IPv4 срещу IPv6: Каква е точната разлика

ipv4 vs ipv6 what s exact difference

Разликата между IPv4 и IPv6:

В това Поредица от уроци за работа в мрежа , разгледахме всичко WAN в детайли, заедно с примери .

Този урок ще обясни повече за IPv4 и IPv6 заедно с техните разлики. Интернет се превърна в глобална система за мрежата, която отговаря на нуждите от милиарди абонати по целия свят и това се случи поради широката приемливост на интернет протокола.

The IPv4 версия на интернет протокола има 32-битово адресиращо пространство от около 4,3 милиарда IP адреса.

Но поради бързото използване на Интернет, безжична технология и внедряването на LTE технология, обхватът на IP адресите е изчерпан до голяма степен.

За да се преодолее този недостиг на IP пул, Интернет протокол версия 6 (IPv6) , който подобрява адресните възможности на IPv4 чрез внедряване на 128 битово адресиране вместо 32 бита. По този начин, рационално формулиране на изключително безкраен набор от IP адреси.

Също така, IPv6 трябва да предостави няколко подобрения по отношение на сигурността, адресите за маршрутизация, автоматичните конфигурации, мобилността и QoS.

В този урок ще разгледаме подробната архитектура и различни приложения на протоколите IPv4 срещу IPv6 заедно с тяхното значение в ИТ и комуникационния сектор.

Какво ще научите:

• Разлика между IPV4 срещу IPV6
• Какво е IPv4
  • Заглавка на IPv4
  • Режими на IPv4 адресиране
  • Поток на пакети в IPv4
  • Нуждаете се от нова IP версия
• Какво е IPv6
  • Характеристики на IPv6
  • Заглавка на IPv6
  • Режими на IPv6 адресиране
  • Адресна структура
  • Примери на живо за приложения на IPv6
• Заключение
  • Препоръчително четене

Разлика между IPV4 срещу IPV6

Какво е IPv4

Интернет протокол версия 4 работи на интернет слоя на модела TCP / IP и е отговорен за разпознаването на хостовете, дадени на IP адресите, и за съответното маршрутизиране на пакета данни в мрежата или между различни мрежи.

Повечето от елементите на Интернет използват IPv4 схема за адресиране. IPv4 адресът има 32-битово адресиращо пространство, което означава 2 ^ 32 = 4,3 милиарда устройства.

Заглавка на IPv4

• Версия: IPv4 има версия номер 4.
• Дължина на заглавката: Той показва размера на заглавката.
• DSCP: Той означава поле за диференциран код на услуги и е разположен за конструиране на пакети.
• Обща дължина: Той обозначава размера на заглавката плюс размера на пакета данни.
• Идентификация: Ако пакетът с данни е фрагментиран за периода на предаване, полето се използва за разпределяне на всеки и един и същ номер, така че да помогне при конструирането на оригиналния пакет с данни.
• Знамена: Използва се за означаване на процедурата за фрагментиране.
• Отместване на фрагмента: Той указва номера на фрагмента и източника на хост, който ги използва за пренареждане на фрагментираните данни в правилния ред.
• Време за тръгване: За да се избегнат шансовете за цикъл в мрежата, всеки пакет се предава с някаква TTL стойност, която показва броя на скокове, през които може да премине. При всеки скок стойността на TTL се влошава с 1 и когато достигне нула, тогава пакетът се изоставя.
• Протокол: Той обозначава протокола, който използва за предаване на данни. TCP има протокол номер 6, а UDP протокол номер 17.
• Контролна сума на заглавката: Това поле се използва за откриване на грешки.
• Източник IP адрес: Той запазва IP адреса на крайния хост на източника. Дължината е 32-битова.
• IP адрес на местоназначението: Той запазва IP адреса на хоста на местоназначението. Дължината е 32-битова.

Режими на IPv4 адресиране

Има три вида режими за адресиране:

(i) Режим на едноадресно адресиране : В този режим изпращачът може да изпрати IP пакета само до един предназначен краен хост. IP адресът на хоста на местоназначението се съдържа в 32-битовото поле IP адрес на дестинацията на заглавката.

(ii) Излъчен режим на адресиране : В този режим пакетът данни се излъчва или изпраща до всички крайни устройства на хоста, присъстващи в мрежата. IP адресът за излъчване е 255.255.255.255. Когато приемният хост анализира този адрес, тогава всички ще забавляват пакетите данни.

