Ipv4 vs ipv6 - kaj je to in za kaj se uporablja v omrežjih

Internet in svet omrežij ne bi bil takšen, kot ga poznamo, in ne bi obstajal, če ne bi bilo naslova IPv4. Protokol izjemnega pomena pri povezavah med napravami prek omrežja, tako fizično kot brezžično. Danes bomo videli vse, kar ima povezavo z IP, in analizirali bomo razlike med IPv4 in IPv6 ter razložili njegove glavne značilnosti.

Kazalo vsebine

IPv4 in model OSI

Začeti bomo morali z osnovnim, ki je določiti in razumeti, kaj je IP naslov, ali je IPv4 ali IPv6.

OSI modelira mrežni standard

Za to se moramo hitro sklicevati na model OSI (Open System Interconection). Za različne omrežne protokole, ki posegajo v komunikacijo prek računalniške opreme, je referenčni model in ne omrežna arhitektura. Model razdeli telekomunikacijske sisteme na 7 ravni, da razlikujejo različne stopnje prenosa podatkov iz ene točke v drugo, pa tudi protokole, ki so vključeni v vsako.

Kaj je model OSI: popolna razlaga

Že vemo, da obstaja model, ki klasificira, tako rekoč, omrežne protokole, in natančno IPv4 in IPv6 sta dva od teh mrežnih protokolov. V tem primeru delujejo na eni najnižjih ravni modela, omrežni sloj ali plast 3. Ta plast je odgovorna za usmerjanje paketov med dvema povezanima omrežjema. Podatki bodo na voljo od oddajnika do sprejemnika s potrebnim preklopom in usmerjanjem iz ene točke v drugo.

Pod njim imamo sloj podatkovne povezave (plast 2), v katerem delujejo stikala, nad njim pa je plast 4 ali transportni sloj, v katerem se vmeša protokol TCP, ki prenaša pakete prek datagramov.

Kaj je naslov IP

O IP naslovu govorimo kot o številčnem nizu v decimalni ali šestnajstiški (videli bomo), ki logično in v skladu s hierarhijo identificira omrežni vmesnik. Vsaki napravi, ki je povezana z omrežjem, mora biti dodeljen naslov IP, začasni identifikator, kot je naš DNI, medtem ko smo v tem svetu, ali telefonska številka, ko smo sklenili telefonsko storitev. Zahvaljujoč IP-ju lahko različni računalniki komunicirajo med seboj, tako da paketi potujejo po omrežju, dokler ne najdejo svojega prejemnika.

IP naslov je lahko fiksni ( fiksni IP) ali dinamičen (DHCP ali dinamični protokol konfiguracije gostitelja), ki ga vedno dodeli strežnik ali usmerjevalnik, ki deluje na omrežnem nivoju. Ko govorimo o fiksnem IP-ju, pomeni, da bo gostitelj imel vedno enak naslov IP, tudi če je izklopljen in znova vklopljen. Medtem ko je v DHCP IP-ju dinamično dodeljen gostitelj, ko je vklopljen, seveda vozlišča omrežja ponavadi dobijo enak naslov IP po prvi povezavi z usmerjevalnikom.

V mrežni arhitekturi moramo razlikovati med javnim omrežjem, ki bi bilo internet in zasebnim omrežjem, tistim, ki stoji za usmerjevalnikom, kjer so naši računalniki in pametni telefon ali tablični računalniki, če se povežemo na Wi-Fi. V prvem primeru govorimo o zunanjem IP-ju, ki bi bil naslov, ki je usmerjevalniku dodeljen za komunikacijo z internetom, dinamiko, ki jo skoraj vedno zagotavlja naš ponudnik internetnih storitev. V drugem govorimo o internem IP-ju, na naslov, ki ga usmerjevalnik daje računalnikom v našem omrežju, ki je skoraj vedno tipa 192.168.xx

IP-ja ne smemo zamenjati z naslovom MAC, ki je tokrat fiksni in edinstven naslov, ki identificira vsak računalnik v omrežju. To je tovarniško nastavljeno, kot IMEI telefona, čeprav ga je mogoče spremeniti, in sicer identificira gostitelja v transportnem sloju modela OSI. Dejansko je stikalo ali usmerjevalnik, ki povezuje MAC z IP. MAC je 48-bitna koda, izražena v šestnajstiški zapisi v 6 dvo-znakovnih blokih.

