„Ipv4 vs ipv6“ - kas tai yra ir kam jis naudojamas tinkluose

Internetas ir tinklų pasaulis nebūtų tokie, kokius mes žinome, ir net neegzistuotų, jei jie nebūtų skirti IPv4. Itin svarbus protokolas jungiantis įrenginius per tinklą tiek fiziškai, tiek belaidžiu būdu. Šiandien pamatysime viską, kas susiję su IP, ir išanalizuosime skirtumus tarp IPv4 ir IPv6, paaiškindami pagrindines jo savybes.

Turinio rodyklė

IPv4 ir OSI modelis

Turėsime pradėti nuo pagrindinio, kuris yra apibrėžti ir suprasti, kas yra IP adresas, nesvarbu, ar tai IPv4, ar IPv6.

OSI modeliuoja tinklo standartą

Dėl to turime greitai pateikti nuorodą į OSI (Open System Interconection) modelį. Tai yra etaloninis modelis, o ne tinklo architektūra skirtingiems tinklo protokolams, kurie įsikiša į ryšius per kompiuterinę įrangą. Modelis suskirsto telekomunikacijų sistemas į 7 lygius, kad būtų galima atskirti įvairius duomenų keliavimo iš vieno taško į kitą etapus, taip pat kiekviename iš jų naudojamus protokolus.

Kas yra OSI modelis: išsamus paaiškinimas

Mes jau žinome, kad yra modelis, klasifikuojantis, taip sakant, tinklo protokolus, o būtent IPv4 ir IPv6 yra du iš šių tinklo protokolų. Tokiu atveju jie veikia viename iš žemiausių modelio lygmenų, tinklo sluoksnyje arba 3 sluoksnyje. Šis sluoksnis yra atsakingas už paketų nukreipimą tarp dviejų sujungtų tinklų. Tai leis duomenis iš siųstuvo į imtuvą perjungti ir nukreipti iš vieno taško į kitą.

Žemiau jo yra duomenų jungčių sluoksnis (2 sluoksnis), kuriame veikia jungikliai, o virš jo yra 4 arba transportavimo sluoksnis, kuriame įsikiša TCP protokolas, kuris perkelia paketus per duomenų schemas.

Kas yra IP adresas

Mes kalbame apie IP adresą kaip skaitmeninę aibę po kablelio arba šešioliktainio (matysime), kuri logiškai identifikuoja ir pagal hierarchiją pateikia tinklo sąsają. Kiekvienam prie tinklo prijungtam įrenginiui turi būti priskirtas IP adresas, laikinas identifikatorius, toks kaip mūsų DNI, kai esame šiame pasaulyje, arba telefono numeris, kai sudarėme sutartį dėl telefono paslaugos. IP dėka skirtingi kompiuteriai gali susisiekti vienas su kitu, todėl paketai keliauja per tinklą, kol suranda savo gavėją.

IP adresas gali būti fiksuotas ( fiksuotas IP) arba dinaminis (DHCP arba dinaminis pagrindinio kompiuterio konfigūracijos protokolas), kurį visada priskiria serveris ar maršrutizatorius, dirbantis tinklo sluoksnyje. Kai mes kalbame apie fiksuotą IP, tai reiškia, kad pagrindinis kompiuteris visada turės tą patį IP adresą, net jei jis bus išjungtas ir įjungtas. Nors DHCP IP dinamiškai priskiriamas pagrindiniam kompiuteriui jį įjungus, žinoma, tinklo mazgams paprastai suteikiamas tas pats IP adresas, visada po pirmojo susiejimo su maršrutizatoriumi.

Tinklo architektūroje turime atskirti viešąjį tinklą, kuris būtų internetas, ir privatųjį tinklą, esantį už maršrutizatoriaus, kuriame yra mūsų kompiuteriai ir išmanusis telefonas ar planšetiniai kompiuteriai, jei prisijungiame prie „Wi-Fi“. Pirmuoju atveju mes kalbame apie išorinį IP, kuris būtų adresas, kuris yra priskirtas maršrutizatoriui, norint susisiekti su internetu, dinaminiu, kurį beveik visada teikia mūsų IPT. Antroje dalyje mes kalbame apie vidinį IP adresu, kurį maršrutizatorius suteikia mūsų tinklo kompiuteriams, kurie beveik visada būna 192.168.xx tipo.

