IPv4 vs IPv6: Aký je presný rozdiel

ipv4 vs ipv6 what s exact difference

Rozdiel medzi IPv4 a IPv6:

V tomto Séria návodov na vytváranie sietí , preskúmali sme všetko okolo WAN podrobne spolu s príkladmi .

V tomto výučbe sa dozviete viac o protokoloch IPv4 a IPv6 a ich rozdieloch. Internet sa stal globálnym systémom pre sieť, ktorý uspokojuje potrebu miliárd predplatiteľov na celom svete, čo sa stalo z dôvodu veľkej prijateľnosti internetového protokolu.

The Verzia IPv4 internetového protokolu má 32-bitový adresný priestor asi 4,3 miliárd IP adries.

Ale vďaka rýchlemu použitiu internetu, bezdrôtových technológií a implementácii technológie LTE je rozsah adries IP do značnej miery vyčerpaný.

Na prekonanie tohto nedostatku fondu IP, Internetový protokol verzia 6 (IPv6) ktorý vylepšuje adresové schopnosti IPv4 nasadením 128 bitových adresných namiesto 32 bitových, bol predstavený. Týmto spôsobom racionálne formulovať čo najviac nekonečný súbor adries IP.

IPv6 má tiež poskytnúť niekoľko vylepšení týkajúcich sa bezpečnosti, smerovacích adries, automatických konfigurácií, mobility a QoS.

V tomto návode preskúmame podrobnú architektúru a rôzne aplikácie protokolov IPv4 vs IPv6 spolu s ich významom v IT a komunikačnom sektore.

Čo sa dozviete:

• Rozdiel medzi IPV4 a IPV6
• Čo je to IPv4
  • Hlavička IPv4
  • Režimy adresovania IPv4
  • Tok paketov v IPv4
  • Potreba novej verzie IP
• Čo je to IPv6
  • Vlastnosti protokolu IPv6
  • Hlavička IPv6
  • Režimy adresovania IPv6
  • Štruktúra adresy
  • Živé príklady aplikácií protokolu IPv6
• Záver
  • Odporúčané čítanie

Rozdiel medzi IPV4 a IPV6

Čo je to IPv4

Internetový protokol verzie 4 pracuje na internetovej vrstve modelu TCP / IP a je zodpovedný za rozpoznanie hostiteľov uvedených na IP adresách a za zodpovedajúce smerovanie dátového paketu v sieti alebo medzi rôznymi sieťami.

Väčšina prvkov Internetu používa schému adresovania IPv4. Adresa IPv4 má 32-bitový adresný priestor, čo znamená 2 ^ 32 = 4,3 miliárd zariadení.

Hlavička IPv4

• Verzia: Protokol IPv4 má verziu číslo 4.
• Dĺžka hlavičky: Ukazuje veľkosť hlavičky.
• DSCP: Znamená to pole kódu diferencovaných služieb a je nasadené na konštrukciu paketov.
• Celková dĺžka: Označuje veľkosť hlavičky plus veľkosť dátového paketu.
• Identifikácia: Ak je dátový paket na obdobie prenosu fragmentovaný, pole sa použije na pridelenie každého a rovnakého čísla, aby pomohlo pri konštrukcii pôvodného dátového paketu.
• Vlajky: Používa sa na označenie postupu fragmentácie.
• Posun fragmentov: Označuje číslo fragmentu a hostiteľa zdroja, ktorý ich používa na nové usporiadanie fragmentovaných údajov v správnom poradí.
• Čas na odchod: Aby sa vylúčila šanca na opakovanie v sieti, každý paket sa prenáša s nejakou nastavenou hodnotou TTL, ktorá označuje počet preskokov, ktoré môže prekonať. Pri každom skoku je hodnota TTL degradovaná o 1 a keď dosiahne nulu, paket je opustený.
• Protokol: Označuje protokol, ktorý používa na prenos údajov. TCP má číslo protokolu 6 a UDP má číslo protokolu 17.
• Kontrolný súčet hlavičky: Toto pole sa používa na detekciu chýb.
• Zdrojová IP adresa: Uloží adresu IP koncového hostiteľa zdroja. Dĺžka je 32-bitová.
• Cieľová IP adresa: Uloží adresu IP cieľového hostiteľa. Dĺžka je 32-bitová.

