Ipv4 vs ipv6 - mi ez és mire használják a hálózatokat

Az internet és a hálózatok világa nem lenne olyan, amilyennek tudjuk, és még akkor sem létezik, ha nem IPv4-címzés lenne. A rendkívül fontos protokoll az eszközök közötti hálózaton keresztüli kapcsolatokban, mind fizikailag, mind vezeték nélkül. Ma látunk mindent, ami köze van az IP-hez, és elemezzük az IPv4 és az IPv6 közötti különbségeket, megmagyarázva annak főbb jellemzőit.

Tartalom index

IPv4 és az OSI modell

Az alapvetővel kell kezdenünk, azaz meg kell határozni és meg kell érteni, mi az IP cím, legyen az IPv4 vagy IPv6.

Az OSI modellezi a hálózati szabványt

És ehhez gyorsan utalnunk kell az OSI (Open System Interconection) modellre. Ez egy referenciamodell, és nem hálózati architektúra a különféle hálózati protokollok számára, amelyek számítógépes eszközökön keresztül kommunikálnak. A modell a telekommunikációs rendszereket 7 szintre osztja, hogy megkülönböztesse az adatok egyik pontból a másikba történő utazásának fázisait, valamint az egyes protokollokat.

Mi az OSI modell: teljes magyarázat

Már tudjuk, hogy létezik egy olyan modell, amely osztályozza a hálózati protokollokat, és pontosan az IPv4 és IPv6 ezek közül a hálózati protokollok közül két. Ebben az esetben a modell egyik legalacsonyabb szintjén, a hálózati rétegben vagy a 3. rétegben működnek . Ez a réteg felelős a csomagok két csatlakoztatott hálózat közötti továbbításáért. Ez lehetővé teszi az adatok küldését az adóegységtől a vevőhöz az egyik pontról a másikra történő szükséges átkapcsolás és útválasztás révén.

Alatta van egy olyan adatkapcsolat-réteg (2. réteg), amelyben a kapcsolók működnek, és felette egy 4. réteg vagy egy szállítási réteg, amelybe a TCP-protokoll, amely a csomagokat adatgrammon keresztül szállítja, beavatkozik.

Mi az IP-cím?

Az IP-címről decimális vagy hexadecimális számkészletként beszélünk (látni fogjuk), amely logikusan és hierarchia szerint azonosítja a hálózati interfészt. Minden hálózathoz csatlakoztatott eszközhöz hozzá kell rendelni egy IP-címet, egy ideiglenes azonosítót, például a DNI-t, amíg ezen a világon vagyunk, vagy egy telefonszámot, amikor telefonos szolgáltatási szerződést kötöttünk. Az IP-nek köszönhetően a különböző számítógépek képesek kommunikálni egymással, így a csomagok a hálózaton keresztül tovább utaznak, amíg meg nem találják a címzettet.

Az IP-cím rögzített ( rögzített IP) vagy dinamikus (DHCP vagy Dynamic Host Configuration Protocol), amelyet mindig egy hálózati rétegben működő kiszolgáló vagy útválasztó rendel hozzá. Ha rögzített IP-ről beszélünk, ez azt jelenti, hogy a gazdagépnek mindig ugyanaz az IP-címe lesz, még akkor is, ha ki- és bekapcsolja. Míg a DHCP-ben az IP-t dinamikusan hozzárendelik a gazdagéphez, amikor bekapcsolják, természetesen a hálózat csomópontjai általában ugyanazt az IP-címet kapják, mindig az útválasztóval való első társítás után.

A hálózati architektúrában meg kell különböztetnünk a nyilvános hálózatot, amely lenne az Internet, és a magánhálózatot, amely az útválasztó mögött helyezkedik el, ahol a számítógépek és az okostelefonok vagy a táblagépek vannak, ha Wi-Fi-hez csatlakozunk. Az első esetben egy külső IP-ről beszélünk, amely az a cím, amelyet az útválasztóhoz hozzárendelnek az internettel való kommunikációhoz, egy dinamikus szinte mindig az internetszolgáltatónk által biztosított. A másodikban a belső IP- ről beszélünk, arra a címre, amelyet az útválasztó ad a hálózatunk számítógépeinek, amely szinte mindig 192.168.xx típusú.

