Ipv4 vs ipv6 - hva det er og hva det brukes til i nettverk

Internett og verden av nettverk ville ikke være slik vi kjenner det, og ville ikke en gang eksistere hvis det ikke var for IPv4-adressering. En protokoll av største betydning i forbindelsene mellom enheter gjennom nettverket, både fysisk og trådløst. I dag vil vi se alt som har med IP å gjøre, og vi vil analysere forskjellene mellom IPv4 vs IPv6 som forklarer dens viktigste egenskaper.

Innholdsindeks

IPv4 og OSI-modellen

Vi må starte med den grunnleggende, som er å definere og forstå hva en IP-adresse er, enten det er IPv4 eller IPv6.

OSI modellerer nettverksstandarden

Og for dette må vi raskt henvise til OSI- modellen (Open System Interconection). Det er en referansemodell og ikke en nettverksarkitektur, for de forskjellige nettverksprotokollene som griper inn i kommunikasjon gjennom datautstyr. Modellen deler telekommunikasjonssystemer i 7 nivåer for å differensiere de forskjellige stadiene i dataferien fra et punkt til et annet, så vel som protokollene som er involvert i hvert enkelt.

Hva er OSI-modellen: full forklaring

Vi vet allerede at det er en modell som så å si klassifiserer nettverksprotokollene, og nettopp IPv4 og IPv6 er to av disse nettverksprotokollene. I dette tilfellet opererer de på et av de laveste nivåene i modellen, nettverkslaget eller laget 3. Dette laget er ansvarlig for rutingen av pakker mellom to tilkoblede nettverk. Det vil gjøre data tilgjengelig fra senderen til mottakeren gjennom nødvendig bytte og dirigering fra et punkt til et annet.

Under det har vi datalinklaget (lag 2) som bryterne fungerer i, og over det er det lag 4 eller transportlaget der TCP-protokollen som transporterer pakkene gjennom datagrammer griper inn.

Hva er en IP-adresse

Vi snakker om IP-adresse som et numerisk sett i desimal eller heksadesimal (vi vil se) som identifiserer logisk og i henhold til et hierarki et nettverksgrensesnitt. Hver enhet som er koblet til et nettverk, må tilordnes en IP-adresse, en midlertidig identifikator som DNI vår mens vi er i denne verden eller et telefonnummer mens vi har inngått en telefontjeneste. Takket være IP-en kan de forskjellige datamaskinene kommunisere med hverandre, slik at pakkene reiser over nettverket til de finner mottakeren.

IP-adressen kan være fast ( fast IP) eller dynamisk (DHCP eller Dynamic Host Configuration Protocol), alltid tilordnet av en server eller ruter som fungerer i nettverkslaget. Når vi snakker om fast IP, betyr det at verten alltid vil ha samme IP-adresse, selv om den er slått av og på igjen. Mens IP-en i DHCP tilordnes dynamisk verten når den er slått på, gis naturligvis nodene til et nettverk den samme IP-adressen alltid etter at de har tilknyttet ruteren første gang.

I nettverksarkitektur må vi skille mellom det offentlige nettverket, som vil være Internett, og det private nettverket, det som står bak ruteren vår der datamaskinene og smarttelefonen eller nettbrettene er hvis vi kobler til Wi-Fi. I det første tilfellet snakker vi om en ekstern IP, som vil være adressen som er tildelt ruteren for å kommunisere med Internett, en dynamikk som nesten alltid leveres av vår ISP. I det andre snakker vi om intern IP, til adressen ruteren gir til datamaskinene i nettverket vårt, som nesten alltid er av typen 192.168.xx

Vi må ikke forveksle IP med MAC-adresse, som er en annen adresse denne gangen fast og unik som identifiserer hver datamaskin i nettverket. Dette er fabrikkinnstilt, som IMEI på en telefon, selv om det er mulig å endre den identifiserer verten i transportlaget til OSI-modellen. Bryteren eller ruteren er faktisk at den knytter MAC til IP-en. En MAC er en 48-bits kode uttrykt i heksadesimal notasjon i 6 to-tegns blokker.

IP-protokoll

IP-adressen er identifikatoren som tilhører IP-protokollen (Internet Protocol), som er IPv4- og IPv6- adresseringssystemet som en nyere versjon og forberedt for fremtiden. Det er en protokoll som fungerer i nettverkssjiktet og ikke er tilkoblingsorientert, dette betyr at kommunikasjon mellom to ender av et nettverk og datautveksling kan gjøres uten forhåndsavtale. Med andre ord overfører mottakeren data uten å vite om mottakeren er tilgjengelig, så den vil komme frem til mottakeren når den er slått på og tilkoblet.

IPv4 og IPv6 overfører byttet datapakker gjennom de fysiske nettverkene som opererer i henhold til OSI-modellen. Dette gjøres takket være ruting, en teknikk som gjør at pakken kan finne den raskeste ruten til destinasjonen, men uten garantier for at den vil komme, gis selvfølgelig denne garantien av datatransportlaget med TCP, UDP eller en annen protokoll.

