP, UDP או פרוטוקול אחר.

הנתונים המטופלים על ידי פרוטוקול ה- IP מחולקים למנות הנקראות דאטגרמים, שאין להם כל סוג של הגנה או בקרת שגיאה לשליחה. האם דאטגרמה תישלח רק עם IP עשויה או לא תגיע, שבורה או מלאה, ובסדר אקראי. הוא כולל מידע על כתובת ה- IP של המקור ויעד יחד עם הנתונים. כמובן שזה לא נראה אמין במיוחד, כך שבשכבת התובלה זה נלקח ועטוף בקטע TCP או UDP שמוסיף טיפול בשגיאות ומידע נוסף.

IPv4

כעת נתמקד בפרוטוקול IPv4, הפועל ברשתות מאז 1983, כאשר נוצרה רשת החלפת המנות הראשונה של ARPANET, המוגדרת בתקן RFC 791. וכמו ששמו אומר הוא פרוטוקול ה- IP בגירסה 4, אבל זה שאין לנו מיושם גרסאות קודמות וזה היה הראשון מכל.

IPv4 משתמש בכתובת 32 סיביות (32 אפסים ואפסים בינאריים) המסודרים ב -4 שמיניות (מספרים של 8 סיביות) מופרדים בנקודות בסימון עשרוני. תרגום זה לפועל יהיה מספר כזה:

192.168.0.102

בדרך זו אנו יכולים לקבל כתובות העוברות בין 0.0.0.0 ל- 255.255.255.255. אם נתרגם את ה- IP הקודם לקוד הבינארי שלה, יהיה לנו:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

במילים אחרות, 32 ביטים, כך ש- IPv4 נוכל לטפל בסך הכל ב:

2 ³² = 4 294 967 296 מארחים

זה אולי נראה כמו הרבה, אך נכון לעכשיו כתובות IPv4 מוצקות כמעט, מכיוון שארבעה מיליארד מחשבים הם נתון נורמלי למדי כיום. למעשה, כבר בשנת 2011 הם התחילו להיות נדירים, כשהגוף האחראי למסור כתובות IP בסין השתמש בחבילה האחרונה, כך שנראה כי פרוטוקול IPv6 הצליח . אנו משתמשים בכתובת זו כמעט 40 שנה, כך שבמשך כל החיים זה לא רע.

עלינו לזכור שכתובות ה- IP הפנימיות תמיד יהיו זהות ברשתות LAN, ולא יושפעו כתובות IP חיצוניות. משמעות הדבר היא שברשת פנימית אנו יכולים לארח מארח שיש לו 192.168.0.2, וזה ישמש גם על ידי מארחים אחרים ברשת פנימית אחרת, היכולת לשכפל כמה פעמים שתרצה. אך כתובות IP חיצוניות נראות ברחבי רשת האינטרנט, ולא ניתן לחזור על כך בשום מקרה.

כותרת IPv4

לכן, נוח לבדוק את המבנה של כותרת IPv4, שיש לה גודל מינימלי של 20 בייט ומקסימום 40 בייט.

נסביר במהירות כל קטע, מכיוון שחלקם בהמשך ניתן להרחבה ל- IPv6

• גרסה (4 סיביות): מזהה את גרסת הפרוטוקול להיות 0100 עבור v4 ו- 0110 עבור v6. IHL (4 סיביות): הוא גודל הכותרת שיכולה להיות בין 20 בתים ל- 60 בתים או מה זהה בין 160 סיביות ל- 480 סיביות. זמן שירות (8 סיביות): מזהה במקרה שהחבילה מיוחדת, למשל חשוב יותר בהתחשב בדחיפות המסירה. אורך כולל (16 סיביות): משקף את הגודל הכולל של הדאגרמה או השבר באוקטטות. מזהה (16 סיביות): הוא משמש אם הדאטגרמה מקוטעת כך שניתן יהיה לחבר מאוחר יותר דגלים (3 סיביות) וקיזוז או מיקום השבר (13 סיביות): סיביות 1 תהיה 0, סיביות 2 (0 = מתחלק, 1 לא ניתן לחלוקה), סיבית שלישית (0 = שבר אחרון, 1 = שבר ביניים) TTL (8 סיביות): אורך מנות IPv4. זה משקף את מספר הכשות בנתבים שהוא יכול לקחת, להיות 64 או 128. כאשר האריזה מותשת היא מוסרת. פרוטוקול: מציין את הפרוטוקול שאליו יש למסור את הדאטגרמה בשכבות גבוהות יותר, למשל TCP, UDP, ICMP וכו '. בדיקת בדיקה: כדי לשלוט על שלמות החבילה, לחשב מחדש בכל פעם שמשתנה ערך קודם.