Nem szabad összetéveszteni az IP-t a MAC-címmel, amely ezúttal egy másik és egyedülálló cím, amely azonosítja a hálózat minden számítógépét. Ez gyárilag van beállítva, mint például a telefon IMEI-je, bár módosítható is, amely azonosítja a gazdagépet az OSI modell szállítási rétegében. Valójában a kapcsoló vagy az útválasztó az, hogy a MAC-t az IP-hez kapcsolja. A MAC egy 48 bites kód, hexadecimális jelöléssel kifejezve 6 két karakterből álló blokkban.

IP protokoll

Az IP-cím az IP-protokollhoz (Internet Protocol) tartozó azonosító, amely az IPv4 és IPv6 címzési rendszer, mint újabb verzió és a jövőre felkészítve. Ez egy olyan protokoll, amely a hálózati rétegen működik, és nem összpontosít kapcsolatot, ez azt jelenti, hogy a hálózat két vége közötti kommunikáció és az adatcsere előzetes megállapodás nélkül megtörténhet. Más szavakkal, a vevő továbbítja az adatokat anélkül, hogy tudná, hogy a vevő elérhető-e, tehát bekapcsolásakor és csatlakoztatásakor megérkezik a vevőhöz.

Az IPv4 és IPv6 átváltott adatcsomagokat továbbítanak az OSI modell szerint működő fizikai hálózatokon keresztül. Ez az útválasztásnak köszönhető, amely lehetővé teszi a csomag számára, hogy a leggyorsabb útvonalat megtalálja a rendeltetési helyig, de annak garantálása nélkül, hogy megérkezik, természetesen ezt a garanciát az adatátviteli réteg adja meg a TCP, UDP vagy más protokoll használatával.

Az IP protokoll által kezelt adatok csomagokra vannak osztva, úgynevezett datagramoknak, amelyek nem rendelkeznek semmilyen védelemmel vagy hibakezeléssel a küldéshez. Lehet, hogy egy datagram csak IP-vel kerül-e elküldésre, esetleg nem érkezik meg, törött vagy teljes, véletlenszerű sorrendben. Csak a forrás és a rendeltetési hely IP-címét tartalmazza az adatokkal együtt. Természetesen ez nem tűnik túl megbízhatónak, tehát a szállítási rétegben ezt az adatot egy TCP vagy UDP szegmensbe veszik és csomagolják, amely hozzáadja a hibakezelést és még sok más információt.

IPv4

Most összpontosítsunk az IPv4 protokollra, amely a hálózatokban működik 1983 óta, amikor létrehozták az első ARPANET csomagcsere-hálózatot, amelyet az RFC 791 szabvány határoz meg. És amint a neve azt mondja, az IP protokoll a 4. verzióban, de az van, hogy nincsenek korábbi verziói, és ez volt az első.

Az IPv4 32 bites címet (32 címet és nullát binárisan) használ, 4 okteten (8 bites számok) elrendezve, pontokkal elválasztva, decimális jelöléssel. Ennek a gyakorlatba történő átültetése olyan számú lesz, hogy:

192.168.0.102

Ilyen módon lehetnek olyan címek, amelyek 0.0.0.0-tól 255.255.255.255-ig terjednek. ha lefordítjuk az előző IP-t bináris kódjába, akkor rendelkezünk:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Más szóval, 32 bit, tehát az IPv4-vel összesen a következőket tudjuk kezelni:

2 ³² = 4 294 967 296 házigazda

Nagyon soknak tűnhet, de jelenleg az IPv4 címek gyakorlatilag kimerültek, mivel manapság meglehetősen normális a 4 milliárd számítógép. Valójában már 2011-ben kezdtek ritkán működni, amikor a kínai IP-címek megadásáért felelős testület az utolsó csomagot használta, így az IPv6 protokoll megjelent a mentésre . Majdnem 40 éve használjuk ezt a címzést, így egész életben nem rossz.

Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a belső IP-címek a LAN hálózatokban mindig azonosak lesznek, és a külső IP-k nem befolyásolják őket. Ez azt jelenti, hogy egy belső hálózaton lehet egy 192.168.0.2 verziójú gazdagépet, és ezt más gazdagép is használhatja egy másik belső hálózaton, és képes lesz annyiszor replikálni, amennyit csak akarunk. A külső IP-címeket azonban az egész internetes hálózat látja, és ezeket semmi esetre sem lehet megismételni.

