IPv4 vs IPv6: Care este diferența exactă

ipv4 vs ipv6 what s exact difference

Diferența dintre IPv4 și IPv6:

In acest Seria de tutoriale de rețea , am explorat totul WAN în detaliu împreună cu exemple .

Acest tutorial va explica mai multe despre IPv4 și IPv6 împreună cu diferențele lor. Internetul a devenit un sistem global pentru rețea, care îndeplinește nevoia de miliarde de abonați din întreaga lume și acest lucru sa întâmplat datorită acceptabilității largi a protocolului de internet.

Versiunea IPv4 a protocolului de internet are un spațiu de adresare pe 32 de biți de aproximativ 4,3 miliarde de adrese IP.

Dar, datorită utilizării rapide a internetului, a tehnologiei fără fir și a implementării tehnologiei LTE, gama de adrese IP este epuizată într-o mare măsură.

Pentru a depăși această lipsă a grupului de IP, Protocol Internet versiunea 6 (IPv6) care a îmbunătățit capacitățile de adresă ale IPv4 prin implementarea adresării pe 128 de biți în loc de 32 de biți, a fost introdus. Astfel, formularea rațională a unui grup infinit de adrese IP.

De asemenea, se presupune că IPv6 oferă mai multe îmbunătățiri în ceea ce privește securitatea, adresele de rutare, configurațiile automate, mobilitatea și QoS.

În acest tutorial, vom explora arhitectura detaliată și diverse aplicații ale protocoalelor IPv4 vs IPv6, împreună cu semnificația lor în sectorul IT și al comunicațiilor.

Ce veți învăța:

• Diferența dintre IPV4 și IPV6
• Ce este IPv4
  • Antet IPv4
  • Moduri de adresare IPv4
  • Flux de pachete în IPv4
  • Aveți nevoie de o nouă versiune IP
• Ce este IPv6
  • Caracteristicile IPv6
  • Antet IPv6
  • Moduri de adresare IPv6
  • Structura adresei
  • Exemple live de aplicații ale IPv6
• Concluzie
  • Lectură recomandată

Diferența dintre IPV4 și IPV6

Ce este IPv4

Internet Protocol versiunea 4 funcționează la nivelul de Internet al modelului TCP / IP și este responsabil pentru recunoașterea gazdelor date la adresele IP și pentru rutare pachetului de date în mod corespunzător în rețea sau între diferite rețele.

Majoritatea elementelor internetului utilizează schema de adresare IPv4. O adresă IPv4 are un spațiu de adresare pe 32 de biți, ceea ce înseamnă 2 ^ 32 = 4,3 miliarde de dispozitive.

Antet IPv4

tipurile de testare ale sistemului de calcul includ

• Versiune: IPv4 are versiunea numărul 4.
• Lungimea antetului: Arată dimensiunea antetului.
• DSCP: Acesta reprezintă un câmp de cod de servicii diferențiat și este implementat pentru construirea pachetelor.
• Lungime totală: Denotă dimensiunea antetului plus dimensiunea pachetului de date.
• Identificare: Dacă pachetul de date este fragmentat pentru perioada de transmisie, câmpul este utilizat pentru a aloca fiecare și același număr, astfel încât să ajute la construirea pachetului de date original.
• Steaguri: Este folosit pentru a indica procedura de fragmentare.
• Compensarea fragmentelor: Acesta indică numărul fragmentului și gazda sursă care le folosește pentru a rearanja datele fragmentate în ordinea corectă.
• Timpul de plecare: Pentru a eluda șansele de a face o buclă în rețea, fiecare pachet este transmis cu o anumită valoare TTL setată, ceea ce indică numărul de hamei pe care îl poate parcurge. La fiecare salt, valoarea TTL este degradată cu 1 și atunci când atinge zero, atunci pachetul este abandonat.
• Protocol: Denotă protocolul pe care îl folosește pentru transmiterea datelor. TCP are numărul de protocol 6, iar UDP are numărul de protocol 17.
• Suma de verificare a antetului: Acest câmp este utilizat pentru detectarea erorilor.
• Adresa IP sursă: Salvează adresa IP a gazdei sursă. Lungimea este de 32 de biți.
• Destinatia adresei IP: Salvează adresa IP a gazdei de destinație. Lungimea este de 32 de biți.