IPv6 והבדלים עם IPv4

אף על פי שההסבר במלואו של אחד מהפרוטוקולים הללו הוא עולם, אנו לא יכולים לעשות זאת לנצח, ולכן נמשיך עם IPv6 או גירסת 6 של פרוטוקול האינטרנט. והיכן גרסה 5? ובכן בשום מקום, זה היה רק ​​ניסיוני, אז בואו נראה מה זה ומה ההבדלים עם IPv4.

בהחלט כולנו ראינו אי פעם כתובת IP מהקודמות, אך ללא ספק אחת מאותן הרבה פחות פעמים, או שלא שמנו לב אפילו. IPv6 יושם בשנת 2016 בהגדרת תקן RFC 2460 שלו, והוא נועד למעשה להחליף את IPv4 במידת הצורך. תקן זה נולד מתוך הצורך לתת לאסיאתים כתובות IP נוספות. כתובות IP שמורות כביכול, והמנה האחרונה שמורה בשנת 2011 כפי שנדון לעיל. זה לא אומר שכולם כבר בשימוש, מכיוון שחברות משתמשות בהן כאשר נוספים צמתים לרשת.

IPv6 נועד גם לספק IP קבוע לכל סוגי המכשירים. אך כמה כתובות IP נוספות נוכל לספק בגירסה חדשה זו? ובכן, יהיו כמה, מכיוון שכתובת זו משתמשת ב 128 ביטים עם מכונאי דומה לזה הקודם. אבל הפעם זה נעשה באמצעות סימון הקסדצימלי כך שהוא תופס פחות מקום, מכיוון שעיבוד 128 סיביות באוקטטות יוביל לכתובת ארוכה להפליא. אז במקרה זה הוא מורכב משמונה חלקים, כל אחד מהם 16 סיביות.

העברת זה חזרה לתרגול תהיה מספר אלפא - נומרי שייראה כך:

fe80: 1a7a: 80f4: 3d0a: 66b0: b24b: 1b7a: 4d6b

בדרך זו אנו יכולים לקבל כתובות שנעו בין 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 ל- ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. הפעם אנחנו לא מתכוונים לתרגם את הכתובת הזו לקוד בינארי רק כדי להימנע מדיכאון, אבל היו לה 128 אפסים ואלו. כאשר אנו רואים אחת מהכתובות הללו במחשב שלנו או כל מארח אחר, יתכן שהוא מיוצג עם פחות קבוצות, וכי אם יש לנו קבוצות עם אפסים בלבד, ניתן להשמיט את אותן כל עוד הן ימינה.

כעת עם IPv6 ו -128 הסיביות הללו נוכל להתייחס לסך הכל של:

2 ¹²⁸ = 340, 282, 366, 920, 938, 463, 463, 374, 607, 431, 768, 211, 456 מארחים

באופן זה, הסינים יוכלו להתקין את כל השרתים שהם רוצים ללא הגבלה, מכיוון שהיכולת שלהם מקוממת באמת. למרות שזה כרגע לא עובד לבד, למחשבים שלנו כבר יש כתובת IPv6 בכרטיס הרשת שלהם.

IPv6 לעומת כותרת IPv4 וחדשות אחרות

הדבר החשוב ליישום פנייה חדשה הוא להפוך אותו לתואם לאחור לפרוטוקולים הקודמים ולפעול בשכבות אחרות. ניתן להשתמש ב IPv6 עם הפרוטוקולים האחרים של היישום ושילובי שכבות עם מעט שינויים בכותרות, למעט FTP או NTP מכיוון שהם משלבים את הכתובות של שכבת הרשת.

