Ipv4 vs ipv6 - hvad det er, og hvad det bruges til i netværk

Internettet og verdenen af ​​netværk ville ikke være som vi kender det og ville ikke engang eksistere, hvis det ikke var til IPv4-adressering. En protokol af største betydning i forbindelserne mellem enheder gennem netværket, både fysisk og trådløst. I dag vil vi se alt, hvad der har med IP at gøre, og vi vil analysere forskellene mellem IPv4 vs IPv6, der forklarer dens vigtigste egenskaber.

Indholdsindeks

IPv4 og OSI-modellen

Vi bliver nødt til at starte med den grundlæggende, som er at definere og forstå, hvad en IP-adresse er, uanset om det er IPv4 eller IPv6.

OSI model netværksstandarden

Og til dette skal vi hurtig henvise til OSI- modellen (Open System Interconection). Det er en referencemodel og ikke en netværksarkitektur for de forskellige netværksprotokoller, der griber ind i kommunikation gennem computerudstyr. Modellen opdeler telekommunikationssystemer i 7 niveauer for at differentiere de forskellige stadier af datafærd fra et punkt til et andet såvel som de protokoller, der er involveret i hver enkelt.

Hvad er OSI-modellen: fuld forklaring

Vi ved allerede, at der er en model, der så at sige klassificerer netværksprotokoller, og netop IPv4 og IPv6 er to af disse netværksprotokoller. I dette tilfælde fungerer de på et af de laveste niveauer af modellen, netværkslaget eller lag 3. Dette lag er ansvarligt for dirigering af pakker mellem to tilsluttede netværk. Det vil gøre data tilgængelige fra senderen til modtageren gennem nødvendig skift og routing fra et punkt til et andet.

Under det har vi det datalinklag (lag 2), som switches fungerer i, og over det er der lag 4 eller transportlaget, i hvilket TCP-protokollen, der transporterer pakkerne gennem datagrammer griber ind.

Hvad er en IP-adresse

Vi taler om IP-adresse som et numerisk sæt i decimal eller hexadecimal (vi vil se), der identificerer logisk og i henhold til et hierarki en netværksgrænseflade. Hver enhed, der er tilsluttet et netværk, skal tildeles en IP-adresse, en midlertidig identifikator, såsom vores DNI, mens vi er i denne verden eller et telefonnummer, mens vi har indgået en telefontjeneste. Takket være IP'en kan de forskellige computere kommunikere med hinanden, så pakkerne rejser over netværket, indtil de finder deres modtager.

IP-adressen kan være fast ( fast IP) eller dynamisk (DHCP eller Dynamic Host Configuration Protocol), der altid er tildelt af en server eller router, der fungerer på netværkslaget. Når vi taler om fast IP, betyder det, at værten altid vil have den samme IP-adresse, selvom den er slået fra og til igen. Mens IPC i DHCP tildeles dynamisk til værten, når den tændes, får naturligvis knudepunkterne på et netværk normalt den samme IP-adresse, altid efter at de har tilknyttet routeren første gang.

I netværksarkitekturen skal vi skelne mellem det offentlige netværk, som ville være Internettet, og det private netværk, det bag vores router, hvor vores computere og Smartphone eller Tablets er, hvis vi opretter forbindelse til Wi-Fi. I det første tilfælde taler vi om en ekstern IP, som ville være den adresse, der er tildelt routeren til at kommunikere med Internettet, en dynamik næsten altid leveret af vores internetudbyder. I det andet taler vi om intern IP, til den adresse, routeren giver til computere på vores netværk, som næsten altid er af typen 192.168.xx

Vi må ikke forveksle IP med MAC-adresse, som er en anden adresse denne gang er fast og unik, der identificerer hver computer på netværket. Dette er fabriksindstillet, ligesom en telefons IMEI, selvom det er muligt at ændre det, identificerer værten i transportlaget i OSI-modellen. Faktisk er kontakten eller routeren, at den relaterer MAC til IP. En MAC er en 48-bit kode udtrykt i hexadecimal notation i 6 to-tegnblokke.

IP-protokol

IP-adressen er identifikatoren, der hører til IP-protokollen (Internet Protocol), som er IPv4- og IPv6- adresseringssystemet som en nyere version og klar til fremtiden. Det er en protokol, der fungerer ved netværkslaget og ikke er forbindelsesorienteret, hvilket betyder, at kommunikation mellem to ender af et netværk og dataudveksling kan ske uden forudgående aftale. Med andre ord sender modtageren data uden at vide, om modtageren er tilgængelig, så den ankommer til modtageren, når den tændes og tilsluttes.

IPv4 og IPv6 overfører skiftede datapakker gennem de fysiske netværk, der fungerer i henhold til OSI-modellen. Dette gøres takket være routing, en teknik, der gør det muligt for pakken at finde den hurtigste rute til destinationen, men uden garantier for, at den kommer, gives denne garanti naturligvis af datatransportlaget med TCP, UDP eller en anden protokol.