Režimy adresovania IPv4

Existujú tri druhy režimov adresovania:

(i) Režim adresovania Unicast : V tomto režime môže odosielateľ odoslať paket IP iba ​​jednému cieľovému hostiteľovi. IP adresa cieľového hostiteľa je obsiahnutá v 32-bitovom poli IP cieľovej adresy hlavičky.

(ii) Režim adresovania vysielania : V tomto režime sa dátový paket vysiela alebo odosiela na všetky koncové zariadenia hostiteľa prítomné v sieti. Vysielaná adresa IP je 255.255.255.255. Keď hostiteľ prijímača analyzuje túto adresu, všetci pobavia dátové pakety.

(iii) Režim multicastového adresovania : V tomto režime , zdrojový hostiteľ môže odosielať pakety, nie všetkým, ale viac ako jednému, čo znamená niekoľko cieľových hostiteľov. Hostiteľ určuje cieľovú adresu na doručenie z poľa cieľovej hlavičky, ktoré má špeciálny rozsah sieťových adries, ktoré majú povolené doručenie dátového paketu.

Schéma hierarchického adresovania:

32-bitová adresa IP obsahuje informácie o adrese IP siete, podsietí a hostiteľov, ktorí sú k nej pripojení. To umožňuje, aby bola schéma adries IP hierarchická, pretože môže slúžiť niekoľkým podsieťam a zase hostiteľom.

Pamätajte, ako bolo povedané v predchádzajúcom návode na adresovanie a podsieťovanie IP, sieťová adresa pozostáva z adresy IP a masky podsiete. Tu je použiteľných všetkých päť tried podsiete a používajú sa tak, ako je to popísané v príručke.

Súkromné ​​adresy IP v protokole IPv4:

Každá trieda IP má časť rozsahu IP vyhradených pre súkromné ​​adresy IP. Môžu byť nasadené v sieti, ako je sieť LAN v kancelárii, ale nemôžu byť použité na smerovanie prenosu na internete. Sieťové zariadenia, ako sú smerovače a prepínače, teda počas prenosu zrušia pakety tohto nižšie uvedeného rozsahu.

Nemôžeme premrhať tento obrovský rozsah adries IP, aby sme ich mohli použiť pre intranet. Na ich prevod na verejné adresy IP sa teda používa proces prekladu IP, ktorý je známy ako NAT, aby sa dal použiť na komunikáciu s opačným koncom.

Loopback IP adresy v IPv4:

Rozsah adresy IP od 127.0.0.0 do 127.255.255.255 je vyhradený pre účely spätnej väzby, čo znamená samoadresovanie hostiteľského uzla. IP slučky má veľký význam v komunikačnom modeli klient-server.

Používa sa na testovanie správneho pripojenia medzi dvoma uzlami. Napríklad, Klient a server v rovnakom systéme. Ak je cieľová adresa hostiteľa v systéme nastavená ako adresa spätnej slučky, systém ju pošle späť sám sebe a požiadavka NIC nie je požadovaná.

Pomocou príkazu ping 127.0.0.1 alebo ľubovoľnej adresy IP rozsahu spätnej slučky IP sa zistilo, že je nadviazané pripojenie medzi dvoma systémami v sieti a fungujú správne.

Tok paketov v IPv4

Všetkým zariadeniam v prostredí IPv4 je pridelená sada charakteristických logických adries IP. Keď chce koncové zariadenie prenášať akékoľvek dáta na vzdialené koncové zariadenie v sieti, potom najskôr získa adresu IP zaslaním žiadosti na server DHCP.

Server DHCP potvrdí požiadavku a v odpovedi odošle všetky potrebné informácie, ako je IP adresa, adresa podsiete, brána, DNS atď., Do požadujúceho hostiteľského zariadenia.

Keď chce teraz používateľ v zdrojovom bode otvoriť webovú stránku ako google, ktorá označuje iba názov domény, počítač nemá inteligenciu na komunikáciu so servermi, ktoré majú názov domény.

Pošle teda dotaz DNS na server DNS, ktorý uloží adresu IP proti každému z názvov domén v nej, aby získal adresu IP zodpovedajúcu požadovanej webovej stránke. V odpovedi server DNS poskytne požadovanú adresu IP.