IPv4 fejléc

Ezért célszerű áttekinteni egy IPv4 fejléc szerkezetét , amelynek minimális mérete 20 byte és legfeljebb 40 byte.

Az egyes szakaszokat gyorsan elmagyarázzuk, mivel néhány később kiterjeszthető az IPv6-ra

• Verzió (4 bit): a protokoll verzióját azonosítja, amely v00 esetén 0100 és v6 esetén 0110. IHL (4 bit): a fejléc mérete, amely 20 bájt és 60 bájt közötti lehet, vagy ami megegyezik a 160 bit és 480 bit között. Szolgáltatási idő (8 bit): azonosító, ha a csomag különleges, például a szállítás sürgősségére tekintettel fontosabb. Teljes hosszúság (16 bit): a datagram vagy a fragmens teljes méretét tükrözi oktetekben. Azonosító (16 bit): akkor használják, ha az datagram széttöredezett, hogy később csatlakozhasson a zászlókhoz (3 bit) és a fragmentum eltolódásához vagy helyzetéhez (13 bit): az első bit 0, 2. bit (0 = osztható, 1 nem osztható), 3. bit (0 = utolsó fragmentum, 1 = közbenső fragmens) TTL (8 bit): IPv4 csomag élettartama. Ez tükrözi az útválasztókban elfogyasztható komlószámot, amely 64 vagy 128 lehet. Amikor a csomag kimerül, azt eltávolítják. Protokoll: azt a protokollt jelöli, amelyhez az datagramot magasabb rétegekben kell továbbítani, például TCP, UDP, ICMP stb. Ellenőrző összeg: a csomag integritásának ellenőrzésére, minden alkalommal újraszámolva, ha az előző érték megváltozik.

IPv6 és különbségek az IPv4-szel szemben

Bár e protokollok egyikének teljes magyarázata a világ, ezt nem tehetjük meg örökre, ezért folytatjuk az IPv6 vagy az Internet Protocol 6-os verzióját. És hol van az 5. verzió? Nos, sehol, ez csak kísérleti volt, tehát nézzük meg mi ez és mi a különbség az IPv4-rel.

Abszolút mindannyian valaha is láthatunk egy IP-címet az előzőktől, de biztosan ezek közül a kevésbé egyike vagy még csak nem is vettük észre. Az IPv6 2016- ban került bevezetésre az RFC 2460 szabvány meghatározásával, és alapvetően célja az IPv4 helyettesítése, ha szükséges. Ez a szabvány az az ázsiaiak több IP-címének megadásának szükségessége miatt született. Az IP-címeket úgy mondjuk, hogy fenntartva vannak, és az utolsó csomagot a fentiek szerint 2011-ben fenntartottuk. Ez nem azt jelenti, hogy mind már használatban vannak, mivel a vállalatok akkor használják őket, amikor több csomópontot adnak a hálózathoz.

Az IPv6 célja az is , hogy rögzített IP-t biztosítson minden típusú eszközhöz. De hány további IP-címet adhatunk ezzel az új verzióval? Nos, lesz néhány, mivel ez a cím 128 bitet használ az előzőhöz hasonló szerelővel. De ezúttal hexadecimális jelöléssel történik, hogy kevesebb helyet foglaljon el, mivel 128 bit oktetekben való megjelenítése rendkívül hosszú címet eredményezne. Tehát ebben az esetben 8 szakaszból áll, amelyek mindegyike 16 bit.

A gyakorlatba történő áttérés alfanumerikus számként fog megjelenni, amely így néz ki:

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

Ilyen módon a 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0-tól ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff- ig terjedõ címeket lehet . Ezúttal nem fogjuk lefordítani ezt a címet bináris kódra, csak a depresszió elkerülése érdekében, de ennek 128 nulla lenne. Amikor ezeknek a címeknek valamelyikét látjuk a számítógépen vagy bármely más gazdagépen, akkor valószínű, hogy kevesebb csoport képviselteti magát, és ha csak nullákkal rendelkező csoportok vannak, ezeket el lehet hagyni, amíg jobbra vannak.

Az IPv6-tal és ezekkel a 128 bittel összesen:

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

Ily módon a kínai korlátozások nélkül képes lesz telepíteni az összes kívánt szervert, mivel kapacitása valóban felháborító. Bár jelenleg nem működik egyedül, számítógépeinknek már van IPv6 címe a hálózati kártyán.

