IPv۶

این مقاله درپنج قسمت به شرح زیر تهیه شده است كه این هفته به شرح قسمت اول می پردازیم.
قسمت اول : نقش یك پروتكل اینترنتی : چگونگی ایجاد IPv۶
قسمت دوم : فرمها و ویژگیهای IPv۶
قسمت سوم : فرمهای آدرس دهی IPv۶
قسمت چهارم : هدرهای اضافی IPv۶
قسمت پنجم : قابلیت های امنیتی IPv۶
●نقش یك پروتكل اینترنتی
با تغییر ماهیت اینترنت و شبكه های تجاری، IP موجود كه ستون فقرات شبكه های TCP/IP را تشكیل می داد رو به منسوخ شدن و كهنگی می رفت.در گذشته از اینترنت برای انتقال فایل ها، نامه های الكترونیكی و دسترسی از راه دور به وسیله Telnet استفاده می شد اما امروزه در اینترنت شاهد فزونی برنامه های صوتی و تصویری ، نرم افزارهای كاربردی توانمند هستیم كه باعث جلب محبوبیت و جذابیت وب شده اند. كمپانیها با ایجاد شعبه های مختلف مجموعه ای از محیط های Client/Server تحت شبكه به وجود آوردند كه باعث افزایش روز افزون اینترانت ها شد، تمام این توسعه ها باعث كاهش تواناییهای شبكه های بر پایه IP شده و شبكه ها نیاز به پشتیبانی ترافیك های فوری ، كنترل انعطاف پذیری تراكم ترافیك ها و ایجاد خصوصیات امنیتی پیدا كردند، این توسعه و نیازها موجب به اتمام رسیدن طول عمر آدرس دهی های موجود طبق IPv۴ شد.خیلی زود آدرس دهی جدیدی جایگزین آدرس دهی قدیم شد كه IPv۶ نام گرفت. آدرس دهی Ip باعث ایجاد ارتباط سیستم ها از طریق شبكه های مختلف می شود در نتیجه كلیه ایستگاه ها و مسیریاب ها به داشتن یك آدرس ملزم می شوند تا به ایجاد ارتباط بین آن ها منتهی شود.
Router (مسیر یاب) باید قادر باشد اطلاعات شبكه های مختلف را با ساختارهای مختلف انتقال داده و به مقصد مورد نظر بفرستد، این امر مستلزم فراهم آوردن سرویس های زیر می باشد:
▪نمای آدرس دهی : همه شبكه ها از یك ساختار هماهنگ برای آدرس دهی استفاده نمی كنند به عنوان مثال یك شبكه IEEE ۸۰۲.۳ با ۱۶bit or ۴۸bit فضای آدرس دهی ، یك شبكه X.۲۵ با ۱۲ Digit decimal آدرس دهی و...
▪بزرگترین اندازه بسته های اطلاعاتی : بسته های اطلاعاتی یک شبکه ممکن است به قسمتهای کوچک تر تقسیم شده تا قابل انتقال به شبکه های دیگر باشد « به این عمل fragmentation می گویند» به عنوان مثال بزرگترین اندازه بسته های اطلاعاتی برای شبکه های Ethernet ۱۵۰۰بایت می باشد برای شبکه های X.۲۵ ۱۰۰۰ است در این صورت مسیریاب باید برای انتقال اطلاعات از شبکه های Ethernet به شبکه های X.۲۵ بسته های اطلاعات را به ۲ قسمت تقسیم کند.
▪رابط های شبكه Interfaces)) :ارتباط دهنده های سخت افزاری و نرم افزاری در شبکه های مختلف متفاوت می باشد که مسیریاب باید قدرت تشخیص این اختلافات را داشته باشد.
▪قابلیت اطمینان : سرویسهای مختلف یك شبكه ممكن است از ابتدا تا انتها به صورت یك سرویس قابل اعتماد در یك حلقه مجازی تا یك سرویس غیر قابل اعتماد قابل تغییر باشند. عملكرد یك مسریاب نباید وابسته به قابلیت اعتماد یك شبكه باشد.
در نتیجه این IP مطمئن نیست چون درستی رسیدن اطلاعات را تضمین نمی کند و مسوولیت سالم رسیدن بسته های اطلاعاتی را به پروتکل لایه بالایی (TCP) می سپارد به این شکل Error recovery توسط TCP صورت می پذیرد این امر تا حد زیادی قابلیـت انعطاف پذیری را فراهم می آورد.
