مروری بر مفاهیم پایه IPv 6 در شبکه

در این مقاله آموزشی تصمیم داریم IPv6 را از پایه، همراه با یک سری جزئیات بررسی کرده و علاوه بر این مقایسه ای نیز بین IPv6 و ورژن قدیمی تر IP یعنی IPv4 داشته باشیم.
اولین سوالی که در رابطه با IPv6 مطرح می شود این است که اصلا دلیل معرفی IPv6 چه بوده است؟ چرا باید با وجود IPv4 و کاربرد بسیار وسیع آن در دنیای شبکه و اینترنت یک ورژن جدیدتر IP هم معرفی شود؟ اجازه بدهید با تصویر زیر شروع کنیم:

فضاهای ipv4

این تصویر برای سال 2010 بوده و بسیار قدیمی است، اما در این تصویر کاملا مشخص است که ما چرا به IPv6 احتیاج داریم! آدرس های IPv4 به اتمام رسیده اند!
خوب چه اتفاقی برای IPv4 افتاده است؟ کجای کار اشتباه بوده؟ آیا نمیشد از ابتدای کار فکری برای این جریان کرد؟
در واقع IPv4 یک ورژن 32 بیتی از پروتکل IP است که 4,294,467,295 آدرس منحصر به فرد را از طریق سه کلاس A، B، C برای آدرس دهی فراهم می کند. تعداد این آدرس ها برای هر Range یا Net ID از کلاس های A، B و C به شرح زیر هستند:

کلاس C شامل 256 آدرس
کلاس B شامل 65535 آدرس
و نهایتا کلاس A شامل 16,777,216 آدرس منحصر بفرد.

چرا IPv6 پدید آمد؟

کمپانی های بزرگ مانند مایکروسافت، Apple و IBM هر کدام حداقل یک Range از کلاس A را خریداری کرده و به نام خود ثبت می کنند، اما آیا آنها واقعا به 16 میلیون IP احتیاج دارند؟ یک Range وسیعی از آدرس ها به همین دلیل از دسترس خارج شده و به هدر می رود!
به خاطر قابل پیش بینی بودن این شرایط شروع به استفاده از تکنولوژی های مانند Subnetting و VLSM کردیم، به نحویکه یک Range از IP را به Subnet های کوچکتری تقسیم کرده تا بتوانیم استفاده بهینه تری از IP را داشته باشیم. در عین حال تکنولوژی هایی مانند NAT و PAT هم وارد بازی شدند که به کمک آنها می توان کامپیوترهای داخل شبکه را صرفا با استفاده از یک Public IP به اینترنت متصل کرده و تا حدود زیادی استفاده از IP های Public را در داخل شبکه کاهش داد.

با تمام این اوصاف اینترنت خیلی سریع تر از آنچه که تصور میشد، رشد و توسعه پیدا کرده و حتی با وجود تکنولوژی هایی مانند NAT/PAT و VLSM نیز مساله مربوط به کمبود آدرس های IP برطرف نشده و همین نیز دلیل و توجیهی برای تولد IPv6 شد، بله IPv6 آمده است که محدودیت فضای آدرس دهی IPv4 را جبران کند.

حال بعضی ها سوال می کنند که پس IPv5 چه شد؟ چطور شد که بعد از IPv4 بدون صحبت درباره IPv5 ، بحث IPv6 مطرح شد؟! سوال خوبیست. IP Version 5 برای یک پروژه آزمایشی تحت عنوان “Internet Stream Protocol” استفاده شده است و به عنوان یک RFC ثبت شده، اگر علاقمندید که بیشتر در این رابطه بدانید، به آدرس زیر مراجعه کنید:

http://www.faqs.org/rfcs/rfc1819.html

مباحث مرتبط با ورژن های مختلف IP در دوره آموزشی Network+ مجتمع فنی تهران نمایندگی سیدخندان گنجانده شده است که این دوره همچنین پیش نیاز سایر دوره های آموزشی شبکه می باشد.

ظرفیت IPv6 در دنیای شبکه

IPv6 یک آدرس 128 بیتی است که نسبت به فضای آدرس 32 بیتی IPv4 که تقریبا چهار میلیارد آدرس منحصر به فرد در اختیار ما قرار میدهد، بسیار وسیع تر بوده و یک دامنه عظیمی از آدرس ها را فراهم می کند. برای فهم عمق جریان کافیست این موضوع را درک کنید که به ازای اضافه شدن هر یک بیت به میدان آدرس، تعداد IP ها دو برابر می شود. بنابراین با اضافه شدن هر یک بیت به فضای آدرس دهی 32 بیتی IPv4 تعداد آدرس های آن از 4 بیلیون به 8، 16 و … نهایتا با اضافه شدن بیت 128 ام فضای آدرس دهی آن به عدد حیرت انگیز 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 یا 3.4 * 1037 و یا 3.4 آندسیلیون می رسد. عدد بالا را میتوان به شکل زیر تلفظ کرد:
340 آندسیلیونو 282 دسیلیونو 366 نانیلیونو 920 آکتیلیونو 938 سپتیلیونو 463 سکستیلیونو 463 کویینتیلیونو 347 کوادریلیونو 607 تریلیونو 431 میلیاردو 768 میلیونو 211 هزارو 56

هیجان انگیز است، IPv6 آدرس های کافی را برای آدرس دهی تمام شبکه های کره زمین، ماه، مریخ و تمام دنیا در اختیار ما قرار می دهد.