(iii) Режим на многоадресно адресиране : В този режим , изходният хост може да изпраща пакети не на всички, а на повече от един, което означава няколко хоста за местоназначение. Хостът определя адреса на местоназначение за доставка от полето на заглавието на местоназначението, което има специален диапазон от мрежови адреси, които имат право да доставят пакета данни.

Схема за йерархично адресиране:

32-битовият IP адрес съдържа информация за IP адреса на мрежата, подмрежите и хостовете, свързани с нея. Това позволява схемата за IP адреси да бъде йерархична, тъй като може да обслужва няколко подмрежи и на свой ред хостовете.

Моля, не забравяйте, както беше казано в предишния урок за IP адресиране и подмрежи, мрежовият адрес се състои от IP адрес и маска на подмрежата. Всичките пет класа на подмрежа са приложими тук и се използват, както е описано в урока.

Частни IP адреси в IPv4:

Всеки клас на IP има част от IP диапазона, запазен за частни IP адреси. Те могат да бъдат разположени в мрежа като LAN мрежата на офис, но не могат да бъдат използвани за насочване на трафик в Интернет. По този начин мрежовите устройства като рутери и комутатори ще изпуснат пакети от този по-долу споменат диапазон по време на предаване.

Не можем да пропилеем този огромен набор от IP адреси само за да се използва за интранет. По този начин процесът на превод на IP, който е известен като NAT, се използва за превръщането им в публични IP адреси, така че да може да се използва за комуникация с далечния край.

Loopback IP адреси в IPv4:

Обхватът на IP от 127.0.0.0 до 127.255.255.255 е резервиран за целите на обратна връзка, което означава самоадресиране на хостов възел. Обратният IP има голямо значение в комуникационния модел клиент-сървър.

Използва се за тестване на правилната свързаност между два възела. Например, Клиент и сървър в една и съща система. Ако адресът на местоназначението на хоста в системата е зададен като обратен адрес, тогава системата го изпраща обратно на себе си и няма изискване за NIC.

Чрез ping 127.0.0.1 или който и да е IP от обратния IP обхват, беше изчистено, че връзката се установява между две системи в мрежата и те работят правилно.

Поток на пакети в IPv4

Всички устройства в IPv4 средата са разпределени с набор от отличителни логически IP адреси. Когато крайно устройство иска да предаде каквито и да е данни на отдалеченото крайно устройство в мрежа, то първо получава IP адреса, като изпраща заявка до DHCP сървъра.

DHCP сървърът потвърждава заявката и в отговор изпраща цялата необходима информация като IP адрес, адрес на подмрежа, шлюз, DNS и др. До хостващото устройство, което иска.

Сега, когато потребителят в изходната точка иска да отвори уеб страница като google, която обозначава само името на домейна, тогава компютърът няма интелигентност за комуникация със сървъри с име на домейн.

По този начин той ще изпрати DNS заявка до DNS сървъра, който съхранява IP адреса срещу всяко от имената на домейни в него, за да получи IP адреса, съответстващ на заявения уеб сайт. В отговор DNS сървърът дава желания IP адрес.

Ако IP адресът на местоназначението е от същата мрежа, той ще достави данните съответно. Но ако IP адреса на местоназначението е от друга мрежа, заявката ще отиде до рутера на шлюза или към прокси сървъра, за да получи пакета, насочен към местоназначението.

Тъй като компютрите работят на ниво MAC адрес, хост компютърът ще изпрати ARP заявката за получаване на MAC адреса на рутера на шлюза. В отговор рутерът на шлюза връща MAC адреса. По този начин хостът източник ще изпрати пакет данни към шлюза.

По този начин IP адресът насочва данните логично, но MAC адресът доставя данните в системата на физическо ниво.

Нуждаете се от нова IP версия

Следват някои от ключовите точки, за които се нуждаем от нова IP версия:

• Адресното пространство, предоставено от IPv4, е ограничено до 4,3 милиарда потребители, което е изчерпано поради увеличаването на използването на Интернет в наши дни.
• IPv4 не осигурява сигурен режим на предаване.
• IPv4 не поддържа функции за автоматично конфигуриране.
• Функцията QoS не е на ниво.

Какво е IPv6

IPv6 предоставя пряко и дългосрочно решение за справяне с космическия проблем. Адресите, дефинирани в IPv6, са огромни. IPv6 позволява на мрежовите устройства, големите организации и дори всеки човек по света да се свърже с всеки рутер, превключвател и крайно устройство, за да бъде свързан директно с глобалния Интернет.