Negalime painioti IP su MAC adresu, kuris yra dar vienas šiuo metu fiksuotas ir unikalus adresas, identifikuojantis kiekvieną tinklo kompiuterį. Tai nustatyta gamykloje, kaip ir telefono IMEI, nors galima jį modifikuoti ir identifikuoja pagrindinį kompiuterį OSI modelio transportavimo sluoksnyje. Tiesą sakant, jungiklis arba maršrutizatorius yra tai, kad jis susieja MAC su IP. MAC yra 48 bitų kodas, išreikštas šešioliktainėmis žymomis 6 dviejų ženklų blokais.

IP protokolas

IP adresas yra identifikatorius, priklausantis IP protokolui (interneto protokolui), kuris yra IPv4 ir IPv6 adresų sistema kaip naujesnė versija ir parengta ateičiai. Tai yra protokolas, veikiantis tinklo sluoksnyje ir nėra orientuotas į ryšį, tai reiškia, kad ryšiai tarp dviejų tinklo galų ir keitimasis duomenimis gali būti vykdomi be išankstinio susitarimo. Kitaip tariant, imtuvas perduoda duomenis, nežinodamas, ar imtuvas yra prieinamas, todėl jis pasieks imtuvą, kai jis bus įjungtas ir prijungtas.

IPv4 ir IPv6 perduodami perjungiami duomenų paketai per fizinius tinklus, veikiančius pagal OSI modelį. Tai atliekama dėl maršruto parinkimo, technologijos, leidžiančios paketui rasti greičiausią kelią iki tikslo, tačiau be garantijų, kad jis atvyks, žinoma, šią garantiją suteikia duomenų perdavimo sluoksnis su TCP, UDP ar kitu protokolu.

IP protokolo tvarkomi duomenys yra padalijami į paketus, vadinamus duomenų schemomis, kurie neturi jokios apsaugos ar klaidų valdymo siuntimui tipo. Ar datagrama bus siunčiama tik turint IP, gali ir neatvykti, sugadinta ar išsami, atsitiktine tvarka. Kartu su duomenimis joje yra tik informacija apie šaltinį ir paskirties IP adresą. Žinoma, tai neatrodo labai patikima, todėl transportavimo sluoksnyje ši duomenų schema yra paimama ir įvyniojama į TCP arba UDP segmentą, pridedant klaidų tvarkymą ir daug daugiau informacijos.

IPv4

Dabar susitelkime į IPv4 protokolą, tinkluose veikiantį nuo 1983 m., Kai buvo sukurtas pirmasis ARPANET paketų mainų tinklas, kurį apibūdina RFC 791 standartas. Kaip sako jo pavadinimas, yra 4 protokolo IP protokolas, tačiau yra tai, kad ankstesnių versijų neturime ir tai buvo pirmoji.

IPv4 naudojamas 32 bitų adresas (32 adresai ir nuliai dvejetainėje), išdėstyti 4 oktais (8 bitų skaičiais), atskirtų taškais po kablelio. Tai bus praktiškai pritaikyta taip, kad:

192.168.0.102

Tokiu būdu mes galime turėti adresus, kurių vertė svyruoja nuo 0.0.0.0 iki 255.255.255.255. jei mes išversime ankstesnį IP į dvejetainį kodą, mes turėsime:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Kitaip tariant, 32 bitai, taigi su IPv4 galėsime adresuoti iš viso:

2 ³² = 4 294 967 296 šeimininkai

Tai gali atrodyti labai daug, tačiau šiuo metu IPv4 adresai yra praktiškai išnaudoti, nes 4 milijardai kompiuterių šiandien yra gana normalus skaičius. Tiesą sakant, jau 2011 m. Jų pradėjo trūkti, kai už IP adresų suteikimą Kinijoje atsakinga įstaiga panaudojo paskutinį paketą, todėl IPv6 protokolas pasirodė gelbėti . Mes naudojame šį adresą beveik 40 metų, todėl visą gyvenimą tai nėra blogai.

Turime nepamiršti, kad vidiniai IP adresai LAN tinkluose visada bus vienodi ir jiems įtakos neturės išoriniai IP. Tai reiškia, kad vidiniame tinkle galime turėti pagrindinį kompiuterį, turintį 192.168.0.2, ir tai taip pat naudos kiti kompiuteriai kitame vidiniame tinkle, galėdami atkartoti tiek kartų, kiek norime. Bet išoriniai IP adresai yra matomi visame interneto tinkle ir jų jokiu būdu negalima pakartoti.

IPv4 antraštė

Todėl patogu peržiūrėti IPv4 antraštės, kurios mažiausias dydis yra 20 ir ne daugiau kaip 40 baitų, struktūrą.