Moduri de adresare IPv4

Există trei tipuri de moduri de adresare:

(i) Mod de adresare Unicast : În acest mod, expeditorul poate trimite pachetul IP doar către o gazdă finală destinată. Adresa IP a gazdei de destinație este conținută în câmpul IP de adresă de destinație pe 32 de biți din antet.

(ii) Mod de adresare prin difuzare : În acest mod, pachetul de date este difuzat sau trimis către toate dispozitivele finale ale gazdei prezente în rețea. Adresa IP difuzată este 255.255.255.255. Când gazda receptorului analizează această adresă, atunci toți vor distra pachetele de date.

(iii) Mod de adresare Multicast : În acest mod , gazda sursă poate trimite pachete, nu tuturor, ci mai mult de unul, ceea ce înseamnă mai multe gazde de destinație. Gazda determină adresa de destinație pentru livrare din câmpul de antet de destinație care are o gamă specială de adrese de rețea care au permisiunea de a livra pachetul de date.

Schema de adresare ierarhică:

Adresa IP pe 32 de biți conține informațiile despre adresa IP a rețelei, a subrețelelor și a gazdelor conectate la aceasta. Acest lucru permite ca schema de adrese IP să fie ierarhizată, deoarece poate deservi mai multe subrețele și, la rândul său, gazdele.

Vă rugăm să vă amintiți, așa cum am spus în tutorialul anterior privind adresarea și subrețeaua IP, adresa de rețea constă din adresă IP și mască de subrețea. Toate cele cinci clase ale unei subrețele sunt aplicabile aici și sunt utilizate așa cum este descris în tutorial.

Adrese IP private în IPv4:

Fiecare clasă de IP are o parte din gama de IP rezervată adreselor IP private. Acestea pot fi implementate într-o rețea, cum ar fi rețeaua LAN a unui birou, dar nu pot fi utilizate pentru a direcționa traficul pe Internet. Astfel, dispozitivele de rețea, cum ar fi routerele și comutatoarele, vor renunța la pachete din acest interval mai jos menționat în timpul transmisiei.

Nu putem pierde această gamă uriașă de adrese IP doar pentru a fi utilizate pentru Intranet. Astfel, procesul de traducere IP, cunoscut sub numele de NAT, este utilizat pentru a le converti în IP-uri publice, astfel încât să poată fi utilizat pentru comunicarea cu capătul îndepărtat.

Adrese IP Loopback în IPv4:

Intervalul IP de la 127.0.0.0 la 127.255.255.255 este rezervat în scopuri de loopback, ceea ce înseamnă auto-adresare a nodului gazdă. IP-ul loopback are o mare semnificație în modelul de comunicare client-server.

Este folosit pentru testarea conectivității adecvate între două noduri. De exemplu, Un client și un server în cadrul aceluiași sistem. Dacă adresa de destinație a gazdei dintr-un sistem este setată ca adresă loopback, atunci sistemul o trimite înapoi la sine și nu există nicio cerință a NIC.

Prin ping 127.0.0.1 sau orice alt IP al gamei de loopback IP, s-a șters că conectivitatea este stabilită între două sisteme dintr-o rețea și acestea funcționează corect.

Flux de pachete în IPv4

Toate dispozitivele din mediul IPv4 sunt alocate cu un set de adrese IP logice distincte. Când un dispozitiv final dorește să transmită orice date către dispozitivul final la distanță într-o rețea, atunci acesta primește mai întâi adresa IP prin trimiterea unei cereri către serverul DHCP.

Serverul DHCP acceptă solicitarea și, ca răspuns, trimite toate informațiile necesare, cum ar fi adresa IP, adresa subrețele, gateway, DNS etc., către dispozitivul gazdă solicitant.

Acum, când utilizatorul de la punctul sursă dorește să deschidă o pagină web precum Google care denotă doar numele domeniului, computerul nu are inteligența de comunicare cu serverele care au un nume de domeniu.