Dataene som håndteres av IP-protokollen er delt inn i pakker kalt datagrammer, som ikke har noen form for beskyttelse eller feilkontroll for sending. Enten et datagram bare blir sendt med IP, kan komme til, være ødelagt eller fullstendig og i tilfeldig rekkefølge. Den inneholder bare informasjon om kilden og IP-adressen til destinasjonen sammen med dataene. Selvfølgelig virker dette ikke veldig pålitelig, så i transportlaget blir dette datagrammet tatt og pakket inn i et TCP- eller UDP-segment som legger til feilhåndtering og mye mer informasjon.

IPv4

La oss nå fokusere på IPv4-protokollen, som har fungert i nettverk siden 1983 da det første ARPANET- pakkeutvekslingsnettverket ble opprettet, som er definert av RFC 791- standarden. Og som navnet sier er IP-protokollen i versjon 4, men det er at vi ikke har implementert tidligere versjoner, og dette var den første av alle.

IPv4 bruker en 32-biters adresse (32 enere og nuller i binær) anordnet i 4 oktetter (8-bits tall) atskilt med prikker i desimalnotasjon. Å oversette dette til praksis vil være et tall slik at:

192.168.0.102

På denne måten kan vi ha adresser som går fra 0.0.0.0 til 255.255.255.255. hvis vi oversetter den forrige IP-en til den binære koden, vil vi ha:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Med andre ord 32 biter, så med IPv4 vil vi kunne adressere totalt:

2 ³² = 4 294 967 296 verter

Det kan virke som mye, men i dag er IPv4-adresser praktisk talt utslitt, siden 4 milliarder datamaskiner er et ganske normalt tall i dag. Faktisk allerede i 2011 begynte de å bli sparsomme, da organet som hadde ansvaret for å gi IP-adresser i Kina, brukte den siste pakken, så IPv6-protokollen syntes å redde . Vi har brukt denne adresseringen i nesten 40 år, så som en levetid er det ikke dårlig.

Vi må huske på at de interne IP-adressene alltid vil være de samme i LAN-nettverk, og ikke vil bli påvirket av eksterne IP-er. Dette betyr at vi i et internt nettverk kan ha en vert som har 192.168.0.2, og dette vil også bli brukt av andre verter i et annet internt nettverk, og kunne replikere så mange ganger vi vil. Men eksterne IP-adresser sees over hele Internett-nettverket, og disse kan ikke gjentas i alle fall.

IPv4-topptekst

Derfor er det praktisk å gjennomgå strukturen til en IPv4-topptekst, som har en minimumsstørrelse på 20 Byte og maksimalt 40 Byte.

Vi vil raskt forklare hver seksjon, siden noen senere vil kunne utvides til IPv6

• Versjon (4 biter): identifiserer versjonen av protokollen, og er 0100 for v4 og 0110 for v6. IHL (4 biter): er størrelsen på overskriften, som kan være fra 20 byte til 60 byte eller hva som er det samme fra 160 til 480 biter. Servicetid (8 biter): en identifikator i tilfelle pakken er spesiell, for eksempel viktigere med tanke på leveringstidspunkt. Total lengde (16 biter): gjenspeiler den totale størrelsen på datagrammet eller fragmentet i oktetter. Identifikator (16 biter): det brukes hvis datagrammet er fragmentert slik at det senere kan bli med Flagg (3 biter) og forskyvning eller plassering av fragmentet (13 biter): 1. bit vil være 0, 2. bit (0 = delbar, 1 ikke delbar), 3. bit (0 = siste fragment, 1 = mellomliggende fragment) TTL (8 bits): IPv4-pakkelevetid. Det gjenspeiler antallet humle i rutere det kan ta, 64 eller 128. Når pakken er utmattet, fjernes den. Protokoll: indikerer protokollen som datagrammet må leveres i høyere lag, for eksempel TCP, UDP, ICMP, etc. Kontrollsum: for å kontrollere integriteten til pakken, beregne på nytt hver gang noen tidligere verdi endres.

IPv6 og forskjeller med IPv4

Selv om det å forklare en av disse protokollene er en verden, kan vi ikke gjøre dette for alltid, så vi vil nå fortsette med IPv6 eller Internet Protocol versjon 6. Og hvor er versjon 5? Vel, ingen steder var det bare eksperimentelt, så la oss se hva det er og hva er forskjellene med IPv4.

Absolutt alle av oss har noen gang sett en IP-adresse fra de forrige, men sikkert en av disse mange færre ganger, eller vi har ikke en gang lagt merke til det. IPv6 ble implementert i 2016 med definisjonen av RFC 2460- standarden, og den er i utgangspunktet ment å erstatte IPv4 når det er nødvendig. Denne standarden ble født ut fra behovet for å gi asiater flere IP-adresser. IP-adresser er så å si forbeholdt, og den siste pakken ble reservert i 2011 som diskutert over. Dette betyr ikke at de alle allerede er brukt, siden selskaper bruker dem når flere noder legges til nettverket.