IP protokol

IP naslov je identifikator, ki pripada protokolu IP (Internet Protocol), ki je naslovni sistem IPv4 in IPv6 kot novejša različica in pripravljen za prihodnost. Gre za protokol, ki deluje na ravni omrežja in ni usmerjen v povezavo, kar pomeni, da je komunikacija med dvema koncema omrežja in izmenjava podatkov mogoča brez predhodnega dogovora. Z drugimi besedami, sprejemnik prenaša podatke, ne da bi vedel, ali je sprejemnik na voljo, zato bo na sprejemnik prispel, ko je vklopljen in povezan.

IPv4 in IPv6 prenos podatkovnih paketov prek fizičnih omrežij, ki delujejo v skladu z modelom OSI. To se izvede zahvaljujoč usmerjanju, tehniki, ki paketu omogoča najhitrejšo pot do cilja, vendar brez zagotovil, da bo prispel, seveda to garancijo daje plast za prenos podatkov s TCP, UDP ali drugim protokolom.

Podatki, ki jih obravnava protokol IP, so razdeljeni na pakete, imenovane datagrame, ki nimajo nobene vrste zaščite ali nadzora napak za pošiljanje. Ali bo podatkovni program poslan samo z IP-jem, lahko pride ali ne pride, zlomljen ali popoln in v naključnem vrstnem redu. Vsebuje podatke o izvornem in ciljnem IP naslovu skupaj s podatki. Seveda se to ne zdi zelo zanesljivo, zato je v transportnem sloju ta podatkovni program vzet in zavit v segment TCP ali UDP, ki dodaja ravnanje z napakami in veliko več informacij.

IPv4

Zdaj se osredotočimo na protokol IPv4, ki deluje v omrežjih od leta 1983, ko je bilo ustvarjeno prvo omrežje za paketno izmenjavo ARPANET, ki je opredeljeno s standardom RFC 791. In kot že ime pove, je protokol IP v različici 4, vendar je to, da nimamo implementiranih prejšnjih različic in to je bila prva.

IPv4 uporablja 32-bitni naslov (32 enote in ničle v binarnem formatu), razporejen v 4 oktete (8-bitne številke), ločene s pikami v decimalnih zapisih. To lahko prevedemo v prakso tako:

192.168.0.102

Na ta način imamo lahko naslove, ki segajo od 0, 0.0, 0 do 255, 255, 255, 255. če prevedemo prejšnji IP v njegovo binarno kodo, bomo imeli:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Z drugimi besedami, 32 bitov, zato bomo z IPv4 lahko obravnavali skupno:

2 ³² = 4 294 967 296 gostiteljev

Morda se zdi veliko, toda trenutno so naslovi IPv4 praktično izčrpani, saj je danes 4 milijarde računalnikov dokaj običajna številka. Pravzaprav so jih že leta 2011 začeli primanjkovati, ko je organ, zadolžen za dajanje naslovov IP na Kitajskem, uporabil zadnji paket, zato je IPv6 protokol priskočil na pomoč . To nagovarjanje uporabljamo že skoraj 40 let, tako da vse življenje ni slabo.

Upoštevati moramo, da bodo notranji naslovi IP vedno enaki v omrežjih LAN in nanje ne bodo vplivali zunanji IP-ji. To pomeni, da imamo lahko v notranjem omrežju gostitelja, ki ima 192.168.0.2, to pa bodo uporabili tudi drugi gostitelji v drugem notranjem omrežju, ki bodo lahko kopirali tolikokrat, kolikor želimo. Toda zunanji naslovi IP so vidni v celotnem internetnem omrežju in jih v nobenem primeru ni mogoče ponoviti.

