IP-версия 4 (IPv4) генерирует 4, 29 x 109 уникальных сетевых адресов, которых недостаточно по количеству, в результате чего Интернету не хватает места. Принимая во внимание, что IP-версия 6 (IPv6) производит 3, 4 х 1038 адресов и является масштабируемым и гибким решением текущей проблемы.
Прежде всего, давайте разберемся, что такое интернет-протокол. Стандартный протокол TCP / IP, который определяет дейтаграмму IP как единицу информации, перемещаемой через Интернет. Это ненадежный протокол дейтаграмм без установления соединения - лучший сервис доставки. Интернет - это абстракция физических сетей, обеспечивающая те же функции, что и прием и доставка пакетов.
IP предоставляет три основные вещи, которые:
- Уточнение точного формата всех данных.
- Он выполняет функцию маршрутизации и выбирает путь для отправки данных.
- Он включает в себя набор правил, которые поддерживают идею ненадежной доставки пакетов.
Сравнительная таблица
| Основа сравнения | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Конфигурация адреса | Поддерживает настройку вручную и DHCP. | Поддерживает автоматическую настройку и перенумерацию |
| Сквозная целостность соединения | недостижимый | достижимый |
| Адресное пространство | Он может генерировать 4, 29 х 10 9 адресов. | Он может выдавать довольно большое количество адресов, т. Е. 3, 4 х 10 38 . |
| Функции безопасности | Безопасность зависит от приложения | IPSEC встроен в протокол IPv6 |
| Длина адреса | 32 бита (4 байта) | 128 бит (16 байт) |
| Представление адреса | В десятичной | В шестнадцатеричном |
| Фрагментация в исполнении | Отправитель и переадресация маршрутизаторов | Только отправителем |
| Идентификация потока пакетов | Недоступен | Доступно и использует поле метки потока в заголовке |
| Поле контрольной суммы | Имеется в наличии | Недоступен |
| Схема передачи сообщений | вещания | Многоадресная рассылка и Anycasting |
| Шифрование и Аутентификация | Не предоставлен | Предоставлена |
Определение IPv4
Адрес IPv4 - это 32-разрядное двоичное значение, которое может отображаться в виде четырех десятичных цифр. Адресное пространство IPv4 предлагает около 4, 3 миллиарда адресов. Только 3, 7 миллиарда адресов могут быть назначены только из 4, 3 миллиарда адресов. Другие адреса сохраняются для определенных целей, таких как многоадресная передача, частное адресное пространство, тестирование петли и исследования.
IP версия 4 (IPv4) использует Broadcasting для передачи пакетов с одного компьютера на все компьютеры; это, вероятно, порождает проблемы иногда.
Точечно-десятичная запись IPv4
128.11.3.31
Формат пакета
Дейтаграмма IPv4 - это пакет переменной длины, состоящий из заголовка (20 байтов) и данных (до 65 536 вместе с заголовком). Заголовок содержит информацию, необходимую для маршрутизации и доставки.
Базовый заголовок
Версия: он определяет номер версии IP, то есть в данном случае это 4 с двоичным значением 0100.
Длина заголовка (HLEN): представляет длину заголовка, кратную четырем байтам.
Тип услуги: определяет способ обработки дейтаграммы и включает отдельные биты, такие как уровень пропускной способности, надежность и задержка.
Общая длина: обозначает всю длину дейтаграммы IP.
Идентификация: это поле используется при фрагментации. Датаграмма разделяется, когда она проходит через разные сети, чтобы соответствовать размеру сетевого кадра. В это время каждый фрагмент определяется с порядковым номером в этом поле.
Флаги: биты в поле флагов обрабатывают фрагментацию и идентифицируют первый, средний или последний фрагмент и т. Д.
Дейтаграмма IPv4
Смещение фрагментации: это указатель, который представляет смещение данных в исходной дейтаграмме.
Время жизни: определяет количество прыжков, которые дейтаграмма может пройти, прежде чем она будет отклонена. Проще говоря, он указывает продолжительность, в течение которой дейтаграмма остается в Интернете.
Протокол. Поле протокола указывает, какие данные протокола верхнего уровня инкапсулированы в дейтаграмму (TCP, UDP, ICMP и т. Д.).
Контрольная сумма заголовка: это 16-битное поле, подтверждающее целостность значений заголовка, а не остальной части пакета.
Адрес источника: это четырехбайтовый интернет-адрес, который определяет источник дейтаграммы.