●ایجاد یك پروتكل جدید:
وقتی اینترنت روزبه روز رشد کرد و نقایص IPv۴ بیشتر آشکار شد برای پاسخ به نیازهای جدید می بایست راهی اندیشیده می شد درنتیجه این درخواست ها IETF ..... در سال ۱۹۹۲ اولین طرح خود را به عنوان IP جدید ارائه داد که پس از طراحی نهایی در سال ۱۹۹۴ بیرون آمد که بعد از آن تغییراتی روی آن داده شد و بالاخره IPv۶ نام گرفت. پیشبرد IPv۶ بیشتر به خاطر نداشتن محدودیـت های آدرس دهی در IPv۴ می باشد که البته این IP جدید علاوه بر آن قابلیت های دیگری هم دارد که به شرح آنها خواهیم پرداخت.
●آدرس دهی
با ۳۲ بیت فضای آدرس دهی تنها ۲ به توان ۳۲ آدرس مختلف می توان ایجاد کرد که حدود ۴ میلیارد آدرس است این فضای آدرس دهی در اینترنت روبه رشد فضای محدودی است از سال ۱۹۸۰ به بعد دریافتن که دیگر این مقدار فضا جواب گوی نیازها نیست و در سال ۱۹۹۰ این مشکل به طور آشکار نمایان شد. دلایل نامناسبی ۳۲ بیـت فضای آدرس دهی به شرح زیر می باشد:
▪دوساختار از IP Address شامل Net ID و Host ID که راحت و مناسب است اما با فضای آدرس دهی محدود. یك مرتبه كه به شبكه خود تعدادی از آدرسها را اختصاص می دهید برای همه شبكه های میزبان نیز می توانید از این آدرسهای استفاده كنید. فضای آدرس دهی برای آن شبكه ممكن است به صورت گسترده ای استفاده شود البته بدون اینكه شما نگران از دست دادن كارایی آن باشید.
▪این یك تمرین عمومی برای اختصاص دادن تعدادی از آدرس های IP به شبكه هایی می باشد كه به صورت واقعی به اینترنت متصل می باشند. این موضوع برای شبكه های مخفی اینترنتی كه تعدادی از این آدرسها را استفاده می كنند ، امكان پذیر می باشد. اما برای استفاده از آنها كمی ریسك وجود دارد.
▪شبکه ها به سرعت رو به افزایش هستند. اغلب سازمان ها چندین Lan دارند. شبکه های بی سیم به تدریج نقش اساسی یافته اند همچنین رشد اینترنت درسالهای آتی رو به انفجار است.
▪افزایش استفاده از TCP/Ip در مناطق جدید خواستار IP های خاص (unique ip address) می باشد. مثل ارتباط نقاط الکترونیکی یا کابل تلوزیون گیرنده ها.....
▪به طور کلی دادن یک IP به هر ایستگاه کاری ....
برای داشتن این آدرس ها Ipv۶ از ۱۲۸ بیت فضای آدرس دهی در عوض ۳۲ بیت استفاده می کند و این امر فضای آدرس دهی را از ۲ به توان ۳۲ به ۲ به توان ۹۶ می رساند که البته امن تر و مطمئن تر نیز می باشد.●كارایی
شبكه های LanوWan با سرعت ۱۰۰Mbps باسرعت در حال بالابردن سرعت و كیفیت به سوی پهنای باند Gigabit در حركت می باشند با این سرعت ها و افزایش بار روی اینترنت، وجود مسیریابها با قابلیت های خاص همچنان در وضعیت بحرانی است. مسیریابها باید قادر به پردازش اطلاعات، انتقال اطلاعات با سرعت بالا باشند در عین حال كه ترافیك را در مسیر های مختلف كنترل می كنند.
ساختار IPv۶ با الزامات كارایی به گونه ای طراحی شده كه نیازمندیهای ما را پوشش می دهد:
اطلاعات موجود در هدر Ipv۶ كمتر از IPV۴ است قابلیت های IPv۶ به صورت جداگانه از هدر و بین هدر Ipv۶ و لایه انتقال قرار دارد، بیشتر قابلیت های هدرها توسط مسیریابهایی كه در مسیر انتقال packet وجود دارند بررسی نمی شوند، این امر باعث بالارفتن سرعت پردازش IPv۶ نسبت به IPv۴ توسط مسیریابها می شود.