Ak je cieľová IP adresa rovnakej siete, bude zodpovedajúcim spôsobom doručovať údaje. Ak je ale cieľová adresa IP v inej sieti, požiadavka sa dostane na smerovač brány alebo na server proxy, aby sa paket smeroval do cieľového miesta.

Keď počítače pracujú na úrovni adresy MAC, hostiteľský počítač odošle požiadavku ARP na získanie adresy MAC smerovača brány. Smerovač brány v odpovedi vráti MAC adresu. Zdrojový hostiteľ teda pošle dátový paket na bránu.

Týmto spôsobom adresa IP smeruje údaje logicky, ale adresa MAC dodáva údaje v systéme na fyzickej úrovni.

Potreba novej verzie IP

Nasleduje niekoľko kľúčových bodov, pre ktoré potrebujeme novú verziu IP:

• Adresný priestor poskytovaný protokolom IPv4 je obmedzený na 4,3 miliardy používateľov, čo je vyčerpané z dôvodu nárastu používania internetu v dnešnej dobe.
• Protokol IPv4 neposkytuje bezpečný režim prenosu.
• Protokol IPv4 nepodporuje funkcie automatickej konfigurácie.
• Funkcia QoS nie je na vysokej úrovni.

Čo je to IPv6

Protokol IPv6 poskytuje priame a dlhodobé riešenie problému vesmíru. Adresy definované v IPv6 sú obrovské. Protokol IPv6 umožňuje sieťovým zariadeniam, veľkým organizáciám a dokonca každému človeku na svete pripojiť sa ku každému smerovaču, prepínaču a koncovému zariadeniu priamo z globálneho internetu.

Vlastnosti protokolu IPv6

Medzi rozšírené funkcie patria:

(i) Veľký počet adries: Hlavným dôvodom navrhovania protokolu IPv6 je nedostatok adries v protokole IPv4. IPv6 má 128-bitové adresovanie. Tento adresný priestor podporuje celkovo 2 ^ 128 (v blízkosti 3,4 * 10 ^ 38) adries, čo je potenciálne dosť na pripojenie k enormnému počtu zariadení v mnohých ďalších rokoch.

ii) Automatická konfigurácia adresy: Hostitelia protokolu IPv6 sa môžu automaticky nakonfigurovať po pripojení k sieti IPv6 pomocou správ ICMPv6. To je v príkrom rozpore so sieťami IPv4, kde musí správca siete hostiteľov nakonfigurovať manuálne.

Keď sa spustí karta sieťového adaptéra IPv6, pridelí si adresu IP na základe štandardnej predvoľby pripojenej k jej adrese MAC. Toto umožňuje zariadeniu komunikovať v internej sieti a vyhľadávať servery, s ktorými má povolené komunikovať.

Môžu sťahovať adresy brány, nastavenia zabezpečenia, atribúty politiky a ďalšie služby pomocou protokolu DHCPv6, AAAA alebo iných mechanizmov.

iii) Multicast: Schopnosť posielať jeden paketové dáta niekoľkým cieľovým hostiteľom je jednou zo špecifikácií IPv6.

(iv) Povinné zabezpečenie v sieťovej vrstve: Protokol IPv4 sa vytvoril, keď bezpečnosť nebola najvyššou prioritou. Autentifikačné protokoly, ako napríklad zabezpečenie internetového protokolu (IPsec), sú súčasťou balíka protokolov založených na protokole IPv6. Všetky vyhovujúce relácie IPv6 môžu byť preto autentifikované.

v) Zjednodušené spracovanie smerovača: Kvôli zovšeobecneniu procesu smerovania boli hlavičky prepracované a zmenšené v protokole IPv6 na rýchle spracovanie.

V IPv4 je dĺžka hlavičky variabilná, ale v IPv6 je fixná na 40 bajtov. Voliteľné funkcie boli presunuté, aby sa oddelili hlavičky rozšírenia. TTL sa nahrádza limitom hopu. Kontrolný súčet sa nepočíta.

Na ceste smerovače nefragmentujú pakety, pretože zisťovanie cesty MTU vykonáva pôvodný smerovač.

vi) Mobilita hostiteľa IP: Počas posledných desaťročí fungoval internet v ťahovom režime, v ktorom používatelia požadovali informácie z internetu. Avšak v priebehu rokov sa scenár zmenil. Teraz sa objavujú aplikácie, ako sú upozornenia na akcie, živé správy, športové informácie, multimediálne správy atď., Kde musia poskytovatelia internetových služieb posielať tieto služby používateľovi.