Astfel va trimite o interogare DNS către serverul DNS care stochează adresa IP pe fiecare dintre numele de domenii din acesta, pentru a obține adresa IP respectivă pe site-ul web solicitat. Ca răspuns, serverul DNS dă adresa IP dorită.

Dacă adresa IP de destinație este din aceeași rețea, atunci va livra datele în consecință. Dar dacă IP-ul de destinație este al unei alte rețele, atunci cererea va merge la routerul gateway sau la serverul proxy pentru a obține pachetul direcționat către destinație.

Pe măsură ce computerele funcționează la nivelul adresei MAC, computerul gazdă va trimite cererea ARP pentru a obține adresa MAC a routerului gateway. Routerul gateway ca răspuns dă adresa MAC. Astfel, gazda sursă va trimite un pachet de date către gateway.

În acest fel, adresa IP direcționează datele în mod logic, dar adresa MAC furnizează datele din sistem la nivel fizic.

Aveți nevoie de o nouă versiune IP

Iată câteva dintre punctele cheie pentru care avem nevoie de o nouă versiune IP:

• Spațiul de adrese furnizat de IPv4 este limitat la 4,3 miliarde de utilizatori, care este epuizat din cauza creșterii utilizării internetului în aceste zile.
• IPv4 nu oferă un mod sigur de transmisie.
• IPv4 nu acceptă funcții de configurare automată.
• Funcția QoS nu este la înălțime.

Ce este IPv6

IPv6 prevede o soluție simplă și pe termen lung pentru a aborda problema spațiului. Adresele definite în IPv6 sunt uriașe. IPv6 permite dispozitivelor de rețea, organizațiilor mari și chiar fiecărei persoane din lume să se conecteze la fiecare router, comutator și dispozitiv final pentru a fi conectate direct la internetul global.

Caracteristicile IPv6

Funcțiile avansate sunt după cum urmează:

(i) Un număr mare de adrese: Motivul principal pentru proiectarea IPv6 este lipsa de adrese în IPv4. IPv6 are adresare pe 128 de biți. Acest spațiu de adrese acceptă un total de 2 ^ 128 (în apropiere 3.4 * 10 ^ 38) adrese, ceea ce este potențial suficient pentru a vă conecta la un număr enorm de dispozitive în mulți ani viitori.

(ii) Configurare automată a adresei: Gazdele IPv6 se pot configura automat atunci când sunt conectate la o rețea IPv6 utilizând mesaje ICMPv6. Acest lucru este în contrast puternic cu rețelele IPv4 în care un administrator de rețea trebuie să configureze manual gazdele.

Când este declanșată o placă de rețea IPv6, aceasta își alocă o adresă IP pe baza unui prefix standard atașat la adresa MAC. Aceasta permite dispozitivului să comunice în rețeaua internă și să caute orice servere cu care este permis să comunice.

Acestea ar putea utiliza DHCPv6, AAAA sau alte mecanisme pentru a descărca adresele gateway-ului, setările de securitate, atributele politicii și alte servicii.

(iii) Multidifuziune: Capacitatea de a trimite un singur pachet de date către mai multe gazde de destinație este una dintre specificațiile IPv6.

(iv) Securitate obligatorie în stratul de rețea: IPv4 a fost acumulat atunci când securitatea nu era o preocupare majoră. Autentificarea protocoalelor precum securitatea protocolului Internet (IPsec) face parte din suita de protocol bazată pe IPv6. Prin urmare, toate sesiunile IPv6 conforme pot fi autentificate.

(v) Procesare simplificată a routerului: Pentru a generaliza procesul de rutare, anteturile au fost reproiectate și reduse în IPv6 pentru procesare rapidă.

În IPv4, lungimea antetului este variabilă, dar în IPv6 este fixată la 40 de octeți. Funcțiile opționale au fost mutate pentru a separa antetele extensiei. TTL este înlocuit cu o limită de hop. Suma de control nu este calculată.

Pe drum, routerele nu fragmentează pachetele, deoarece descoperirea căii MTU se face de către routerul de origine.