Характеристики на IPv6

Разширените функции са както следва:

(i) Голям брой адреси: Основната причина за проектирането на IPv6 е недостигът на адреси в IPv4. IPv6 има 128-битово адресиране. Това адресно пространство поддържа общо 2 ^ 128 (наблизо 3,4 * 10 ^ 38) адреса, което е потенциално достатъчно за свързване с огромен брой устройства в много повече години напред.

(ii) Автоматична конфигурация на адреса: IPv6 хостовете могат автоматично да се конфигурират, когато са свързани с IPv6 мрежа, като използват ICMPv6 съобщения. Това е в ярък контраст с IPv4 мрежите, където мрежовият администратор трябва ръчно да конфигурира хостовете.

Когато се задейства карта на мрежов адаптер IPv6, тя си разпределя IP адрес въз основа на стандартен префикс, добавен към неговия MAC адрес. Това позволява на устройството да комуникира във вътрешната мрежа и да търси всички сървъри, с които е разрешено да комуникира.

Те могат да използват DHCPv6, AAAA или други механизми за изтегляне на адресите на шлюза, настройките за защита, атрибутите на политиката и други услуги.

(iii) Мултикаст: Възможността за изпращане на единичен пакет данни до няколко хоста за местоназначение е една от спецификациите на IPv6.

(iv) Задължителна защита в мрежовия слой: IPv4 се изграждаше, когато сигурността не беше от първостепенно значение. Удостоверяването на протоколи като защитата на интернет протокола (IPsec) е част от пакета протоколи, базиран на IPv6. Следователно всички съответстващи IPv6 сесии могат да бъдат удостоверени.

(v) Опростена обработка на рутера: За да се обобщи процесът на маршрутизиране, заглавията са преработени и намалени в IPv6 за бърза обработка.

В IPv4 дължината на заглавката е променлива, но в IPv6 тя е фиксирана на 40 байта. Функциите по избор са преместени, за да разделят заглавките на разширенията. TTL се заменя с ограничение на скока. Контролната сума не се изчислява.

как да отворя xml файл

По пътя рутерите не фрагментират пакетите, тъй като откриването на MTU на пътя се извършва от първоначалния рутер.

(vi) Мобилност на IP хост: През последните десетилетия Интернет работеше в издърпващ режим, при който потребителите искаха информация от интернет. Но с течение на годините сценарият се промени, сега се появяват приложения като сигнали за запаси, новини на живо, спортни актуализации, мултимедийни съобщения и т.н., където доставчиците на интернет услуги трябва да насочат тези услуги към потребител.

Но тогава доставчиците на интернет услуги трябва да достигнат до потребителя, използвайки винаги един и същ мрежов идентификатор, независимо от точката на прикачване към мрежата. Мобилността на IP хост е предназначена за тази нужда.

Mobile IPV6 дава възможност на мобилен възел произволно да променя местоположението си в IP мрежа, като същевременно поддържа съществуващите връзки.

Един от заглавията на разширенията е заглавката за мобилност, която се използва за реализиране на тази функция в IPv6.

Някои от практическите приложения на MIPv6 са както следва:

1. Мобилност на предприятието: Куриерските служби като Blue dart или обществен транспорт като UBER, OLA кабина и др., Използват това за съответните си работни места.
2. Домашно достъпни мрежи в световен мащаб: В IPv6 минималният размер, даден на потребителя, е / 64. С това адресиращо пространство потребителят може да създаде домашна мрежа, свързваща се с различни устройства като камери, променлив ток и друго оборудване. Те могат да бъдат достъпни и управлявани чрез Интернет. Когато едно семейство се премести от едно място на друго, тогава цялата мрежа може да се премести, използвайки IP мобилност.
3. Транспорт с интернет (автобуси, камиони и кабини): Комуникацията между автомобилите може лесно да се осъществи чрез MIPv6. Превозните средства могат да се организират в мрежова мрежа и да предават информацията за пакета помежду си, докато всички се движат.

(vii) QoS на Lebel на потока: Всички диференциални услуги и интегрирани услуги, атрибути за качество на услугата от IPv4 се пренасят в IPv6. В допълнение, IPv6 има изключително поле от 20 байта на етикета на потока. Това е разработено, за да осигури богат набор от QoS атрибути за нарастващия свят на IPv6.

