Ipv4 vs ipv6 - vad det är och vad det används för i nätverk

Internet och nätverkets värld skulle inte vara som vi känner till det och skulle inte ens existera om det inte var för IPv4-adressering. Ett protokoll av största vikt i anslutningarna mellan enheter via nätverket, både fysiskt och trådlöst. Idag kommer vi att se allt som har med IP att göra och vi kommer att analysera skillnaderna mellan IPv4 vs IPv6 och förklara dess huvudsakliga egenskaper.

Innehållsindex

IPv4 och OSI-modellen

Vi måste börja med den grundläggande, som är att definiera och förstå vad en IP-adress är, vare sig det är IPv4 eller IPv6.

OSI modellerar nätverksstandarden

Och för detta måste vi snabbt hänvisa till OSI- modellen (Open System Interconection). Det är en referensmodell och inte en nätverksarkitektur för de olika nätverksprotokollen som ingriper i kommunikation genom datorutrustning. Modellen delar telekommunikationssystem i sju nivåer för att differentiera de olika stadierna av dataförflyttning från en punkt till en annan såväl som protokoll som är involverade i var och en.

Vad är OSI-modellen: fullständig förklaring

Vi vet redan att det finns en modell som så att säga klassificerar nätverksprotokollen, och exakt IPv4 och IPv6 är två av dessa nätverksprotokoll. I detta fall fungerar de på en av de lägsta nivåerna i modellen, nätverkslagret eller lagret 3. Detta lager ansvarar för dirigering av paket mellan två anslutna nätverk. Det kommer att göra data tillgängliga från sändaren till mottagaren genom nödvändig omkoppling och dirigering från en punkt till en annan.

Under det har vi datalänkskiktet (lager 2) i vilket omkopplarna fungerar, och ovanför det finns skikt 4 eller transportlagret i vilket TCP-protokollet som transporterar paketen genom datagram intervenerar.

Vad är en IP-adress

Vi talar om IP-adress som en numerisk uppsättning i decimal eller hexadecimal (vi kommer att se) som identifierar logiskt och enligt en hierarki ett nätverksgränssnitt. Varje enhet som är ansluten till ett nätverk måste tilldelas en IP-adress, en tillfällig identifierare som vår DNI medan vi är i den här världen eller ett telefonnummer medan vi har avtalat en telefontjänst. Tack vare IP: n kan de olika datorerna kommunicera med varandra och få paketen att resa över nätverket tills de hittar sin mottagare.

IP-adressen kan vara fixerad ( fast IP) eller dynamisk (DHCP eller Dynamic Host Configuration Protocol), alltid tilldelad av en server eller router som fungerar i nätverkslagret. När vi pratar om fast IP betyder det att värden alltid har samma IP-adress, även om den är avstängd och på igen. Medan IP-enheten i DHCP tilldelas dynamiskt till värden när den slås på, ges naturligtvis noderna i ett nätverk vanligtvis samma IP-adress alltid efter att ha kopplat till routern första gången.

I nätverksarkitekturen måste vi skilja mellan det offentliga nätverket, som skulle vara Internet, och det privata nätverket, det som ligger bakom vår router där våra datorer och Smartphone eller surfplattor är om vi ansluter till Wi-Fi. I det första fallet talar vi om en extern IP, som skulle vara den adress som tilldelas routern för att kommunicera med Internet, en dynamik som nästan alltid tillhandahålls av vår ISP. I det andra talar vi om intern IP, till adressen som routern ger till datorerna i vårt nätverk, som nästan alltid är av typ 192.168.xx

Vi får inte förväxla IP med MAC-adress, som är en annan adress denna gång fixad och unik som identifierar varje dator i nätverket. Detta är fabriksinställt, som IMEI på en telefon, även om det är möjligt att ändra den identifierar värden i transportlagret i OSI-modellen. I själva verket är omkopplaren eller routern att den kopplar MAC till IP: n. En MAC är en 48-bitars kod uttryckt i hexadecimal notation i 6 två-teckenblock.

IP-protokoll

IP-adressen är identifieraren som tillhör IP-protokollet (Internet Protocol), som är IPv4- och IPv6- adresseringssystemet som en nyare version och förberedd för framtiden. Det är ett protokoll som fungerar i nätverkslagret och inte är anslutningsorienterat, vilket innebär att kommunikation mellan två nätverksändar och datautbyte kan ske utan föregående överenskommelse. Med andra ord överför mottagaren data utan att veta om mottagaren är tillgänglig, så att den kommer till mottagaren när den är påslagen och ansluten.

IPv4 och IPv6 överför växlade datapaket genom fysiska nätverk som fungerar enligt OSI-modellen. Detta görs tack vare routing, en teknik som gör det möjligt för paketet att hitta den snabbaste vägen till destinationen, men utan garantier för att den kommer, givetvis ges denna garanti av datatransportlagret med TCP, UDP eller ett annat protokoll.