(vi) Mobilitate gazdă IP: În ultimele decenii, Internetul a funcționat într-un mod pull în care utilizatorii solicită informații de pe Internet. Dar, de-a lungul anilor, scenariul a fost schimbat, acum apar aplicații push, cum ar fi alerte de stoc, știri live, actualizări sportive, mesaje multimedia etc., unde ISP-urile trebuie să trimită aceste servicii către un utilizator.

Dar apoi furnizorii de servicii Internet trebuie să ajungă la utilizator utilizând întotdeauna același identificator de rețea, indiferent de punctul de atașare la rețea. Mobilitatea gazdei IP este concepută pentru această nevoie.

IPV6 mobil permite unui nod mobil să își schimbe în mod arbitrar locația pe o rețea IP, menținând în același timp conexiunile existente.

Unul dintre anteturile de extensie este antetul de mobilitate, care este utilizat pentru implementarea acestei funcții în IPv6.

Unele dintre utilizările practice ale MIPv6 sunt următoarele:

1. Mobilitatea întreprinderii: Serviciile de curierat, cum ar fi o săgeată albastră sau mijloacele de transport în comun, cum ar fi UBER, OLA taxi etc., folosesc acest lucru pentru locurile lor de muncă.
2. Rețele de domiciliu accesibile la nivel global: În IPv6, dimensiunea minimă dată unui utilizator este / 64. Cu acest spațiu de adresare, un utilizator poate crea o rețea de domiciliu care se conectează la diferite dispozitive, cum ar fi camere foto, CA și alte echipamente. Acestea pot fi accesate și gestionate prin Internet. Când o familie se mută dintr-un loc în altul, atunci întreaga rețea se poate deplasa utilizând mobilitatea IP.
3. Transport pe internet (autobuze, camioane și cabine): Comunicarea inter-vehicul se poate face cu ușurință folosind MIPv6. Vehiculele se pot organiza într-o rețea mesh și pot transmite informațiile despre pachete între ele, în timp ce toate se deplasează.

(vii) QoS Lebel de flux: Toate serviciile diferențiale și serviciile integrate, calitatea serviciilor atribute de la IPv4 sunt transferate în IPv6. În plus, IPv6 are exclusiv un câmp de etichetă de flux de 20 de octeți. Acesta este dezvoltat pentru a oferi un set bogat de atribute QoS pentru lumea IPv6 în creștere.

Antet IPv6

Antetul IPv6 are 40 de octeți și constă din următoarele câmpuri:

• Versiune: Este de 4 biți și conține versiunea IP care este 6.
• Clasa de trafic: Este de 8 biți și denotă tipul de serviciu utilizat pentru rutare pachete.
• Eticheta fluxului: Este de 20 de biți. Este folosit pentru a asigura fluxul secvențial al traficului. Dispozitivul sursă etichetează secvențele pachetelor de date, astfel încât routerul să poată direcționa mai ușor pachetele în ordine. Acest câmp este foarte util în streaming în timp real.
• Lungimea sarcinii utile: Este de 16 biți. Acest câmp va transmite informațiile către un router despre cât de multe date poate transporta un anumit pachet în sarcina sa utilă.
• Următorul antet: Acest câmp este de 8 biți și denotă prezența unui antet de extensie și dacă nu există, atunci denotă PDU cu strat superior.
• Limita hopului: Acesta este de 8 biți și este folosit pentru a interzice pachetului de date să se bucle la infinit în sistem. Acest lucru funcționează similar cu TTL ca în antetul IPv4. La fiecare hop, valoarea limitei de hop este degradată la 1 și când ajunge la zero, pachetul este respins.
• Sursa adresei: Are 128 de biți și indică adresa gazdei sursă a rețelei.
• Adresa de destinație: Este, de asemenea, de 128 de biți și denotă adresa receptorului gazdă a pachetului rețelei.
• Anteturi de extensie: Antetul fix IPv6 este format doar din acele câmpuri care conțin o parte a informațiilor esențiale și care evită cele care nu sunt utilizate în mod regulat. Astfel de informații sunt setate între antetul fix și antetul stratului superior și sunt cunoscute sub numele de anteturi de extensie. Fiecare antet de extensie are o anumită valoare și i se atribuie o sarcină.