De data, der håndteres af IP-protokollen, er opdelt i pakker kaldet datagrammer, som ikke har nogen form for beskyttelse eller fejlkontrol til afsendelse. Hvorvidt et datagram kun sendes med IP, kommer måske eller måske ikke, brudt eller komplet og i en tilfældig rækkefølge. Den indeholder kun information om kilden og IP-adressen på destinationen sammen med dataene. Naturligvis virker dette ikke særlig pålideligt, så i transportlaget er dette datagram taget og indpakket i et TCP- eller UDP-segment, der tilføjer fejlhåndtering og meget mere information.

IPv4

Lad os nu fokusere på IPv4-protokollen, der har fungeret i netværk siden 1983, da det første ARPANET- pakkeudvekslingsnetværk blev oprettet, hvilket er defineret af RFC 791- standarden. Og som navnet siger, er IP-protokollen i version 4, men det er, at vi ikke har implementeret tidligere versioner, og dette var den første af alle.

IPv4 bruger en 32-bit adresse (32 ens og nuller binært) arrangeret i 4 octetter (8-bit numre) adskilt med prikker i decimalnotation. Oversættelse af dette i praksis vil være et antal, således at:

192.168.0.102

På denne måde kan vi have adresser, der går fra 0.0.0.0 til 255.255.255.255. hvis vi oversætter den forrige IP til dens binære kode vil vi have:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Med andre ord 32 bit, så med IPv4 vil vi være i stand til at adressere i alt:

2 ³² = 4 294 967 296 værter

Det kan virke meget, men i øjeblikket er IPv4-adresser næsten opbrugt, da 4 milliarder computere er et ret normalt tal i dag. Faktisk begyndte de allerede i 2011 at være knap, da det organ, der var ansvarlig for at give IP-adresser i Kina, brugte den sidste pakke, så IPv6-protokollen syntes at redde . Vi har brugt denne adressering i næsten 40 år, så som en levetid er det ikke dårligt.

Vi skal huske, at de interne IP-adresser altid vil være de samme i LAN-netværk og ikke vil blive påvirket af eksterne IP'er. Dette betyder, at vi på et internt netværk kan have en vært, der har 192.168.0.2, og dette vil også blive brugt af andre værter på et andet internt netværk og være i stand til at replikere så mange gange, som vi ønsker. Men eksterne IP-adresser ses overalt på Internet-netværket, og disse kan under ingen omstændigheder gentages.

IPv4-overskrift

Derfor er det praktisk at gennemgå strukturen af ​​en IPv4-header, der har en mindstestørrelse på 20 Byte og højst 40 Byte.

Vi vil hurtigt forklare hvert afsnit, da nogle senere kan udvides til IPv6

• Version (4 bit): identificerer versionen af ​​protokollen, idet den er 0100 for v4 og 0110 for v6. IHL (4 bit): er størrelsen på overskriften, der kan være fra 20 byte til 60 byte, eller hvad der er det samme fra 160 bit til 480 bit. Servicetid (8 bit): en identifikation i tilfælde af, at pakken er speciel, for eksempel mere vigtig i betragtning af leveringstjenesten. Total længde (16 bit): afspejler datagrammets eller fragmentets samlede størrelse i oktetter. Identifikator (16 bit): det bruges, hvis datagrammet er fragmenteret, så det senere kan gå sammen med Flag (3 bit) og Offset eller placering af fragmentet (13 bit): 1. bit vil være 0, 2. bit (0 = delbar, 1 ikke delbar), 3. bit (0 = sidste fragment, 1 = mellemliggende fragment) TTL (8 bit): IPv4-pakkelevetid. Det afspejler antallet af humle i routere, det kan tage, idet de er 64 eller 128. Når pakken er opbrugt, fjernes den. Protokol: angiver den protokol, som datagrammet skal leveres til i højere lag, for eksempel TCP, UDP, ICMP osv. Checksum: for at kontrollere pakkenes integritet ved at beregne igen, hver gang en tidligere værdi ændres.

IPv6 og forskelle med IPv4

Selvom en fuldstændig forklaring af en af ​​disse protokoller er en verden, kan vi ikke gøre dette for evigt, så vi vil nu fortsætte med IPv6 eller Internet Protocol version 6. Og hvor er version 5? Nå intetsteds var det kun eksperimentelt, så lad os se, hvad det er, og hvad er forskellene med IPv4.

Absolut alle af os har nogensinde set en IP-adresse fra de foregående, men helt sikkert en af ​​disse mange færre gange, eller vi har ikke engang bemærket det. IPv6 blev implementeret i 2016 med definitionen af ​​sin RFC 2460- standard, og det er dybest set beregnet til at erstatte IPv4, når det er nødvendigt. Denne standard blev født ud fra behovet for at give asiaterne flere IP-adresser. IP-adresser er så at sige forbeholdt, og den sidste pakke blev reserveret i 2011 som beskrevet ovenfor. Dette betyder ikke, at de alle allerede er brugt, da virksomheder bruger dem, når der tilføjes flere noder til netværket.

