IP verze 4 (IPv4) generuje 4, 29 x 109 jedinečných síťových adres, které jsou nedostatečné v důsledku toho dochází k nedostatku místa na Internetu. Zatímco IP verze 6 (IPv6) produkuje 3, 4 x 1038 adres a je škálovatelným a flexibilním řešením současného problému.
Především chápeme, co je internetový protokol. Standardní protokol TCP / IP, který definuje datagram IP jako jednotku informací přesouvaných přes internet. Jedná se o nespolehlivý a bezprotokolový datagramový protokol - doručovací služba s nejlepším úsilím. Internet je abstrakce fyzických sítí a poskytuje stejné funkce jako přijímání a doručování paketů.
IP poskytuje tři hlavní věci:
- Specifikace přesného formátu všech dat.
- Provádí funkci směrování a volí cestu pro odesílání dat.
- Zahrnuje soubor pravidel, které podporují myšlenku nespolehlivého doručování paketů.
Srovnávací graf
| Základy srovnání | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Konfigurace adresy | Podporuje manuální a DHCP konfiguraci. | Podporuje automatickou konfiguraci a přečíslování |
| Integrita koncového spojení | Nedosažitelný | Dosažitelný |
| Adresní prostor | Může generovat 4, 29 x 10 9 adres. | To může produkovat docela velký počet adres, tj. 3.4 x 10 38 . |
| Bezpečnostní funkce | Bezpečnost závisí na aplikaci | IPSEC je zabudován v protokolu IPv6 |
| Délka adresy | 32 bitů (4 bajty) | 128 bitů (16 bytů) |
| Zastoupení adresy | V desítkové soustavě | V šestnáctkové soustavě |
| Fragmentace provádí | Odesílatele a směrovače směrování | Pouze odesílatelem |
| Identifikace toku paketů | Není dostupný | K dispozici a používá pole popisku toku v záhlaví |
| Pole kontrolního součtu | Dostupný | Není dostupný |
| Schéma přenosu zpráv | Vysílání | Multicasting a Anycasting |
| Šifrování a ověřování | Není poskytnuto | Pokud |
Definice IPv4
Adresa IPv4 je 32bitová binární hodnota, kterou lze zobrazit jako čtyři desetinná místa. Adresní prostor IPv4 nabízí asi 4, 3 miliardy adres. Pouze 3, 7 miliardy adres může být přiděleno pouze ze 4, 3 miliardy adres. Ostatní adresy jsou konzervovány pro specifické účely, jako je vícesměrové vysílání, soukromý adresní prostor, testování zpětné smyčky a výzkum.
IP verze 4 (IPv4) používá vysílání pro přenos paketů z jednoho počítače do všech počítačů; někdy to někdy vytváří problémy.
Tečkovaný desetinný zápis IPv4
128.11.3.31
Formát paketů
Datagram IPv4 je paket s proměnnou délkou, který obsahuje záhlaví (20 bajtů) a data (až 65 536 s hlavičkou). Záhlaví obsahuje informace nezbytné pro směrování a doručování.
Základní záhlaví
Verze: Definuje číslo verze IP, tj. V tomto případě je 4 s binární hodnotou 0100.
Délka záhlaví (HLEN): Představuje délku záhlaví ve násobku čtyř bajtů.
Typ služby: Určuje, jak má být datagram zpracováván a zahrnuje jednotlivé bity, jako je úroveň propustnosti, spolehlivost a zpoždění.
Celková délka: Znamená celou délku IP datagramu.
Identifikace: Toto pole se používá při fragmentaci. Datagram je rozdělen, když prochází různými sítěmi, aby odpovídal velikosti síťového rámce. V tomto okamžiku je každý fragment určen sekvenčním číslem v tomto poli.
Příznaky: Bity v poli příznaky zpracovávají fragmentaci a identifikují první, střední nebo poslední fragment atd.
IPv4 Datagram
Odsazení fragmentace: Jedná se o ukazatel, který představuje posun dat v původním datagramu.
Čas do života: Definuje počet skoků, které může datagram před odjezdem přesunout. Jednoduchými slovy určuje dobu, po kterou datagram zůstává na internetu.
Protokol: Pole protokolu určuje, která data protokolu horní vrstvy jsou zapouzdřena v datagramu (TCP, UDP, ICMP atd.).
Kontrolní součet záhlaví: Toto je 16bitové pole, které potvrzuje integritu hodnot záhlaví, ne zbytek paketu.
Zdrojová adresa: Jedná se o čtyřbajtovou internetovou adresu, která identifikuje zdroj datagramu.
Cílová adresa: Toto je 4bajtové pole, které identifikuje cílový cíl.