למדנו גם כיצד לפשט את כותרת הפרוטוקול, מה שהופך אותו לפשוט יותר מאשר ב- IPv4 ובאורך קבוע, מה שמסייע מאוד למהירות העיבוד והזיהוי שלו של הדאטגרם. המשמעות היא שעלינו לשלוח את המידע באמצעות IPv4 או IPv6 אך לא עם שניהם מעורבים. בוא נראה את הכותרת הזו:

כעת הכותרת מפושטת למרות שהיא ארוכה כפליים מ- IPv4 אם לא נוסיף אפשרויות בצורה של כותרות סיומת.

• גרסה (4 סיביות) מחלקת תנועה (8 סיביות): זהה לתווית זרימת בקרת העדיפות של החבילה (20 סיביות): היא מנהלת את אורך נתוני QoS (16 סיביות): ברור כמה זה מודד את שטח הנתונים 64 KB כגודל סטנדרטי ונקבע על ידי jumboframes הכותרת הבאה (8 סיביות): תואם את פרק פרוטוקול IPv4 מגבלת Hop (8 סיביות): מחליף כותרות סיומת TTL : הן מוסיפות אפשרויות נוספות לפיצול, להצפנה וכו '. ישנם 8 סוגים של כותרות סיומת ב- IPv6

בין החידושים הכלולים בפרוטוקול זה, ניתן להדגיש יכולת פנייה גדולה יותר גם בתת-רשתות או ברשתות פנימיות ובצורה מפושטת יותר. כעת אנו יכולים להכיל עד 2 ⁶⁴ מארחים ברשת משנה רק על ידי שינוי מספר מזהים של הצמתים.

נוסף לכך אפשרות כי ניתן להגדיר את כל הצומת העצמי כאשר הוא כלול ברזולוציית IPv6. במקרה זה, לא תתבקש IP מהנתב, אלא בקשה המבקשת את פרמטרי התצורה על ידי ND, זה נקרא תצורה אוטומטית של כתובת ללא מצב (SLAAC). אם כי אתה יכול גם להשתמש ב- DHCPv6 אם לא ניתן לעשות זאת.

IPsec במקרה זה אינו אופציונלי, אלא חובה ומיושם ישירות ב- IPv6 עבור נתבים שכבר פועלים עם פרוטוקול זה. לכך אנו מוסיפים תמיכה ל- Jumbograms, כלומר, גרסאות ג'מבו גדולות בהרבה מאלו של IPv4 שהיו מקסימום 64KB, וכעת הן יכולות להגיע עד 4 GB.

לסיכום כאן אנו משאירים לכם את שתי הטבלאות כדי לציין את ההבדל בין שתי כותרות IPv4 לעומת IPv6.

• כחול: שדות נפוצים בשתי הכותרות אדום: שדות שהוסרו ירוק: שדות ששמו שונה ל צהוב: שדות חדשים

כיצד להכיר את כתובת ה- IP הפרטית, הציבורית וה- IPv6 שלנו

לפני סיום, אנו מלמדים את עצמנו כיצד לדעת את כתובות ה- IP שלנו, את הציוד שלנו ואת הנתב שלנו.

כדי לגלות את הכתובת המקומית IPv4 ו- IPv6 במערכת Windows 10 קיימות מספר שיטות, אך הדרך המהירה ביותר היא עם שורת הפקודה. אז אנו פותחים את ' התחל', הקלידו CMD ופגעו Enter. שם נכתוב

ipconfig

ואנחנו נקבל את התוצאה.

וכדי לדעת את כתובת ה- IP הציבורית נצטרך לפנות לדפדפן או לנתב שלנו. אנו יכולים לעשות בדף:

מה- my-ip

ולבסוף נוכל לבדוק אם יש לנו כתובת IPv6 ציבורית בדרך הבאה:

מבחן IPv6

אנו משאירים לך כמה הדרכות רשת הקשורות לנושא

האם ידעת שהמחשב האישי שלך כולל IPv6, האם ידעת שהוא קיים? אם יש לך שאלות או שאתה רוצה להצביע על משהו, נשמח לעזור לך מהתגובות.