Protokoły IPv4 i IPv6 | Schematy adresowania IP i ograniczenia
Protokół internetowy
IP (protokół internetowy) jest zdefiniowany w IETF (Internet Engineering Task Force) RFC791 (Request for Comments) w 1981 roku. IP jest protokołem bezpołączeniowym używanym w sieciach komunikacyjnych z komutacją pakietów. IP zapewnia transmisję danych z jednego hosta do drugiego, gdzie host jest identyfikowany za pomocą unikalnego numeru zwanego adresem IP. IP nie obsługuje gwarantowanego dostarczania ani nie utrzymuje sekwencji dostarczania. Działa tak, aby dostarczać jak najlepiej, więc należy do ruchu typu best-effort w sieciach transmisji pakietowej. Warstwa powyżej IP (TCP) będzie dbać o gwarantowaną dostawę i sekwencjonowanie pakietów.
Adres IP to numer nadany w celu jednoznacznej identyfikacji hosta w globalnej sieci komputerowej. W prawdziwym przykładzie słowa możesz myśleć jak numer telefonu z kodem kraju, który jest unikalny, aby dotrzeć do danej osoby. Jeśli Alicja chce zadzwonić do Boba, Alicja zadzwoni na numer telefonu Boba, dokładnie w komunikacji pakietowej, jeśli Alicja chce wysłać pakiet do Boba; Alicja wyśle pakiet na adres IP Boba, który jest unikalny. Te adresy IP są nazywane publicznymi lub rzeczywistymi adresami IP. Pomyśl o przypadku, w którym Alicja dzwoni do biura Boba i wybiera numer wewnętrzny, aby skontaktować się z Bobem. Numer wewnętrzny nie jest osiągalny z zewnątrz, ponieważ ten numer wewnętrzny jest prywatny. (Wew. 834929), ten sam numer wewnętrzny może również istnieć w innej firmie. (Firma B Ext 834929). Podobnie jest w świecie IP, również istnieją prywatne adresy IP, które są używane w sieci prywatnej. Nie jest to bezpośrednio dostępne z zewnątrz i nie jest też wyjątkowe.
IPv4
Zdefiniowane w RFC 791
To jest 32-bitowa liczba identyfikująca hosty. Tak więc całkowita przestrzeń adresowa wynosi 232, co jest prawie równe 4×109. IP działa w klasowych i bezklasowych koncepcjach, aby przezwyciężyć niedobór adresów. Sieć klasowa to plan adresowania służący do identyfikacji sieci i hostów sieci. IPv4 ma 5 klas A, B, C, D i E. W klasie A pierwsze 8 bitów 32 bitów identyfikuje sieć, a klasa B to pierwsze 16 bitów, a w klasie C to 24 bity. Jeśli weźmiesz pod uwagę adres klasy C, pierwsze 24 bity identyfikują część sieci, a ostatnie 8 bitów identyfikują hosty w tej konkretnej sieci. Teoretycznie sieć klasy C może zawierać tylko 28, czyli 256 hostów.
Ze względu na ograniczenia przestrzeni adresowej, CIDR (Classless Inter-Domain Routing) został wprowadzony w 1993 roku. Zamiast mieć stałą część sieciową i część hosta, CIDR wprowadza zmienną długość części sieci i hosta z odpowiednimi maskami podsieci.
IPv6
Zdefiniowane w RFC 2460
IPv6 został wprowadzony w celu przezwyciężenia niedoboru przestrzeni adresowej IP. IPv6 to 128-bitowa liczba o przestrzeni adresowej 2128 (około 3,4×1038). Daje to elastyczność w przezwyciężaniu problemów z przestrzenią adresową i routingiem ruchu.
Format adresu:
Tutaj w IPv6 pierwsze 64 bity określają część sieci, a reszta 64 bitów to część adresu hosta. IPv4 jest reprezentowany w 4 blokach 8-bitowych binarnych, podczas gdy IPv6 jest reprezentowany przez 8 grup 16-bitowych wartości szesnastkowych oddzielonych dwukropkami.
Przykład: 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
Dla ułatwienia użytkowania, można go skrócić za pomocą następujących zasad
(1) Zera wiodące w wartości 16-bitowej można pominąć
(2) Pojedyncze wystąpienie kolejnych grup zer w adresie może być zastąpione podwójnym dwukropkiem
Więc 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004 można zapisać w następujący sposób
2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
2607:f0d0:1002:0051::202:4
Główne cechy IPv6
(1) Duża przestrzeń adresowa, ponieważ jest 128 bitów
(2) Ulepszone wsparcie dla Multicast
(3) Obsługa zabezpieczeń warstwy sieciowej
(4) Obsługa mobilności
(5) W razie potrzeby rozszerzalny nagłówek
(6) Ładunki o większym rozmiarze obsługiwane w IPv6, jeśli sieć obsługuje większe jednostki MTU. (Dżumbogramy)
Podsumowanie:
(1) IPv4 to 32-bitowa przestrzeń adresowa, podczas gdy IPv6 ma 128-bitową przestrzeń adresową.
(2) CIDR został wprowadzony w celu zoptymalizowanego wykorzystania IPv4
(3) Format IPv4 to cztery oktety, a IPv6 to 8 bloków szesnastkowych.
(4) Mimo że IPv4 obsługuje ograniczoną transmisję multiemisji, IPv6 w dużym stopniu obsługuje multicast
(5) IPv6 unika routingu trójkątnego, ponieważ obsługuje mobilność
(6) IPv6 obsługuje większy ładunek niż IPv4
(7) Tunelowanie IP jest obecnie używane do połączeń IPv4 i IPv6.
