آشنائی اوليه با IPv6

اینترنت از بدو پیدایش تاکنون، منشأ تحولات عظیمی در حیات بشریت بوده است و ضریب استفاده از آن در اکثر کشورهای جهان همچنان سیر صعودی را طی می‌نماید. به‌جرأت می‌توان گفت که طراحان اولیه اینترنت هرگز تصور چنین رشدی را نمی‌کردند. بدیهی است که طراحی انجام‌شده در برخی موارد پس از گذشت ده‌ها سال با چالش‌های جدی مواجه شود. به‌عنوان نمونه، پروتکل IP که یکی از پروتکل‌های اساسی در اینترنت است، به گونه‌ای طراحی نشده است که بتواند از تعداد بیشماری دستگاه و کاربر متصل به اینترنت حمایت نماید. علاوه بر این، هم‌اکنون درخواست‌های متعددی مبنی بر استفاده از مواردی نظیر ویدئو، صوت و دستگاه‌های بی‌سیم (نظیر موبایل) توسط برنامه‌ها وجود دارد که قطعاً در آینده شتاب بیشتری خواهد گرفت.

در اوایل سال 1990، IETF (برگرفته از Internet Engineering Task Force) که مسئولیت استانداردسازی اینترنت را برعهده دارد اعلام نمود که پروتکل IP (با نام IPv4) دارای محدودیت‌هایی در زمینه آدرس‌دهی است و از همان زمان بر طراحی نسخه‌ای جدید از پروتکل فوق تأکید شد. در نهایت، در سال 1995 نسخه اولیه IPv6.0 آماده گردید.

پروتکل و جایگاه آن در شبکه‌های کامپیوتری

کامپیوترها و سایر دستگاه‌های شبکه‌ای به منظور ارتباط با یکدیگر از پروتکل استفاده می‌نمایند. تاکنون پروتکل‌های متعددی در عرصه شبکه‌های کامپیوتری طراحی و پیاده‌سازی شده است. TCP/IP که مشتمل بر خانواده‌ای از پروتکل‌های شبکه‌ای است، نمونه‌ای در این زمینه است که از آن در اینترنت استفاده می‌شود. اینترنت متشکل از شبکه‌های جداگانه متعددی است که توسط روتر به یکدیگر متصل شده‌اند. هر پروتکل موجود در خانواده TCP/IP با یک هدف خاص طراحی شده و دارای وظایف از قبل تعریف‌شده و کاملاً مشخصی است.

پروتکل IP (برگرفته از Internet Protocol) یکی از اعضای خانواده پروتکل TCP/IP است که در لایه شبکه فعالیت می‌نماید. از پروتکل فوق به منظور انتقال دیتاگرام (datagram) بین کامپیوترها استفاده می‌شود. دیتاگرام از یک هدر و فیلد داده تشکیل می‌شود. هر هدر دیتاگرام شامل آدرس مقصد است (اطلاعات مورد نیاز برای توزیع دیتاگرام به مقصد مورد نظر). بدین ترتیب، امکان ارسال هر دیتاگرام به صورت جداگانه وجود خواهد داشت.

IPv4 و محدودیت‌های آن

قبل از بررسی پروتکل IPv6، اجازه دهید ابتدا به برخی از ویژگی‌های پروتکل IPv4 که هم‌اکنون استفاده می‌شود، اشاره‌ای داشته باشیم:

• پروتکل IPv4 از جمله پروتکل‌های حیاتی در اینترنت است که هم‌اکنون از نسخه شماره چهار که به آن IPv4 گفته می‌شود، استفاده می‌گردد.
• پروتکل IPv4 در سال 1970 ابداع شده است و در آن زمان هیچ‌کس فکر نمی‌کرد که زمانی فرا خواهد رسید که برای انجام بسیاری از کارها استفاده از این پروتکل به یک ضرورت تبدیل گردد.
• در IPv4 امنیت تعبیه نشده است و به همین دلیل است که پروتکل‌هایی دیگر نظیر IPSec با رویکرد امنیتی پیاده‌سازی شده است.
• مهم‌ترین چالش IPv4، محدودیت فضای آدرس‌دهی آن است.
• پروتکل IPv6 قادر به حمایت از 50 اکتیلیون (هر اکتیلیون معادل عدد یک به همراه 48 صفر است) آدرس IP است.

امکانات و ویژگی‌های جدید IPv6

پروتکل IPv6 به گونه‌ای طراحی شده است تا ضمن ایجاد یک محیط همگرا، زمینه استفاده از صوت، تصویر و سرویس‌های داده را بر روی شبکه‌ای با زیرساخت IP فراهم نماید. بدین منظور، امکانات و پتانسیل‌های پیشرفته‌ای در IPv6 پیش‌بینی شده است:

1. افزایش فضای آدرس‌دهی

فضای آدرس‌دهی IPv6 بسیار گسترده‌تر از IPv4 است:

• در IPv4: 4,294,967,296 آدرس وجود دارد.
• در IPv6: 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 آدرس پشتیبانی می‌شود.

2. پیکربندی اتوماتیک Stateless

• در IPv4، این کار از طریق سرویس‌دهنده DHCP انجام می‌شود.
• در IPv6، این کار توسط DHCPv6 انجام خواهد شد.
• در IPv6، امکان پیکربندی اتوماتیک Stateless برای ارتباط با روتر مجاور فراهم شده است.

3. امنیت اجباری

• در IPv4، امکان استفاده از IPsec وجود دارد اما به‌عنوان یک قابلیت اختیاری پیاده‌سازی شده است.
• در IPv6، IPsec به‌عنوان بخشی الزامی در پیاده‌سازی مطرح شده است.

آدرس‌دهی در IPv6

در IPv4، آدرس‌های IP به‌صورت 32 بیتی هستند و توسط چهار اکتت یا هشت بیت (از 0 تا 255) که با نقطه از هم جدا می‌شوند، ارائه می‌گردند:

• مثال:
  131.107.20.60 192.168.118.183

در IPv6، آدرس‌های IP 128 بیتی هستند و توسط هشت شانزده بیت (از 0 تا FFFF) که با کولون : از یکدیگر جدا می‌شوند، ارائه می‌گردند:

• مثال:
  3ffe:2900:d005:4:104a:2a61:0:0 3ffe:ffff:4004:1952:0:7251:bc9b:a73f

در مواردی که در یک آدرس IPv6 چندین بلاک صفر وجود داشته باشد، از :: به منظور کوتاه‌تر شدن شکل نمایش آن استفاده می‌گردد:

• مثال:
  fe80:0:0:0:0:70:77:26 معادل:
  fe80::70:77:26

نتیجه‌گیری:
پروتکل IPv6 به دلیل محدودیت‌های IPv4 و نیاز به افزایش تعداد آدرس‌های IP طراحی شد. این پروتکل علاوه بر افزایش ظرفیت آدرس‌دهی، ویژگی‌هایی همچون پیکربندی اتوماتیک، امنیت داخلی و بهبود عملکرد شبکه را ارائه می‌دهد. با توجه به افزایش تعداد کاربران اینترنت و دستگاه‌های متصل، مهاجرت به IPv6 یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر است.