هدر Packet های Ipv۶ دارای طول های ثابت هستند درحالیكه هدر packet های IPv۴ دارای طول های متغیر می باشد در این حالت طراحی IPv۶ به صورت پردازش یكسان صورت پذیرفته است.مسیریابهایی كه با Ipv۶ كار می كنند قادر به تكه كردن packet ها نمی باشند اگرچه در IPv۴ مسیریابها قادر به تكه كردن packet ها بوده اند،IPv۶ تنها زمانی این اجازه را به شماره می دهد كه تكه شدن packet ها در مبدا صورت گیرد یعنی جایی كه packet ساخته شده است.
●سرویسهای شبكه
IPv۶ باید قادر باشد كلاسهای هر سرویس خاص را مشخص كند تا الویت بندی برای انتقال اطلاعات صورت گیرد به عنوان مثال اگر سرویس وب كه روی پورت ۸۰ كار می كند روی شبكه داریم ،IP باید توانایی مشخص كردن این سرویس را روی packet ها داشته باشد تا برای انتقال اطلاعات بتواند الویت بندی كرده تا در این الویت بیندی packet های مربوط به video,voice كه باید سریعتر انتقال یابند مشخص شوند به این صورت سرعت بالاتر رفته و از ترافیك كاسته می شود.
●قابلیت انعطاف آدرس دهی
IPv۴ بهترین راه حل برای آدرس دهی هایUnicast بوده است در حالیكه درIpv۶ این قابلیت به آدرس دهی Anycast تغییر یافته است.
●توانایی های امنیتی
Ipv۴ هیچگونه توانایی امنیتی در هیچ سطحی اعمال نمی كند تنها در یك ارتباط end to end در سطح استفاده كه این فرم از امنیت، فرم استانداردی برای سرویس های امنیتی IP با قابلیت های خاص نمی باشد به عنوان مثال سرویس امنیتی Ip با ایجاد شبكه های امن مجازی ارتباط شبكه را با اینترنت فراهم می كنند و برعكس.IPv۶ شامل خصیصه هایی ازجمله شناسایی می باشد كه امنیت را تا حدودی تامین می كند.
●فرم كلی ipv۶
IPv۶ Header : هدر Ipv۶ با طول ثابت ۴۰ octet در مقایسه با هدر Ipv۴ با طول ۲۰ octet
Extension Header : هدر اضافی با مشخصات زیر:
▪تنظیمات مسیر به مسیر هدر:مشخص كننده تنظیمات خاصی كه برای پردازشهای مسیر به مسیر در عبور از مسیریابها لازم میباشد.
▪هدر مسیریابی:فراهم كننده مسیریابی گسترده شبیه مسیریابی مبدا در IPv۴
▪هدر جداسازی:شامل جداسازی و دوباره سازی اطلاعات
▪هدر شناسایی: فراهم كننده درستی و بی عیبی Packet ها همچنین شناسایی وتصدیق آنها
▪هدر بسته بندی امنیتی: فراهم كننده امنیت
▪تنظیمات هدر مقصد: شامل اطلاعات انتخابی برای بازرسی یا بررسی ایستگاه مقصد
طبق استاندارد Ipv۶ پیشنهاد شده است زمانی كه از چندین هدر اضافی استفاده می كنید ترتیب زیر را در نظر داشته باشید:
▪هدر IPv۶ : همیشه باید اول ظاهر شود
●تنظیمات مسیر به مسیر هدر
▪هدر تنظیمات مقصد: :برای انتخاب(تنظیمات) پردازشهای انجام شده بوسیله اولین ایستگاه كه در فیلد آدرس مقصد IPv۶ ظاهر می شود به اضافه مقصد های بعدی كه در هدر مسیریابی لیست شده اند.
هدر مسیریابی
هدر جداسازی
هدر شناسایی
هدر بسته بندی امنیتی
هدر تنظیمات مقصد: برای انتخاب(تنظیمات) پردازشهای انجام شده بوسیله مقصد نهایی packetها
شكل زیر نمایی از ipv۶ Packet را همراه با هدر های اضافی نمایش می دهد.در این تصویر پروتكل لایه بالایی TCP است به این صورت كه اطلاعات لایه بالایی بوسیله IPv۶ packet شامل یك هدر TCPحمل می شود.

برگرفته از مقاله William Stallings
مترجم : هما بهادر منش
ناشر : شركت مهندسی شبكه مشورت