Адрес получателя: это 4-байтовое поле, которое определяет конечный пункт назначения.
Опции: Это обеспечивает больше функциональности для дейтаграммы IP. Кроме того, может содержать поля, такие как управление маршрутизацией, синхронизацией, управлением и выравниванием
IPv4 - это двухуровневая структура адресов (сетевой идентификатор и идентификатор хоста), разделенная на пять категорий (A, B, C, D и E).
Определение IPv6
Адрес IPv6 - это 128-разрядное двоичное значение, которое может отображаться в виде 32 шестнадцатеричных цифр. Двоеточие изолирует записи в последовательности 16-битных шестнадцатеричных полей. Он обеспечивает 3, 4 х 1038 IP-адресов. Эта версия IP-адресации предназначена для удовлетворения потребностей исчерпания IP-адресов и предоставления достаточных адресов для будущих требований роста Интернета.
В качестве IPv4 используется двухуровневая структура адресов, где использование адресного пространства недостаточно. Это было причиной для предложения IPv6, чтобы преодолеть недостатки IPv4. Формат и длина IP-адресов были изменены вместе с форматом пакета, а также были изменены протоколы.
Шестнадцатеричная запись двоеточия IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Формат пакета IPv6
Каждый пакет состоит из обязательного базового заголовка, за которым следует полезная нагрузка. Полезная нагрузка включает в себя две части, а именно необязательные заголовки расширений и данные верхнего уровня. Базовый заголовок потребляет 40 байтов, наоборот, заголовки расширения и данные верхнего уровня обычно содержат до 65 535 байтов информации.
Базовый заголовок
Версия: В этом четырехбитном поле указывается версия IP, т.е. в данном случае 6.
Приоритет: определяет приоритет пакета относительно перегрузки трафика.
Метка потока . Причиной разработки этого протокола является специальное управление определенным потоком данных.
Длина полезной нагрузки: определяет общую длину дейтаграммы IP, за исключением базового заголовка.
Следующий заголовок: это восьмибитное поле, описывающее заголовок, который следует за базовым заголовком в дейтаграмме. Следующий заголовок - это один из необязательных заголовков расширения, которые использует IP, или заголовок для протокола верхнего уровня, такого как UDP или TCP.
Предел скачка : Это поле восьмибитного предела скачка помогает с теми же функциями в поле TTL в IPv4.
Адрес источника: 16-байтовый интернет-адрес идентифицирует источник дейтаграммы.
Адрес получателя: это 16-байтовый интернет-адрес, который обычно описывает конечный пункт назначения дейтаграммы.
Ключевые различия между IPv4 и IPv6
Давайте посмотрим на существенную разницу между IPv4 и IPv6.
- IPv4 имеет длину 32-битного адреса, тогда как IPv6 имеет длину 128-битного адреса.
- Адреса IPv4 представляют двоичные числа в десятичных числах. С другой стороны, адреса IPv6 выражают двоичные числа в шестнадцатеричном формате.
- IPv6 использует сквозную фрагментацию, в то время как IPv4 требует промежуточного маршрутизатора для фрагментации любой датаграммы, которая слишком велика.
- Длина заголовка IPv4 составляет 20 байтов. Напротив, длина заголовка IPv6 составляет 40 байтов.
- IPv4 использует поле контрольной суммы в формате заголовка для обработки проверки ошибок. Напротив, IPv6 удаляет поле контрольной суммы заголовка.
- В IPv4 базовый заголовок не содержит поля для длины заголовка, а 16-разрядное поле длины полезной нагрузки заменяет его в заголовке IPv6.
- Поля параметров в IPv4 используются в качестве заголовков расширений в IPv6.
- Поле «Время жизни» в IPv4 называется пределом прыжков в IPv6.
- Поле длины заголовка, которое присутствует в IPv4, исключено в IPv6, потому что длина заголовка фиксирована в этой версии.
- IPv4 использует широковещательную передачу для передачи пакетов на компьютеры назначения, в то время как IPv6 использует многоадресную рассылку и любое вещание.
- IPv6 обеспечивает аутентификацию и шифрование, но IPv4 не обеспечивает его.
Заключение
IPv6 сохраняет многие из основных концепций текущего протокола, IPv4, но меняет большинство деталей. IPv4 был разработан как средство транспорта и связи, но количество адресов исчерпалось, что стало причиной развития IPv6. IPv6 обеспечивает масштабируемость, гибкость и плавные возможности в области сетевых технологий.