Možnosti: Poskytuje více funkcí datagramu IP. Dále může nést pole, jako je směrování řízení, načasování, řízení a vyrovnání.
IPv4 je dvouúrovňová struktura adres (ID sítě a id hostitele) rozdělená do pěti kategorií (A, B, C, D a E).
Definice IPv6
Adresa IPv6 je 128bitová binární hodnota, kterou lze zobrazit jako 32 hexadecimálních číslic. Sloupce izolují položky v sekvenci 16bitových hexadecimálních polí. Poskytuje 3, 4 x 1038 IP adres. Tato verze IP adresování je navržena tak, aby splňovala potřeby vyčerpání IP adres a poskytovala dostatečné adresy pro budoucí požadavky na růst internetu.
Vzhledem k tomu, že IPv4 používá dvouúrovňovou adresní strukturu, kde je použití adresního prostoru nedostatečné. To byl důvod, proč bylo navrženo IPv6, aby se překonaly nedostatky IPv4. Formát a délka adres IP byly změněny spolu s formátem paketů a také byly upraveny protokoly.
Hexadecimální kolonová notace IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Formát paketu IPv6
Každý paket se skládá z povinné základní záhlaví následované užitnou zátěží. Užitečné zatížení obsahuje dvě části, jmenovitě volitelné hlavičky rozšíření a data z horní vrstvy. Základní záhlaví spotřebuje 40 bajtů, naopak záhlaví rozšíření a data z horní vrstvy obvykle obsahují až 65 535 bajtů informací.
Základní záhlaví
Verze: Toto čtyřbitové pole určuje verzi IP, tj. 6 v tomto případě.
Priorita: Definuje prioritu paketu týkajícího se dopravní zácpy.
Štítek toku: Důvodem pro navrhování tohoto protokolu je usnadnit speciální řízení určitého toku dat.
Délka zátěže: Definuje celkovou délku IP datagramu kromě základní záhlaví.
Další záhlaví: Je to osmibitové pole popisující záhlaví, které sleduje záhlaví základny v datagramu. Další záhlaví je jeden z volitelných záhlaví rozšíření, které IP používá, nebo záhlaví pro protokol horní vrstvy, například UDP nebo TCP.
Hranice hopu: Toto osmibitové pole skokového limitu pomáhá se stejnými funkcemi v poli TTL v IPv4.
Zdrojová adresa: Jedná se o 16 bajtovou internetovou adresu identifikující zdroj datagramu.
Cílová adresa: Jedná se o 16bajtovou internetovou adresu, která obecně popisuje konečný cíl datagramu.
Klíčové rozdíly mezi IPv4 a IPv6
Podívejme se na podstatný rozdíl mezi IPv4 a IPv6.
- IPv4 má 32bitovou délku adresy, zatímco IPv6 má 128-bitovou délku adresy.
- Adresy IPv4 představují binární čísla v desítkách. Adresy IPv6 naopak vyjadřují binární čísla v šestnáctkové soustavě.
- Protokol IPv6 používá fragmentaci mezi koncovými body, zatímco protokol IPv4 vyžaduje, aby mezilehlý směrovač fragmentoval jakýkoli příliš velký datagram.
- Délka záhlaví IPv4 je 20 bytů. Naproti tomu délka záhlaví IPv6 je 40 bytů.
- IPv4 používá pole kontrolního součtu ve formátu záhlaví pro zpracování kontroly chyb. Naopak IPv6 odstraní pole kontrolního součtu záhlaví.
- V protokolu IPv4 základní záhlaví neobsahuje pole pro délku záhlaví a pole 16-bitové délky užitečného zatížení jej nahrazuje v záhlaví protokolu IPv6.
- Pole možností v protokolu IPv4 jsou použita jako záhlaví rozšíření v protokolu IPv6.
- Pole Time to live v IPv4 označuje jako Hop limit v IPv6.
- Pole délky záhlaví, které je obsaženo v protokolu IPv4, je v protokolu IPv6 vyloučeno, protože délka této záhlaví je pevná.
- IPv4 používá vysílání k přenosu paketů do cílových počítačů, zatímco IPv6 používá vícesměrové vysílání a vysílání.
- IPv6 poskytuje ověřování a šifrování, ale IPv4 to neposkytuje.
Závěr
IPv6 zachovává mnoho základních pojmů ze současného protokolu IPv4, ale mění většinu detailů. IPv4 byl navržen jako dopravní a komunikační prostředek, ale počet adres vyčerpal, což byl důvod pro vývoj IPv6. IPv6 poskytuje škálovatelnost, flexibilitu a bezproblémové možnosti v oblasti sítí.