Potom však musia poskytovatelia internetových služieb osloviť používateľa, ktorý vždy používa rovnaký sieťový identifikátor, bez ohľadu na miesto pripojenia k sieti. Mobilita IP hostiteľov je navrhnutá pre túto potrebu.

Mobilný protokol IPV6 umožňuje mobilnému uzlu ľubovoľne meniť jeho umiestnenie v sieti IP pri zachovaní existujúcich pripojení.

Jednou z hlavičiek rozšírenia je hlavička mobility, ktorá sa používa na implementáciu tejto funkcie v IPv6.

ako otvoriť súbor json

Niektoré z praktických použití protokolu MIPv6 sú:

1. Enterprise Mobility: Kuriérske služby ako modrá šípka alebo verejná doprava ako UBER, kabína OLA atď. To využívajú na svoje príslušné pracovné miesta.
2. Globálne dostupné domáce siete: V IPv6 je minimálna veľkosť poskytnutá používateľovi / 64. Pomocou tohto adresovacieho priestoru môže používateľ vytvoriť domácu sieť pripájajúcu sa k rôznym zariadeniam, ako sú fotoaparáty, sieťové napájanie a ďalšie zariadenia. Je k nim možné získať prístup a spravovať ich cez internet. Keď sa rodina presťahuje z jedného miesta na druhé, potom sa celá sieť môže pohybovať pomocou technológie IP mobility.
3. Preprava s pripojením na internet (autobusy, nákladné vozidlá a kabíny): Komunikáciu medzi vozidlami je možné ľahko vykonať pomocou protokolu MIPv6. Vozidlá sa môžu usporiadať do sieťovej siete typu mesh a prenášať medzi sebou informácie o paketoch, zatiaľ čo sa všetky pohybujú.

(vii) Flow Lebel QoS: Všetky rozdielne služby a integrované služby, atribúty kvality služieb z IPv4 sa prenášajú do IPv6. Protokol IPv6 má navyše výhradne pole štítku toku s 20 bajtmi. Toto je vyvinuté, aby poskytovalo bohatú sadu atribútov QoS pre rastúci svet IPv6.

Hlavička IPv6

Hlavička IPv6 má 40 bajtov a skladá sa z nasledujúcich polí:

• Verzia: Má 4 bity a obsahuje verziu IP, ktorá je 6.
• Dopravná trieda: Má 8 bitov a označuje typ služby používaný na smerovanie paketov.
• Tokový štítok: Má 20 bitov. Používa sa na zabezpečenie postupného toku premávky. Zdrojové zariadenie označuje sekvencie k dátovým paketom, aby smerovač ľahšie smeroval pakety v poradí. Toto pole je veľmi užitočné pri streamovaní v reálnom čase.
• Dĺžka užitočného zaťaženia: Má 16 bitov. Toto pole odovzdá informáciu smerovaču o tom, koľko dát môže určitý paket uniesť vo svojom užitočnom zaťažení.
• Ďalšia hlavička: Toto pole má 8 bitov a označuje prítomnosť hlavičky rozšírenia. Ak neexistuje, označuje hornú vrstvu PDU.
• Limit chmeľu: Jedná sa o 8 bitov a používa sa na zabránenie tomu, aby sa dátový paket v systéme opakoval v nekonečne. Toto funguje podobne ako TTL ako v hlavičke IPv4. Pri každom skoku sa hodnota limitu skoku zníži na 1 a keď dosiahne nulu, paket sa odmietne.
• Zdrojová adresa: Má 128 bitov a označuje adresu zdrojového hostiteľa siete.
• Cieľová adresa: Má tiež 128 bitov a označuje adresu hostiteľa prijímača paketu v sieti.
• Hlavičky rozšírenia: Pevná hlavička IPv6 pozostáva iba z tých polí, ktoré obsahujú kus základných informácií a unikajú tým, ktoré sa nepoužívajú pravidelne. Takéto informácie sa nachádzajú medzi pevnou hlavičkou a hlavičkou hornej vrstvy a sú známe ako rozšírené hlavičky. Každá hlavička rozšírenia má určitú hodnotu a má priradenú úlohu.