Glava IPv4

Zato je priročno pregledati strukturo glave IPv4, ki ima najmanjšo velikost 20 bajtov in največ 40 bajtov.

Vsak razdelek bomo hitro razložili, saj bodo nekateri pozneje razširljivi na IPv6

• Različica (4 bitov): identificira različico protokola, ki je 0100 za v4 in 0110 za v6. IHL (4 bitov): je velikost glave, ki je lahko od 20 do 60 bajtov ali enaka od 160 do 480 bitov. Čas storitve (8 bitov): identifikator v primeru, da je paket poseben, na primer pomembnejši glede nujnosti dostave. Skupna dolžina (16 bitov): odraža skupno velikost datagrama ali fragmenta v oktetih. Identifikator (16 bitov): uporablja se, če je datagram razdrobljen, tako da se lahko pozneje pridruži zastavicam (3 bite) in zamiku ali položaju fragmenta (13 bitov): 1. bit bo 0, drugi bit (0 = deljiv, 1 ni deljiv), 3. bit (0 = zadnji fragment, 1 = vmesni fragment) TTL (8 bitov): življenjska doba paketov IPv4. Odseva število hmelja v usmerjevalnikih, ki jih lahko sprejme, 64 ali 128. Ko se paket izčrpa, ga odstranimo. Protokol: označuje protokol, kateremu mora biti datagram dostavljen v višjih slojih, na primer TCP, UDP, ICMP itd. Kontrolna vsota: za nadzor celovitosti paketa, pri čemer vsakič znova izračunamo, da se kakršna koli prejšnja vrednost spremeni.

IPv6 in razlike z IPv4

Čeprav je popoln razlagi enega od teh protokolov svet, tega ne moremo storiti večno, zato bomo nadaljevali z IPv6 ali različico Internet Protocol 6. In kje je različica 5? No nikjer, bil je samo eksperimentalni, zato poglejmo, kaj je to in kakšne so razlike z IPv4.

Absolutno vsi bomo že kdaj videli IP naslov od prejšnjih, zagotovo pa enega od teh veliko manjkrat, ali ga sploh nismo opazili. IPv6 je bil uveden leta 2016 z opredelitvijo standarda RFC 2460 in je v osnovi namenjen nadomestitvi IPv4, kadar je to potrebno. Ta standard se je rodil iz potrebe, da bi Azijci dobili več IP ​​naslovov. IP naslovi so rezervirani tako rekoč, zadnji paket je bil rezerviran leta 2011, kot je razloženo zgoraj. To ne pomeni, da so vsi že uporabljeni, saj jih podjetja uporabljajo, ko v omrežje dodajo več vozlišč.

IPv6 je zasnovan tudi za zagotavljanje fiksnega IP za vse vrste naprav. Toda koliko dodatnih naslovov IP lahko damo s to novo različico? No, nekaj jih bo, saj ta naslov uporablja 128 bitov z mehanikom, podobnim prejšnjim. Toda tokrat je to izvedeno z uporabo šestnajstih zapisov, tako da zavzame manj prostora, saj bi upodabljanje 128 bitov v oktetih vodilo do izjemno dolgega naslova. Torej je v tem primeru sestavljen iz 8 odsekov, od katerih ima vsak po 16 bitov.

Prenos tega nazaj v prakso bo alfanumerična številka, ki bo videti tako:

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

Na ta način lahko imamo naslove od 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 do ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Tokrat tega naslova ne bomo prevajali v binarno kodo samo zato, da se izognemo depresiji, vendar bi imel 128 nič in eno. Ko vidimo katerega koli od teh naslovov v računalniku ali katerem koli drugem gostitelju, je možno, da je predstavljen z manj skupinami, in če imamo skupine z samo ničlami, jih lahko izpustimo , če so na desni.

Zdaj s IPv6 in teh 128 bitov bomo lahko obravnavali skupno:

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

Tako bodo Kitajci lahko brez kakršnih koli omejitev namestili vse želene strežnike, saj je njihova zmogljivost resnično nezaslišana. Čeprav trenutno ne deluje sam, naši računalniki že imajo na svoji omrežni kartici naslov IPv6.