IPv6 er også designet til at levere fast IP til alle typer enheder. Men hvor mange flere IP-adresser kan vi give med denne nye version? Der vil være nogle få, da denne adresse bruger 128 bits med en mekaniker, der ligner den foregående. Men denne gang er det gjort ved hjælp af hexadecimal notation, så det tager mindre plads, da gengivelse af 128 bit i oktetter ville føre til en enorm lang adresse. Så i dette tilfælde består det af 8 sektioner, hver af dem 16 bit.

At overføre dette tilbage til praksis vil være et alfanumerisk tal, der vil se sådan ud:

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

På denne måde kan vi have adresser, der spænder fra 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 til ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Denne gang vil vi ikke oversætte denne adresse til binær kode bare for at undgå depression, men den ville have 128 nuller og dem. Når vi ser nogen af ​​disse adresser på vores computer eller en anden vært, er det muligt, at den er repræsenteret med færre grupper, og det er, at hvis vi har grupper med kun nuller, kan disse udelades, så længe de er til højre.

Nu med IPv6 og disse 128 bits vil vi være i stand til at adressere i alt:

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

På denne måde vil kineserne være i stand til at installere alle de servere, de ønsker, uden nogen begrænsning, da deres kapacitet er virkelig skandaløst. Selvom det i øjeblikket ikke fungerer alene, har vores computere allerede en IPv6-adresse på deres netværkskort.

IPv6 vs IPv4 header og andre nyheder

Den vigtige ting at implementere en ny adressering er at gøre den bagud kompatibel med de tidligere protokoller og fungere i andre lag. Brugen af ​​IPv6 kan bruges sammen med de andre protokoller i applikationen og transportlag med lidt ændring af overskrifterne, undtagen FTP eller NTP, fordi de integrerer adresserne i netværkslaget.

Vejen til at forenkle protokolhovedet er også undersøgt, hvilket gør den enklere end i IPv4 og med fast længde, hvilket i høj grad hjælper med hastigheden af ​​dens behandling og identifikation af datagrammet. Dette betyder, at vi skal sende oplysningerne med IPv4 eller IPv6, men ikke med begge blandede. Lad os se denne overskrift:

Nu er overskriften forenklet på trods af at den er dobbelt så lang som IPv4, hvis vi ikke tilføjer indstillinger i form af udvidelseshoveder.

• Version (4 bit) Trafikklasse (8 bit): den er den samme som pakkeprioritetsstyring Flow label (20 bit): den styrer QoS -datalængde (16 bit): det er åbenlyst, hvor meget det måler pladsen til dataene 64 KB som standardstørrelse og bestemt af jumboframes Næste overskrift (8 bit): svarer til IPv4-protokolsektionen Hopgrænse (8 bit): erstatter TTL- udvidelseshoveder: de tilføjer ekstra muligheder for fragmentering, kryptering osv. Der er 8 typer udvidelseshoveder i IPv6

Blandt de nyheder, der er inkluderet i denne protokol, er det muligt at fremhæve en større adressekapacitet selv i subnet eller interne netværk og i en mere forenklet form. Nu kan vi have op til 2 ⁶⁴ værter i et undernet blot ved at ændre et par nodeidentifikatorer.

Der tilføjes muligheden for, at hver node kan konfigureres selv, når den er inkluderet i en IPv6-res. I dette tilfælde vil en IP ikke blive anmodet om fra routeren, men en anmodning, der beder om konfigurationsparametre af ND, dette kaldes tilstandsfri adresse autokonfiguration (SLAAC). Selvom du også kan bruge DHCPv6, hvis det ikke er muligt.

IPsec i dette tilfælde er ikke valgfri, men obligatorisk og implementeret direkte i IPv6 for routere, der allerede fungerer med denne protokol. Til dette tilføjer vi support til Jumbogrammer, det vil sige Jumbo-datagrammer, der er meget større end dem for IPv4, der maksimalt var 64 KB, og nu kan gå op til 4 GB.

I resumé her overlader vi dig de to tabeller for at bemærke forskellen mellem begge IPv4 kontra IPv6-headere.

• Blå: almindelige felter i begge overskrifter Rød: felter, der er blevet fjernet Grøn: felter, der er omdøbt Gule: nye felter

Sådan kender vi vores private, offentlige og IPv6 IP-adresse

Før vi afslutter, lærer vi os selv, hvordan vi kender vores IP-adresser, vores udstyrs og vores routers.

For at finde ud af den lokale IPv4 og IPv6-adresse i Windows 10 er der flere metoder, men den hurtigste måde er med kommandoprompten. Så vi åbner Start, skriver CMD og rammer Enter. Der vil vi skrive

ipconfig

Og vi vil modtage resultatet.

Og for at kende den offentlige IP-adresse bliver vi nødt til at ty til vores browser eller router. vi kan gøre på siden:

Hvilket-er-min-IP

Og endelig kan vi kontrollere, om vi har en offentlig IPv6-adresse på følgende måde:

Test-IPv6

Vi efterlader dig nogle netværksvejledninger relateret til emnet

Vidste du, at din pc har IPv6, vidste du, at den eksisterede? Hvis du har spørgsmål eller vil påpege noget, hjælper vi dig med kommentarer.