Uppgifterna som hanteras av IP-protokollet är indelade i paket som kallas datagram, som inte har någon typ av skydd eller felkontroll för att skicka. Huruvida ett datagram kommer att skickas endast med IP kanske eller inte kommer, trasig eller fullständig och i slumpmässig ordning. Den innehåller bara information om källans och destinations-IP-adressen tillsammans med data. Naturligtvis verkar detta inte särskilt tillförlitligt, så i transportlagret tas detta datagram in och lindas in i ett TCP- eller UDP-segment som lägger till felhantering och mycket mer information.

IPv4

Låt oss nu fokusera på IPv4-protokollet, som har fungerat i nätverk sedan 1983 då det första ARPANET- paketutbytningsnätverket skapades, vilket definieras av RFC 791- standarden. Och som namnet säger är IP-protokollet i version 4, men det är att vi inte har implementerat tidigare versioner och detta var den första av alla.

IPv4 använder en 32-bitarsadress (32 enor och nollar i binär) anordnade i 4 oktetter (8-bitarsnummer) åtskilda med punkter i decimaltecken. Att översätta detta till praktiken kommer att vara så att:

192.168.0.102

På detta sätt kan vi ha adresser som går från 0.0.0.0 till 255.255.255.255. om vi översätter den föregående IP till dess binära kod kommer vi att ha:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Med andra ord, 32 bitar, så med IPv4 kan vi ta itu med totalt:

2 ³² = 4 294 967 296 värdar

Det kan tyckas mycket, men för närvarande är IPv4-adresser nästan uttömda, eftersom 4 miljarder datorer är en ganska normal siffra idag. Faktum är att redan 2011 började de vara knappa, när det organ som ansvarade för att ge IP-adresser i Kina använde det sista paketet, så IPv6-protokollet verkade rädda . Vi har använt denna adressering i nästan 40 år, så som en livstid är det inte dåligt.

Vi måste komma ihåg att de interna IP-adresserna alltid kommer att vara desamma i LAN-nätverk och inte kommer att påverkas av externa IP-adresser. Detta innebär att vi i ett internt nätverk kan ha en värd som har 192.168.0.2, och detta kommer också att användas av andra värdar i ett annat internt nätverk, där vi kan replikera så många gånger vi vill. Men externa IP-adresser ses över hela Internet-nätverket, och dessa kan inte upprepas i alla fall.

IPv4-rubrik

Därför är det bekvämt att granska strukturen för en IPv4-rubrik, som har en minsta storlek på 20 Bytes och högst 40 Bytes.

Vi kommer snabbt att förklara varje avsnitt eftersom några senare kommer att kunna utvidgas till IPv6

• Version (4 bitar): identifierar versionen av protokollet, som är 0100 för v4 och 0110 för v6. IHL (4 bitar): är storleken på rubriken, som kan vara från 20 byte till 60 byte eller vad som är densamma från 160 bitar till 480 bitar. Servicetid (8 bitar): en identifierare om paketet är speciellt, till exempel viktigare med tanke på leverans brådskande. Total längd (16 bitar): återspeglar datagrammets eller fragmentets totala storlek i oktetter. Identifierare (16 bitar): det används om datagrammet är fragmenterat så att det senare kan gå med i flaggor (3 bitar) och offset eller placering av fragmentet (13 bitar): 1 : a biten kommer att vara 0, 2: a biten (0 = delbar, 1 inte delbar), 3: e bit (0 = sista fragmentet, 1 = mellanliggande fragment) TTL (8 bitar): IPv4-paketets livslängd. Det återspeglar antalet humle i routrar det kan ta, 64 eller 128. När paketet är slut är det bort. Protokoll: anger det protokoll som datagrammet måste levereras till i högre lager, till exempel TCP, UDP, ICMP, etc. Kontrollsumma: för att kontrollera paketets integritet, beräkna om varje gång något tidigare värde ändras.

IPv6 och skillnader med IPv4

Även om vi förklarar ett av dessa protokoll helt är en värld, så kan vi inte göra det för evigt, så vi kommer nu att fortsätta med IPv6 eller Internet Protocol version 6. Och var är version 5? Nåväl ingenstans, det var bara experimentellt, så låt oss se vad det är och vad som är skillnaderna med IPv4.

Absolut alla av oss har någonsin sett en IP-adress från de tidigare, men säkert en av dessa många färre gånger, eller så har vi inte ens lagt märke till det. IPv6 implementerades 2016 med definitionen av sin RFC 2460- standard, och den är i princip avsedd att ersätta IPv4 vid behov. Denna standard föddes ur behovet av att ge asiaterna fler IP-adresser. IP-adresser är så att säga reserverade, och det sista paketet reserverades 2011 som diskuterats ovan. Detta betyder inte att alla redan används, eftersom företag använder dem när fler noder läggs till i nätverket.