IPv6 vs naslov IPv4 in druge novice

Pomembno pri izvajanju novega naslavljanja je, da postane nazaj združljivo s prejšnjimi protokoli in deluje v drugih slojih. Uporaba IPv6 se lahko uporablja z drugimi protokoli aplikacijskega sloja in z majhnimi spremembami prenaša glave, razen FTP ali NTP, ker vključujejo naslove omrežne plasti.

Preučili smo tudi, kako poenostaviti glavo protokola, saj je preprostejša kot v IPv4 in fiksne dolžine, kar močno pomaga pri hitrosti njene obdelave in prepoznavanju podatkovnega programa. To pomeni, da moramo podatke pošiljati z IPv4 ali IPv6, vendar ne z obema mešanima. Poglejmo to glavo:

Zdaj je glava poenostavljena, čeprav je dvakrat daljša kot IPv4, če ne dodamo možnosti v obliki glav podaljška.

• Različica (4 bitov) Razred prometa (8 bitov): je enak nadzoru prioritete paketa Nalepka pretoka (20 bitov): upravlja dolžino podatkov QoS (16 bitov): očitno je, koliko meri prostor za podatke 64 KB kot standardna velikost in določena z jumboframesi Naslednja glava (8bit): ustreza razdelku protokola IPv4 Omejitev skoka (8 bitov): nadomesti glave TTL Extension: dodajo dodatne možnosti za razdrobljenost, za šifriranje itd. V IPv6 je 8 vrst podaljševalnih glav

Med novostmi, ki jih vsebuje ta protokol, je mogoče izpostaviti večjo zmogljivost naslavljanja tudi v podomrežju ali v notranjih omrežjih in v bolj poenostavljeni obliki. Zdaj lahko imamo v podomrežju do 2 ⁶⁴ gostiteljev le s spreminjanjem nekaj identifikatorjev vozlišč.

Temu je dodana možnost, da se lahko vsako vozlišče samokonfigurira, ko je vključeno v resnico IPv6. V tem primeru od usmerjevalnika ne bo zahtevan IP, ampak zahteva, ki zahteva konfiguracijske parametre s strani ND, to se imenuje samodejna konfiguracija naslova brez stanja (SLAAC). Čeprav lahko uporabite tudi DHCPv6, če tega ni mogoče.

IPsec v tem primeru ni izbiren, je pa obvezen in se izvaja neposredno v IPv6 za usmerjevalnike, ki že delujejo s tem protokolom. Temu dodamo še podporo za Jumbograms, to je Jumbo datagrame veliko večje od tistih IPv4, ki so znašali največ 64KB in zdaj lahko dosežejo do 4 GB.

Če povzamemo, vam obe preglednici zabeležimo razliko med obema naslovoma IPv4 v primerjavi z IPv6.

• Modra: skupna polja v obeh glavah Rdeča: polja, ki so bila odstranjena Zelena: polja, preimenovana v Rumena: nova polja

Kako vedeti naš zasebni, javni in IPv6 naslov IP

Preden končamo, se naučimo, kako poznati svoje naslove IP, svojo opremo in usmerjevalnik.

Če želite izvedeti lokalni naslov IPv4 in IPv6 v operacijskem sistemu Windows 10, obstaja več načinov, vendar je najhitrejši način z ukaznim pozivom. Torej odpremo Start, vtipkamo CMD in pritisnemo Enter. Tam bomo pisali

ipconfig

In rezultat bomo prejeli.

Za poznavanje javnega naslova IP bomo morali uporabiti naš brskalnik ali usmerjevalnik. lahko storimo na strani:

Kaj-moj-ip

In končno lahko preverimo, ali imamo javni IPv6 naslov na naslednji način:

Test-IPv6

Pustimo vam nekaj mrežnih vadnic v zvezi s temo

Ste vedeli, da ima vaš računalnik IPv6, ali ste vedeli, da obstaja? Če imate kakršna koli vprašanja ali želite kaj opozoriti, vam bomo z veseljem pomagali iz komentarjev.