Detaliile sunt listate în tabelul de mai jos:

Moduri de adresare IPv6

IPv6 oferă multe moduri de adresare care sunt identice cu cele definite în IPv4 și este introdus un mod nou, adică modul de adresare anycast.

Să înțelegem cu ajutorul unui exemplu.

www.softwaretestinghelp.com serverul web este situat pe toate continentele. Să presupunem că tuturor serverelor li se alocă aceeași adresă IP anycast IPv6, atunci când un utilizator din India caută site-ul, atunci DNS-ul direcționat către server este prezent fizic chiar în India.

În mod similar, dacă un utilizator din New York dorește să ajungă la același site, atunci DNS-ul îl va direcționa din nou către serverul prezent local în America. Astfel cel mai apropiat este utilizat cu un cost de rutare adecvat.

Structura adresei

Structura adreselor IPv6 este de 128 de biți și este împărțită în 8 blocuri hexazecimale fiecare din 16 biți și este separată printr-un simbol de două puncte.

De exemplu , structura adreselor va fi astfel:

3C0B: 0000: 2667: BC2F: 0000: 0000: 4669: AB4D

Adresă globală unicast:

Imaginea de mai sus prezintă adresele globale unicast din schema IPv6 care este împărțită în diferite sub-părți, fiecare denotând unele informații despre rețea.

Adresa link-locală:

Adresa auto-configurată din IPv6 este apelată ca o adresă Link-local. Cei 16 biți ai pornirii sunt păstrați ca o adresă fixă, FE80, iar următorii 48 de biți sunt puse ca zero.

Astfel structura va arăta așa cum se arată în figura de mai jos:

Acestea sunt utilizate pentru comunicarea internă în cadrul dispozitivelor gazdă IPv6 numai pentru difuzare.

Adresa locală unică:

Acest lucru este la nivel global excepțional și începe întotdeauna cu FD. Se utilizează pentru comunicații din zona nativă sau regională.

Specificațiile de adresă sunt prezentate mai jos în figură:

Domeniul de aplicare pentru adresele IPv6:

cele mai bune scanări și reparații gratuite ale computerului

Adresele unicast globale sunt folosite pentru rutare pe internet, în timp ce celelalte două sunt utilizate doar la nivel de organizație și local.

Exemple live de aplicații ale IPv6

Exemplul 1:

Logistică și lanț de aprovizionare în căile ferate indiene: Căile ferate indiene sunt cel mai bun exemplu al celei mai mari rețele de logistică și lanț de aprovizionare din India, deoarece constă în transportul a milioane de mărfuri și colete care călătoresc în mai multe state ale țării în fiecare zi.

Datorită adreselor IP epuizate ale IPv4, a devenit dificil să construiești lanțul de aprovizionare în expansiune prin utilizarea IPv4. Spațiul mare de adrese și caracteristicile de configurare automată ale IPv6 vor ajuta la urmărirea și funcționarea stării vagoanelor, boghiurilor și coletelor din sistem. Cu ajutorul acestui lucru, utilizatorul final poate urmări și starea bunurilor sale.

Baza de date logistică poate fi menținută prin intermediul sistemului online și poate fi monitorizată 24 * 7 și, prin urmare, ajută la reducerea cazurilor de livrare târzie și bunuri furate sau pierdute.

Exemplul 2:

Sistem inteligent de transport: India încă se luptă cu gestionarea sistemului de trafic în diferite orașe, iar situația este și mai gravă în orașele metropolitane.

Pentru a depăși acest lucru, avem nevoie de monitorizare și gestionare în timp real a sistemului de trafic. Mai ales, nevoia bărbaților obișnuiți este de a avea acces ușor la vehiculele de serviciu public, cum ar fi autobuzele publice, camionetele școlare, ambulanța și pompierii.

IPv6 prevede caracteristicile ITS precum IPv6 mobil, spațiu de adresă mare și model de securitate îmbunătățit, care este necesar pentru implementarea ITS.