Greitai paaiškinsime kiekvieną skyrių, nes kai kuriuos vėliau bus galima išplėsti į „IPv6“

• Versija (4 bitai): nurodo protokolo versiją, kuri yra 0100 v4 ir 0110 v6. IHL (4 bitai): yra antraštės dydis, kuris gali būti nuo 20 iki 60 baitų arba tas pats nuo 160 bitų iki 480 bitų. Aptarnavimo laikas (8 bitai): identifikatorius tuo atveju, jei pakuotė yra ypatinga, pavyzdžiui, svarbesnė atsižvelgiant į pristatymo skubumą. Bendras ilgis (16 bitų): atspindi bendrą duomenų diagramos ar fragmento dydį oktetais. Identifikatorius (16 bitų): jis naudojamas, jei datagrama yra suskaidyta taip, kad vėliau galėtų prisijungti su vėliavomis (3 bitai) ir fragmento poslinkis arba padėtis (13 bitų): 1-asis bitas bus 0, 2-asis bitas (0 = dalijamas, 1 nedalijamas)., 3-asis bitas (0 = paskutinis fragmentas, 1 = tarpinis fragmentas) TTL (8 bitai): IPv4 paketo veikimo laikas. Tai atspindi apynių skaičių maršrutizatoriuose, kurių gali prireikti - 64 arba 128. Kai pakuotė išnaudojama, ji pašalinama. Protokolas: nurodo protokolą, kuriam datagrama turi būti perduodama aukštesniuose sluoksniuose, pavyzdžiui, TCP, UDP, ICMP ir kt. Kontrolinė suma: norint kontroliuoti paketo vientisumą, kiekvieną kartą perskaičiuojant, kai pasikeičia ankstesnė vertė.

IPv6 ir skirtumai su IPv4

Nors išsamiai paaiškiname vieną iš šių protokolų, tai yra pasaulis, mes negalime to daryti amžinai, todėl dabar tęsime naudodami „IPv6“ arba „ Internet Protocol“ 6 versiją. O kur yra 5 versija? Niekur tai nebuvo tik eksperimentinė, todėl pažiūrėkime, kas tai yra ir kuo skiriasi „IPv4“.

Absoliučiai visi mes kada nors matysime ankstesnių IP adresą, bet tikrai vieną iš šių daug mažiau kartų, arba mes net nepastebėjome. „IPv6“ buvo įdiegtas 2016 m., Apibrėžus savo RFC 2460 standartą, ir iš esmės ketinama prireikus pakeisti „IPv4“. Šis standartas atsirado dėl poreikio azijiečiams suteikti daugiau IP adresų. IP adresai yra rezervuoti taip kalbėti, o paskutinis paketas buvo rezervuotas 2011 m., Kaip aptarta aukščiau. Tai nereiškia, kad jie visi jau naudojami, nes įmonės juos naudoja, kai į tinklą pridedama daugiau mazgų.

IPv6 taip pat yra sukurtas teikti fiksuotą IP visų tipų įrenginiams. Bet kiek dar IP adresų galime suteikti su šia nauja versija? Na, bus keletas, nes šiuo adresu naudojami 128 bitai su mechaniku, panašiu į ankstesnį. Bet šį kartą tai daroma naudojant šešioliktainį žymėjimą, kad jis užimtų mažiau vietos, nes 128 bitų pateikimas oktetais leistų gauti nepaprastai ilgą adresą. Taigi šiuo atveju jis yra sudarytas iš 8 sekcijų, kiekviena iš jų 16 bitų.

Perkėlus atgal į praktiką, raidinis skaitmenis atrodys taip:

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

Tokiu būdu adresai gali būti nuo 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 iki ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Šį kartą mes neketinsime versti šio adreso į dvejetainį kodą vien tam, kad išvengtume depresijos, tačiau jis turėtų 128 ir nulis. Kai matome bet kurį iš šių adresų savo kompiuteryje ar bet kuriame kitame pagrindiniame kompiuteryje, gali būti, kad jis pateikiamas su mažiau grupių, ir yra taip, kad jei mes turime grupes, kuriose yra tik nuliai, jų galima praleisti tol, kol jie yra dešinėje.

Dabar su IPv6 ir šiais 128 bitais mes galėsime adresuoti iš viso:

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

Tokiu būdu kinai galės be jokių apribojimų įdiegti visus norimus serverius, nes jų talpa yra tikrai nepaprasta. Nors šiuo metu jis neveikia vienas, mūsų kompiuteriai tinklo kortelėje jau turi IPv6 adresą.