IPv6 er også designet for å gi fast IP til alle typer enheter. Men hvor mange flere IP-adresser kan vi gi med denne nye versjonen? Vel, det vil være noen få, siden denne adressen bruker 128 biter med en mekaniker som ligner den forrige. Men denne gangen er det gjort ved hjelp av heksadesimal notasjon slik at det tar mindre plass, siden det å gi 128 biter i oktetter ville føre til en enorm lang adresse. Så i dette tilfellet består det av 8 seksjoner, hver av dem 16 biter.

Å overføre dette til praksis vil være et alfanumerisk tall som vil se slik ut:

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

På denne måten kan vi ha adresser fra 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 til ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Denne gangen skal vi ikke oversette denne adressen til binær kode bare for å unngå depresjon, men den vil ha 128 nuller og en. Når vi ser noen av disse adressene på datamaskinen vår eller noen annen vert, er det mulig at den er representert med færre grupper, og det er at hvis vi har grupper med bare nuller, kan disse utelates så lenge de er til høyre.

Nå med IPv6 og disse 128 bitene vil vi kunne adressere totalt:

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

På denne måten vil kineserne kunne installere alle serverne de ønsker uten begrensning, siden kapasiteten deres er virkelig opprørende. Selv om det foreløpig ikke fungerer alene, har datamaskinene våre allerede en IPv6-adresse på nettverkskortet.

IPv6 vs IPv4-topptekst og andre nyheter

Det viktige for å implementere en ny adressering er å gjøre den bakoverkompatibel med de tidligere protokollene og fungere i andre lag. Bruken av IPv6 kan brukes med de andre protokollene i applikasjonen og transportere lag med liten endring av overskriftene, bortsett fra FTP eller NTP fordi de integrerer adressene til nettverkssjiktet.

Måten å forenkle protokollhodet har også blitt studert, noe som gjør det enklere enn i IPv4 og med fast lengde, noe som i stor grad hjelper hastigheten på behandlingen og identifiseringen av datagrammet. Dette betyr at vi må sende informasjonen med IPv4 eller IPv6, men ikke med begge blandede. La oss se denne overskriften:

Nå er overskriften forenklet til tross for at den er dobbelt så lang som IPv4 hvis vi ikke legger til alternativer i form av utvidelsesoverskrifter.

• Versjon (4 biter) Trafikklasse (8 biter): den er den samme som pakkeprioritetskontrollen Flow label (20 biter): den administrerer QoS -datalengden (16 biter): det er tydeligvis hvor mye den måler plassen for data som 64 KB som standardstørrelse og bestemt av jumboframes Neste topptekst (8bits): tilsvarer IPv4-protokollseksjonen Hopgrense (8 biter): erstatter TTL- utvidelsesoverskrifter: de legger til ekstra alternativer for fragmentering, for kryptering osv. Det er 8 typer utvidelsesoverskrifter i IPv6

Blant nyhetene som er inkludert i denne protokollen, er det mulig å fremheve en større adressekapasitet selv i subnett eller interne nettverk og i en mer forenklet form. Nå kan vi ha opptil 2 ⁶⁴ verter i et undernett bare ved å endre noen få nodeidentifikatorer.

I tillegg er muligheten for at hver node kan konfigureres selv når de er inkludert i en IPv6-res. I dette tilfellet vil det ikke bli bedt om en IP fra ruteren, men en forespørsel som ber om konfigurasjonsparametere av ND, dette kalles tilstandsfri adresse autokonfigurasjon (SLAAC). Selv om du også kan bruke DHCPv6 hvis det ikke er mulig.

IPsec i dette tilfellet er ikke valgfritt, men obligatorisk og implementert direkte i IPv6 for rutere som allerede bruker denne protokollen. Til dette legger vi til støtte for Jumbograms, det vil si Jumbo-datagrammer som er mye større enn de for IPv4 som maksimalt var 64KB, og nå kan nå opp til 4 GB.

Oppsummert her lar vi deg de to tabellene for å merke forskjellen mellom begge IPv4 kontra IPv6 overskrifter.

• Blått: vanlige felt i begge overskrifter Rødt: felt som er fjernet Grønt: felt som har fått nytt navn Gule: nye felt

Slik kjenner du vår private, offentlige og IPv6 IP-adresse

Før vi avslutter, lærer vi oss selv å kjenne IP-adressene våre, utstyret vårt og ruteren vår.

For å finne ut den lokale IPv4- og IPv6-adressen i Windows 10 er det flere metoder, men den raskeste måten er med ledeteksten. Så vi åpner Start, skriver CMD og trykker Enter. Der skal vi skrive

ipconfig

Og vi vil motta resultatet.

Og for å kjenne den offentlige IP-adressen må vi ty til nettleseren eller ruteren vår. vi kan gjøre på siden:

Som-er-min-IP

Og til slutt kan vi sjekke om vi har en offentlig IPv6-adresse på følgende måte:

Test-IPv6

Vi etterlater deg noen nettverksveiledninger relatert til emnet

Visste du at PCen din hadde IPv6, visste du at den eksisterte? Hvis du har spørsmål eller ønsker å påpeke noe, hjelper vi deg gjerne fra kommentarene.