Заглавка на IPv6

Заглавката на IPv6 е от 40 байта и се състои от следните полета:

• Версия: Той е от 4 бита и съдържа версията на IP, която е 6.
• Клас на трафика: Той е от 8 бита и обозначава вида на услугата, използвана за маршрутизиране на пакети.
• Етикет на потока: Той е от 20 бита. Използва се за осигуряване на последователен поток от трафик. Устройството източник обозначава последователностите към пакетите данни, така че за маршрутизатора е по-лесно да маршрутизира пакетите последователно. Това поле е много полезно при поточно предаване в реално време.
• Дължина на полезния товар: Той е от 16 бита. Това поле ще предаде на рутера информацията за това колко данни може да носи даден пакет в полезния си товар.
• Следваща заглавка: Това поле е от 8 бита и означава наличието на заглавна част на разширение и ако не съществува, то означава PDU на горния слой.
• Ограничение на хмела: Това е от 8 бита и се използва за забрана на пакета с данни да се завърта в безкрайност в системата. Това работи подобно на TTL, както в заглавката на IPv4. При всеки хоп стойността на лимита на хоп се понижава до 1 и когато достигне нула, пакетът се отказва.
• Адрес на източника: Той е от 128 бита и обозначава адреса на изходния хост на мрежата.
• Адрес на дестинацията: Той също е със 128 бита и обозначава адреса на приемащия приемник на пакета от мрежата.
• Заглавки на разширенията: Фиксираният заглавие IPv6 се състои само от онези полета, които носят част от съществена информация и избягват тези, които не се използват редовно. Такава информация се задава между фиксираната заглавка и заглавката на горния слой и е известна като заглавки на разширения. Всеки хедър на разширението има някаква стойност и му се възлага задача.

Подробностите са посочени в таблицата по-долу:

Режими на IPv6 адресиране

IPv6 предлага много режими за адресиране, които са същите, както са дефинирани в IPv4, и е въведен нов режим, т.е. въведен е режим на всякакво адресиране.

Нека разберем с помощта на Пример.

www.softwaretestinghelp.com уеб сървърът се намира на всички континенти. Да предположим, че всички сървъри имат един и същ IPv6 anycast IP адрес, когато потребител от Индия търси сайта, тогава DNS, насочен към сървъра, физически присъства в самата Индия.

По същия начин, ако потребител от Ню Йорк иска да достигне същия сайт, тогава DNS отново ще го насочи към сървъра, локално присъстващ в Америка. По този начин се използва най-близкият с подходяща цена на маршрутизиране.

Адресна структура

Адресната структура на IPv6 е 128 бита и е разделена на 8 шестнадесетични блока, всеки от 16 бита и е разделена със символ на двоеточие.

Например , адресната структура ще бъде следната:

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

Глобален едноадресен адрес:

Горното изображение показва глобалните едноадресни адреси в схемата IPv6, която е разделена на различни подчасти, всяка от които обозначава някаква информация за мрежата.

Адрес на местната връзка:

Автоматично конфигурираният адрес в IPv6 се нарича локален адрес за връзка. 16-те бита на стартовия се запазват като фиксиран адрес, FE80, а следващите 48 бита се поставят като нула.

По този начин структурата ще изглежда така, както е показано на фигурата по-долу:

Те се използват за вътрешна комуникация в IPv6 хост устройства само за излъчване.

Уникално-местен адрес:

Това е изключително в световен мащаб и винаги започва с FD. Използва се за местни или регионални комуникации.

Адресните спецификации са показани по-долу на фигурата:

Обхват за IPv6 адреси:

Глобалните едноадресни адреси се използват за маршрутизиране през интернет, докато другите два се използват само на организационно и местно ниво.

Примери на живо за приложения на IPv6

Пример 1:

Логистика и верига за доставки в индийските железници: Индийските железници са най-добрият пример за най-голямата мрежа за логистика и верига на доставки в Индия, тъй като се състоят от превоз на милиони стоки и колети, които пътуват през няколко щата на страната всеки ден.

Поради изчерпаните IP адреси на IPv4, стана трудно да се изгради разширяващата се верига на доставки чрез използване на IPv4. Голямото адресно пространство и функциите за автоматично конфигуриране на IPv6 ще помогнат за проследяване и експлоатация на състоянието на вагони, талиги и колети в системата. С помощта на това крайният потребител може също да проследява състоянието на своите стоки.

Базата данни за логистика може да се поддържа чрез онлайн системата и може да се наблюдава 24 * 7 и по този начин помага за намаляване на случаите на забавена доставка и откраднати или изгубени стоки.