Podrobnosti sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:

Režimy adresovania IPv6

Protokol IPv6 ponúka mnoho režimov adresovania, ktoré sú rovnaké ako definované v protokole IPv4, a zavádza sa nový režim, t. J. Je zavedený režim ľubovoľného adresovania.

Poďme to pochopiť pomocou príkladu.

www.softwaretestinghelp.com webový server sa nachádza na všetkých kontinentoch. Predpokladajme, že všetkým serverom je pridelená rovnaká adresa IPv6 anycast IP, keď používateľ z Indie vyhľadá web, potom je DNS nasmerovaný na server fyzicky prítomný v samotnej Indii.

Podobne, ak sa chce používateľ z New Yorku dostať na to isté miesto, DNS ho znova nasmeruje na server lokálne v Amerike. Použije sa teda najbližší s príslušnými nákladmi na smerovanie.

Štruktúra adresy

Štruktúra adresy IPv6 je 128 bitov a je rozdelená do 8 hexadecimálnych blokov, každý so 16 bitmi, a je oddelená symbolom dvojbodky.

Napríklad , štruktúra adries bude taká:

3C0B: 0000: 2667: BC2F: 0000: 0000: 4669: AB4D

Globálna adresa Unicast:

Vyššie uvedený obrázok zobrazuje globálne adresy jednosmerového vysielania v schéme IPv6, ktoré sú rozdelené do rôznych čiastkových častí, z ktorých každá označuje určité informácie o sieti.

Lokálna adresa odkazu:

Automaticky nakonfigurovaná adresa v IPv6 sa nazýva adresa lokálneho odkazu. 16 bitov štartu sa uchováva ako pevná adresa FE80 a ďalších 48 bitov sa považuje za nulu.

Štruktúra bude teda vyzerať tak, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku:

Používajú sa na internú komunikáciu v rámci hostiteľských zariadení IPv6 iba na vysielanie.

Jedinečná miestna adresa:

To je globálne výnimočné a vždy to začína FD. Používa sa na natívnu alebo regionálnu komunikáciu.

Špecifikácie adresy sú uvedené nižšie na obrázku:

Rozsah pre adresy IPv6:

Globálne jednosmerové adresy sa používajú na smerovanie cez internet, zatiaľ čo ďalšie dve sa používajú iba na organizačnej a miestnej úrovni.

Živé príklady aplikácií protokolu IPv6

Príklad 1:

Logistika a dodávateľský reťazec v indických železniciach: Indické železnice sú najlepším príkladom najväčšej indickej siete logistiky a dodávateľského reťazca, pretože pozostáva z prepravy miliónov tovaru a balíkov, ktoré každý deň prechádzajú niekoľkými štátmi krajiny.

Vzhľadom na vyčerpané adresy IP protokolu IPv4 je ťažké vybudovať rozširujúci sa dodávateľský reťazec pomocou protokolu IPv4. Veľký adresný priestor a funkcie automatickej konfigurácie protokolu IPv6 pomôžu pri sledovaní a sledovaní stavu vozňov, podvozkov a balíkov v systéme. Pomocou toho môže konečný užívateľ sledovať aj stav svojho tovaru.

Databázu logistiky je možné udržiavať prostredníctvom online systému a je možné ju monitorovať 24 * 7, a tým pomáha pri znižovaní prípadov oneskoreného dodania a krádeže alebo straty tovaru.

Príklad 2:

Inteligentný dopravný systém: India stále zápasí s riadením dopravného systému v rôznych mestách a situácia je ešte horšia v metropolitných mestách.

Aby sme to prekonali, potrebujeme monitorovanie a správu dopravného systému v reálnom čase. Obyčajní ľudia potrebujú predovšetkým ľahký prístup k vozidlám verejnej dopravy, ako sú verejné autobusy, školské dodávky, sanitka a hasiči.

Protokol IPv6 poskytuje funkcie IDS, ako je mobilný protokol IPv6, veľký adresný priestor a vylepšený model zabezpečenia, ktorý je potrebný na implementáciu IDS.