IPv6 vs IPv4 antraštė ir kitos naujienos

Svarbus dalykas diegiant naują adresą yra padaryti jį atgal suderinamu su ankstesniais protokolais ir naudoti kituose sluoksniuose. IPv6 naudojimas gali būti naudojamas kartu su kitais programos protokolais ir transportavimo sluoksniais, mažai keičiant antraštes, išskyrus FTP ar NTP, nes jie integruoja tinklo sluoksnio adresus.

Taip pat buvo išnagrinėtas būdas supaprastinti protokolo antraštę, padarant ją paprastesnę nei naudojant IPv4 ir fiksuoto ilgio, o tai labai padeda jos apdorojimo greičiui ir identifikuojant datagramą. Tai reiškia, kad mes turime siųsti informaciją naudodami IPv4 arba IPv6, bet ne abu kartu. Pažiūrėkime šią antraštę:

Dabar antraštė yra supaprastinta, nepaisant to, kad ji yra dvigubai ilgesnė nei IPv4, jei nepridėsime parinkčių plėtinių antraščių pavidalu.

• Versija (4 bitai) Srauto klasė (8 bitai): ji sutampa su paketo prioriteto valdymo srauto etikete (20 bitų): ji valdo „QoS“ duomenų ilgį (16 bitų): akivaizdu, kiek jis matuoja duomenų erdvę. Kitas standartinis dydis - 64 KB, kurį nustato „ jumboframes“ Kita antraštė (8 bitai): atitinka IPv4 protokolo skyrių Apynių riba (8 bitai): pakeičia TTL plėtinių antraštes : jos prideda papildomų parinkčių fragmentavimui, šifravimui ir kt. „IPv6“ yra 8 tipų plėtinių antraštės

Tarp naujovių, įtrauktų į šį protokolą, galima išskirti didesnius adresų teikimo pajėgumus net potinkliuose ar vidiniuose tinkluose ir supaprastinta forma. Dabar potinklyje galime turėti iki 2 ⁶⁴ kompiuterių, tiesiog pakeisdami keletą mazgų identifikatorių.

Prie to pridedama galimybė, kad kiekvieną mazgą galima susikonfigūruoti, kai jis įtraukiamas į „IPv6“. Tokiu atveju iš maršrutizatoriaus nebus reikalaujama IP, bet ND užklausa dėl konfigūracijos parametrų, tai vadinama bevalstybinio adreso autokonfigūracija (SLAAC). Nors jūs taip pat galite naudoti DHCPv6, jei to neįmanoma padaryti.

„IPsec “ šiuo atveju nėra pasirenkama, tačiau privaloma ir įdiegiama tiesiogiai „IPv6“ maršrutizatoriuose, kurie jau veikia su šiuo protokolu. Prie to pridedame „Jumbograms“ palaikymą, tai yra, „Jumbo“ duomenų schemas, kurios yra daug didesnės nei „IPv4“, kurios buvo maksimalios 64 KB, ir dabar gali padidinti iki 4 GB.

Apibendrinant paliekame jums dvi lenteles, kad pastebėtumėte skirtumą tarp abiejų IPv4 ir IPv6 antraščių.

• Mėlyna: dažni laukai abiejose antraštėse Raudona: laukai, kurie buvo pašalinti Žalioji: laukai, kurie buvo pervadinti į geltoną: nauji laukai

Kaip žinoti mūsų privatų, viešą ir IPv6 IP adresą

Prieš baigdami, mes mokome save žinoti savo, savo įrangos ir maršrutizatoriaus IP adresus.

Yra keli metodai, norint sužinoti vietinį „IPv4“ ir „IPv6“ adresą „Windows 10“, tačiau greičiausias būdas yra komandų eilutė. Taigi mes atidarome Pradėti, įveskite CMD ir paspauskite Enter. Ten mes parašysime

„ipconfig“

Ir gausime rezultatą.

Norėdami žinoti viešąjį IP adresą, turėsime kreiptis į savo naršyklę ar maršrutizatorių. mes galime padaryti puslapyje:

Kas-mano-ip

Pagaliau mes galime patikrinti, ar turime viešą IPv6 adresą, tokiu būdu:

„Test-IPv6“

Mes paliekame jums keletą tinklo temų, susijusių su šia tema

Ar žinojai, kad tavo kompiuteryje yra IPv6, ar žinojai, kad jis egzistuoja? Jei turite klausimų ar norite ką nors nurodyti, mes mielai jums padėsime iš komentarų.