Пример 2:

Интелигентна транспортна система: Индия все още се бори с управлението на системата за движение в различни градове, а ситуацията е още по-лоша в столичните градове.

За да се преодолеем това, се нуждаем от мониторинг и управление на системата за трафик в реално време. Особено необходимостта от обикновените мъже е да получат лесен достъп до превозни средства за обществени услуги като обществени автобуси, училищни микробуси, линейки и пожарни бригади.

IPv6 предоставя ITS функции като мобилен IPv6, голямо адресно пространство и подобрен модел на сигурност, който е необходим за внедряването на ITS.

Линейките, училищните микробуси и пожарната могат да бъдат оборудвани с биосензори, безжични телефони и видеокамери, които улесняват намирането и наблюдението на тези превозни средства, а за крайните потребители става лесно достъп до тях за тяхното използване .

Платформата IPv6 дава възможност на системата с мониторинг на трафика в реално време и управлението им чрез въвеждане в експлоатация на различни сензори и софтуер за мониторинг в пиковата точка на трафика и по този начин осигурява изглед в реално време на условията на трафика.

(i) Спешно здравеопазване: IPv6е една такава технология, която може да доведе до революционна промяна в индустрията на телемедицината и спешните здравни грижи.

Интернет е такава платформа, която може да се свързва по целия свят в една мрежа. Чрез подобрените функции на технологията IPv6 и 4G LTE (която е базирана на IP мобилна свързаност за глас, данни и мултимедия) ние можем да предоставим на пациента медицинска поддръжка онлайн и в реално време при спешни случаи.

искане за повишаване в извадка за оценка

Всъщност държавните болници като AIMS и SGPGI го прилагат и извършват много здравни лечения в сътрудничество с чуждестранни лекари, свързани чрез видеоконференции, като търсят онлайн подкрепа за осигуряване на подобрено здравно заведение.

Болниците също могат да поддържат запис на скъпото си здравно оборудване, като ги оборудват с биосензори.

(Ii) IPTV; Телевизията с интернет протокол е най-бързо развиващата се технология на пазара.

Чрез функциите на IPv6 като мобилен IPv6, автоматично конфигуриране и голямо адресно пространство, освен че просто гледаме всички канали на телевизията, можем да гледаме и онлайн филми, видеоклипове, песни, онлайн спорт и онлайн игри.

Използвайки функцията за мулти-кастинг на IPv6, ние можем да гледаме онлайн телевизия и поточно видео в реално време . Не е необходимо да се абонираме за всички канали и можем да избираме от IPTV приемника, какъвто и канал да имаме да гледаме.

Тъй като IPTV се нуждае от много високоскоростен интернет за предоставяне на горепосочените услуги, IPv6 е най-подходящата платформа за прилагането му. JIO TV, JIO CINEMA, JIO MUSIC са примери за IPTV стрийминг, а MobiTV в САЩ управлява всички услуги, свързани с видео стрийминг и телевизия на компанията JIO в Индия.

Заключение

По време на началото на Интернет, IPv4 беше широко използван навсякъде, но поради увеличаването на използването на Интернет за няколко цели, освен за организации до домашна мрежа и мобилни телефони, адресното пространство е изчерпано.

Поради това беше въведена технологията IPv6, която има безкрайна възможност за адресиране с разширени функции като автоматично конфигуриране и мобилност и т.н.

В този урок изучихме различните характеристики на схемите за адресиране на IPv4 и IPv6 с помощта на живи примери и различни диаграми. Междувременно преходът на IPv6 от IPv4 не е много лесен и все още много организации използват техниката IPv4 и са във фаза на преход.

Поради това е необходимо да се разберат характеристиките и режимът на работа на схемите за адресиране IPv4 срещу IPv6.

PREV Урок | СЛЕДВАЩ Урок

Препоръчително четене

• Какво е Wide Area Network (WAN): Примери за WAN мрежа на живо
• IEEE 802.11 и 802.11i Wireless LAN и 802.1x стандарти за удостоверяване
• Какво е IP Security (IPSec), TACACS и AAA протоколи за сигурност
• Какво представляват протоколите HTTP (Hypertext Transfer Protocol) и DHCP?
• Важни протоколи от приложния слой: DNS, FTP, SMTP и MIME протоколи
• TCP / IP модел с различни слоеве
• Пълно ръководство за защитна стена: Как да изградим сигурна мрежова система
• Всичко за рутерите: Видове рутери, маршрутизираща таблица и IP маршрутизация