Sanitky, školské dodávky a hasiči môžu byť vybavené biosenzormi, bezdrôtovými telefónmi a videokamerami, ktoré uľahčujú lokalizáciu a sledovanie týchto vozidiel a pre koncových používateľov je k nim jednoduchý prístup kvôli ich použitiu .

Platforma IPv6 umožňuje systému monitorovať premávku v reálnom čase a ich riadením uvedením rôznych senzorov a monitorovacieho softvéru do prevádzky v špičke premávky, čím poskytuje prehľad o podmienkach premávky v reálnom čase.

i) Núdzová zdravotná starostlivosť: IPv6je jednou z takýchto technológií, ktorá môže priniesť revolučnú zmenu v priemysle telemedicíny a pohotovostnej zdravotnej starostlivosti.

Internet je taká platforma, ktorá sa môže pripojiť k celému svetu v jednej sieti. Prostredníctvom vylepšených funkcií technológií IPv6 a 4G LTE (čo je mobilné pripojenie založené na IP pre hlas, dáta a multimédiá) môžeme pacientovi poskytnúť núdzovú lekársku podporu online a v reálnom čase.

Vládne nemocnice ako AIMS a SGPGI ho v skutočnosti implementujú a v spolupráci so zahraničnými lekármi, ktorí sú prepojení prostredníctvom videokonferencií, hľadajú veľa zdravotných procedúr a hľadajú online podporu pri poskytovaní vylepšeného zdravotníckeho zariadenia.

Nemocnice môžu tiež udržiavať záznamy o svojich drahých zdravotníckych pomôckach vybavením biosenzormi.

(II) IPTV; Televízia využívajúca internetový protokol je najrýchlejšie rastúcou technológiou na trhu.

Prostredníctvom funkcií protokolu IPv6, ako je mobilný protokol IPv6, automatická konfigurácia a veľký adresný priestor, môžeme okrem sledovania všetkých televíznych kanálov sledovať aj online filmy, videá, piesne, športy online a online hry.

Pomocou funkcie viacnásobného vysielania IPv6 môžeme sledovať online televíziu a streamovať videá v reálnom čase . Nemusíme sa prihlásiť na odber všetkých kanálov. Môžeme si vybrať zo set-top boxu IPTV akýkoľvek kanál, ktorý musíme sledovať.

Pretože IPTV na zabezpečenie vyššie uvedených služieb potrebuje veľmi rýchly internet, IPv6 je najvhodnejšou platformou na ich implementáciu. Televízie JIO, JIO CINEMA, JIO MUSIC sú príkladmi streamovania IPTV a MobiTV v USA spravuje všetky služby týkajúce sa streamovania videa a televízie spoločnosti JIO v Indii.

Záver

Na začiatku internetu bol protokol IPv4 široko používaný všade, ale v dôsledku nárastu používania internetu na rôzne účely, okrem organizácií k domácej sieti a mobilným telefónom, je adresný priestor vyčerpaný.

Preto bola predstavená technológia IPv6, ktorá má schopnosť nekonečného adresovania s pokročilými funkciami, ako je automatická konfigurácia a mobilita, atď.

V tomto výučbe sme pomocou živých príkladov a rôznych diagramov študovali rôzne funkcie schém adresovania IPv4 aj IPv6. Medzitým nie je prechod protokolu IPv6 z protokolu IPv4 veľmi ľahký a stále veľa organizácií používa techniku ​​protokolu IPv4 a je v prechodnej fáze.

Preto je potrebné porozumieť vlastnostiam a pracovnému režimu schém adresovania IPv4 aj IPv6.

Výukový program PREV | NEXT Tutorial

Odporúčané čítanie

• Čo je Wide Area Network (WAN): Príklady živej siete WAN
• Bezdrôtové siete LAN IEEE 802.11 a 802.11i a overovacie štandardy 802.1x
• Čo sú bezpečnostné protokoly IP (IPSec), TACACS a AAA
• Čo sú protokoly HTTP (Hypertext Transfer Protocol) a DHCP?
• Dôležité protokoly aplikačnej vrstvy: protokoly DNS, FTP, SMTP a MIME
• Model TCP / IP s rôznymi vrstvami
• Kompletný sprievodca bránou firewall: Ako vytvoriť bezpečný sieťový systém
• Všetko o smerovačoch: typy smerovačov, smerovacia tabuľka a smerovanie IP