IPv6 är också utformad för att tillhandahålla fast IP till alla typer av enheter. Men hur många fler IP-adresser kan vi ge med den nya versionen? Det kommer att finnas några, eftersom den här adressen använder 128 bitar med en mekaniker som liknar den tidigare. Men den här gången är det gjort med hexadecimal notering så att det tar mindre plats, eftersom rendering av 128 bitar i oktetter skulle leda till en oerhört lång adress. Så i det här fallet består det av 8 sektioner, var och en av dem 16 bitar.

Att överföra detta till övningen kommer att vara ett alfanumeriskt nummer som ser ut så här:

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

På detta sätt kan vi ha adresser som sträcker sig från 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 till ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Den här gången kommer vi inte att översätta den här adressen till binär kod bara för att undvika depression, men den skulle ha 128 nollor och sådana. När vi ser någon av dessa adresser på vår dator eller någon annan värd, är det möjligt att den representeras med färre grupper, och det är att om vi har grupper med bara nollor kan dessa utelämnas så länge de är till höger.

Nu med IPv6 och dessa 128 bitar kan vi ta itu med totalt:

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

På detta sätt kommer kineserna att kunna installera alla servrar de vill utan någon begränsning, eftersom deras kapacitet verkligen är upprörande. Även om det för närvarande inte fungerar ensamt har våra datorer redan en IPv6-adress på sitt nätverkskort.

IPv6 vs IPv4-huvud och andra nyheter

Det viktiga att implementera en ny adressering är att göra den bakåt kompatibel med tidigare protokoll och fungera i andra lager. Användningen av IPv6 kan användas med de andra protokollen för applikationen och transportlager med liten modifiering av rubrikerna, förutom FTP eller NTP eftersom de integrerar adresserna i nätverkslagret.

Sättet att förenkla protokollhuvudet har också studerats, vilket gör det enklare än i IPv4 och med fast längd, vilket i hög grad hjälper hastigheten för dess behandling och identifiering av datagrammet. Detta innebär att vi måste skicka informationen med IPv4 eller IPv6 men inte med båda blandade. Låt oss se denna rubrik:

Nu förenklas rubriken trots att den är dubbelt så lång som IPv4 om vi inte lägger till alternativ i form av förlängningsrubriker.

• Version (4 bitar) Trafikklass (8 bitar): det är samma som paketets prioriteringskontroll Flödesetikett (20 bitar): den hanterar QoS- datalängden (16 bitar): det är uppenbart hur mycket det mäter utrymmet för data som 64 KB som standardstorlek och bestäms av jumboframes Nästa rubrik (8bits): motsvarar IPv4-protokollsektionen Hopgräns (8 bitar): ersätter TTL- förlängningsrubriker: de lägger till extra alternativ för fragmentering, för kryptering etc. Det finns 8 typer av förlängningsrubriker i IPv6

Bland de nyheter som ingår i detta protokoll är det möjligt att lyfta fram en större adresskapacitet även i subnät eller interna nätverk och i en mer förenklad form. Nu kan vi ha upp till 2 ⁶⁴ värdar i ett subnät bara genom att ändra några nodidentifierare.

Till detta läggs möjligheten att varje nod kan självkonfigureras när den ingår i en IPv6-res. I det här fallet kommer en IP inte att begäras från routern, men en begäran som ber om konfigurationsparametrarna av ND, detta kallas tillståndsfri adress autokonfiguration (SLAAC). Du kan även använda DHCPv6 om det inte är möjligt.

IPsec i detta fall är inte valfritt, utan obligatoriskt och implementeras direkt i IPv6 för routrar som redan använder detta protokoll. Till detta lägger vi till stöd för Jumbogram, det vill säga Jumbo-datagram som är mycket större än de för IPv4 som var högst 64 kB, och kan nu nå upp till 4 GB.

Sammanfattningsvis här lämnar vi er de två tabellerna för att notera skillnaden mellan båda IPv4 kontra IPv6-rubriker.

• Blått: vanliga fält i båda rubrikerna Röd: fält som har tagits bort Grön: fält som har bytt namn på gul: nya fält

Hur vet du vår privata, offentliga och IPv6 IP-adress

Innan vi avslutar, lär vi oss att lära känna våra IP-adresser, den för vår utrustning och vår router.

För att ta reda på den lokala IPv4- och IPv6-adressen i Windows 10 finns det flera metoder, men det snabbaste sättet är med kommandotolken. Så vi öppnar Start, skriver CMD och trycker på Enter. Där skriver vi

ipconfig

Och vi kommer att få resultatet.

Och för att känna till den offentliga IP-adressen måste vi använda vår webbläsare eller router. vi kan göra på sidan:

Vilka-is-my-IP

Och slutligen kan vi kontrollera om vi har en offentlig IPv6-adress på följande sätt:

Testet-IPv6

Vi lämnar dig några nätverksstudier relaterade till ämnet

Visste du att din dator har IPv6, visste du att den fanns? Om du har några frågor eller vill påpeka något, hjälper vi dig gärna från kommentarerna.