IPv6 vs IPv4 fejléc és egyéb hírek

Az új címzés megvalósításának lényege, hogy visszafelé kompatibilis legyen az előző protokollokkal, és más rétegekben működjön. Az IPv6 használata használható az alkalmazás többi protokolljával és a fejlécek apró módosítása mellett a transzportrétegekkel, kivéve az FTP vagy az NTP, mert integrálják a hálózati réteg címeit.

Megvizsgáltuk azt is, hogyan lehetne egyszerűsíteni a protokoll fejlécét, egyszerűbbé téve azt, mint az IPv4 esetén, és rögzített hosszúságú, ami nagyban elősegíti a feldolgozás sebességét és az datagram azonosítását. Ez azt jelenti, hogy az információkat IPv4 vagy IPv6 formátumban kell küldenünk, de nem mindkettővel vegyesen. Lássuk ezt a fejlécet:

Most a fejléc egyszerűsödik annak ellenére, hogy kétszer olyan hosszú, mint az IPv4, ha nem adunk hozzá lehetőségeket kiterjesztési fejlécek formájában.

• Változat (4 bit) Forgalom osztály (8 bit): megegyezik a csomag prioritásvezérlési folyamatcímkével (20 bit): kezeli a QoS adat hosszát (16 bit): nyilvánvalóan mennyire méri az adatok helyét Következő fejléc (8 bit): megfelel az IPv4 protokoll szakaszának Hop limit (8 bit): helyettesíti a TTL kiterjesztés fejléceket : extra lehetőségeket adnak a fragmentációhoz, a titkosításhoz stb. Az IPv6-ban 8 típusú kiterjesztésű fejléc található

A jegyzőkönyvben szereplő újdonságok közül kiemelhető a nagyobb címzési kapacitás még alhálózatokban vagy belső hálózatokban, egyszerűsített formában. Most néhány ⁶⁴ csomópont-azonosító megváltoztatásával akár 2 ⁶⁴ állomás is lehet az alhálózatban.

Ehhez hozzáadódik annak a lehetősége, hogy az egyes csomópontok önkonfigurálhatók, ha bele vannak foglalva egy IPv6 res-be. Ebben az esetben az IP-t nem kérik az útválasztótól, hanem az ND által a konfigurációs paraméterek kérését, ezt állapot nélküli cím-autokonfigurációnak (SLAAC) nevezzük. Bár akkor is használhatja a DHCPv6-t, ha erre nincs lehetőség.

Az IPsec ebben az esetben nem választható, hanem kötelező és közvetlenül az IPv6-ban valósul meg az útválasztóknál, amelyek már működnek ezzel a protokollal. Ehhez támogatást nyújtunk a Jumbogramokhoz, vagyis a Jumbo datagramokhoz, amelyek sokkal nagyobbok, mint az IPv4, és amelyek maximálisan 64KB voltak, és most akár 4 GB-ra is elférhetnek.

Összegzésként itt hagyjuk a két táblát, hogy észrevegyük a különbséget mind az IPv4, mind az IPv6 fejlécek között.

• Kék: mindkét fejléc közös mezői Piros: eltávolított mezők Zöld: sárga átnevezett mezők : új mezők

Hogyan lehet megismerni a magán, a nyilvános és az IPv6 IP-címet

A befejezés előtt megtanuljuk magunknak, hogyan kell megismernünk IP-címeinket, berendezéseink és útválasztóink címét.

A Windows 10 helyi IPv4 és IPv6 címeinek megismeréséhez számos módszer létezik, de a leggyorsabb módszer a parancssor. Tehát megnyitjuk a Start-t, írjuk be a CMD-t és nyomjuk meg az Enter billentyűt. Ott fogunk írni

ipconfig

És megkapjuk az eredményt.

És hogy megismerjük a nyilvános IP-címet, böngészőnkhöz vagy útválasztónkhoz kell fordulnunk. megtehetjük az oldalon:

Melyik-is-én-IP

És végül ellenőrizhetjük, van-e nyilvános IPv6-címünk a következő módon:

Test-IPv6

Néhány hálózati útmutatót hagyunk a témához kapcsolódóan

Tudta, hogy PC-jén IPv6 van, tudta, hogy létezik? Ha bármilyen kérdése van, vagy szeretne rámutatni valamit, örömmel segítünk Önnek a megjegyzésekben.