Ambulanțele, camionetele școlare și pompierii pot fi echipate cu senzori bio, telefoane fără fir și camere video, care facilitează localizarea și monitorizarea acestor vehicule și pentru utilizatorii finali, devine simplu accesul la acestea pentru utilizarea lor .

Platforma IPv6 permite sistemului monitorizarea în timp real a traficului și gestionarea acestora prin punerea în funcțiune a diferiților senzori și software de monitorizare în punctul de vârf al traficului și astfel asigură vizualizarea în timp real a condițiilor de trafic.

(i) Asistență medicală de urgență: IPv6este una dintre aceste tehnologii care poate aduce o schimbare revoluționară în industria telemedicinei și a asistenței medicale de urgență.

Internetul este o astfel de platformă care se poate conecta în întreaga lume într-o singură rețea. Prin caracteristicile îmbunătățite ale tehnologiei IPv6 și 4G LTE (care este conectivitate mobilă bazată pe IP pentru voce, date și multimedia), putem oferi unui pacient asistență medicală online și în timp real în regim de urgență.

De fapt, spitalele guvernamentale precum AIMS și SGPGI îl implementează și efectuează numeroase tratamente de sănătate în colaborare cu medicii de peste mări conectați prin videoconferință, prin căutarea de asistență online pentru furnizarea unei facilități de asistență medicală îmbunătățită.

Spitalele pot, de asemenea, să păstreze o evidență a echipamentelor lor de sănătate scumpe, dotându-le cu bio-senzori.

(Ii) IPTV; Televiziunea cu protocol de internet este tehnologia cu cea mai rapidă creștere de pe piață.

Prin funcțiile IPv6, cum ar fi IPv6 mobil, configurarea automată și spațiul de adresă mare, în afară de vizionarea tuturor canalelor de televiziune, putem viziona și filme online, videoclipuri, melodii, sporturi online și jocuri online.

Folosind funcția de turnare multiplă a IPv6, putem viziona TV online și clipuri video în timp real . Nu trebuie să ne abonăm la toate canalele și putem selecta din set-top box-ul IPTV, orice canal trebuie să urmărim.

Deoarece IPTV are nevoie de un Internet de mare viteză pentru furnizarea serviciilor de mai sus, IPv6 este cea mai bună platformă potrivită pentru implementarea acestuia. JIO TV, JIO CINEMA, JIO MUSIC sunt toate exemple de streaming IPTV, iar MobiTV din SUA gestionează toate serviciile legate de streaming video și TV ale companiei JIO din India.

Concluzie

La începutul internetului, IPv4 a fost utilizat pe scară largă peste tot, dar datorită creșterii utilizării internetului în mai multe scopuri, în afară de organizații către o rețea de domiciliu și telefoane mobile, spațiul de adrese este epuizat.

Prin urmare, a fost introdusă tehnologia IPv6 care are o capacitate infinită de adrese cu funcții avansate precum configurarea automată și mobilitatea etc.

În acest tutorial, am studiat diferitele caracteristici ale schemelor de adresare IPv4 și IPv6 cu ajutorul exemplelor live și a diferitelor diagrame. Între timp, tranziția IPv6 de la IPv4 nu este foarte ușoară și totuși multe organizații folosesc tehnica IPv4 și se află în faza de tranziție.

Astfel, este necesar să înțelegem caracteristicile și modul de lucru atât ale schemelor de adresare IPv4, cât și IPv6.

PREV Tutorial | NEXT Tutorial

Lectură recomandată

• Ce este rețeaua de rețea largă (WAN): exemple de rețea WAN live
• LAN fără fir IEEE 802.11 și 802.11i și standarde de autentificare 802.1x
• Ce este securitatea IP (IPSec), TACACS și protocoalele de securitate AAA
• Ce sunt protocolurile HTTP (Hypertext Transfer Protocol) și DHCP?
• Protocoale importante ale straturilor de aplicație: protocoale DNS, FTP, SMTP și MIME
• Model TCP / IP cu diferite straturi
• Un ghid complet pentru firewall: Cum să construiți un sistem de rețea securizat
• Totul despre routere: tipuri de routere, tabel de rutare și rutare IP