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Differenza tra IPv4 e IPv6

IPv4 e IPv6 sono le versioni del protocollo internet in cui IPv6 è la versione avanzata di IPv4. Esistono varie differenze tra il protocollo IPv4 e IPv6 incluse le loro caratteristiche, ma quello cruciale è il numero di indirizzi (spazio indirizzo) che genera.

La versione IP 4 (IPv4) genera 4, 29 x 109 indirizzi di rete univoci che sono insufficienti in termini di quantità e di conseguenza Internet sta esaurendo lo spazio. Considerando che la versione IP 6 (IPv6) produce 3, 4 x 1038 indirizzi ed è una soluzione scalabile e flessibile al problema attuale.

Prima di tutto, facci capire cos'è il protocollo Internet. Il protocollo standard TCP / IP che definisce il datagramma IP come l'unità di informazioni spostata su Internet. È un protocollo datagramma inaffidabile e senza connessione: un servizio di consegna best-effort. Internet è un'astrazione di reti fisiche e fornisce le stesse funzionalità come accettare e consegnare pacchetti.

L'IP fornisce tre cose principali che sono:

  • Specifica del formato esatto di tutti i dati.
  • Esegue la funzione di routing e sceglie il percorso per l'invio dei dati.
  • Implica una serie di regole che supportano l'idea di consegna di pacchetti inaffidabili.

Grafico comparativo

Base del confrontoIPv4IPv6
Configurazione dell'indirizzoSupporta la configurazione manuale e DHCP.Supporta la configurazione automatica e la rinumerazione
Integrità della connessione end-to-endirraggiungibilerealizzabile
Spazio degli indirizziPuò generare 4, 29 x 10 9 indirizzi.Può produrre un numero piuttosto elevato di indirizzi, ovvero 3, 4 x 10 38 .
Caratteristiche di sicurezzaLa sicurezza dipende dall'applicazioneIPSEC è integrato nel protocollo IPv6
Lunghezza dell'indirizzo32 bit (4 byte)128 bit (16 byte)
Rappresentazione dell'indirizzoIn decimaleIn esadecimale
Frammentazione eseguita da
Mittente e router di inoltroSolo dal mittente
Identificazione del flusso di pacchettiNon disponibileDisponibile e utilizza il campo dell'etichetta di flusso nell'intestazione
Campo di checksum
A disposizioneNon disponibile
Schema di trasmissione dei messaggi
emittenteMulticasting e Anycasting
Crittografia e autenticazione
Non fornitoFornito

Definizione di IPv4

Un indirizzo IPv4 è un valore binario a 32 bit, che può essere visualizzato come quattro cifre decimali. Lo spazio di indirizzi IPv4 offre circa 4, 3 miliardi di indirizzi. Solo 3, 7 miliardi di indirizzi possono essere assegnati solo su 4, 3 miliardi di indirizzi. Gli altri indirizzi sono conservati per scopi specifici come multicasting, spazio di indirizzamento privato, test di loopback e ricerca.
IP versione 4 (IPv4) utilizza Broadcasting per trasferire pacchetti da un computer a tutti i computer; questo probabilmente genera problemi a volte.

Notazione punteggiata decimale di IPv4
128.11.3.31

Formato del pacchetto

Un datagramma IPv4 è un pacchetto a lunghezza variabile composto da un'intestazione (20 byte) e dati (fino a 65.536 con intestazione). L'intestazione contiene informazioni essenziali per il routing e la consegna.

Intestazione base

Versione: definisce il numero di versione dell'IP, cioè, in questo caso, è 4 con un valore binario di 0100.
Lunghezza intestazione (HLEN): Rappresenta la lunghezza dell'intestazione in più di quattro byte.
Tipo di servizio: Determina come deve essere gestito il datagramma e include singoli bit come livello di throughput, affidabilità e ritardo.
Lunghezza totale: indica l'intera lunghezza del datagramma IP.
Identificazione: questo campo è utilizzato in frammentazione. Un datagramma viene diviso quando passa attraverso reti diverse per adattarsi alla dimensione del frame della rete. In quel momento ogni frammento è determinato con un numero di sequenza in questo campo.
Flags: i bit nel campo flags gestiscono la frammentazione e identificano il primo, il medio o l'ultimo frammento, ecc.

Datagram IPv4

Offset frammentazione: è un puntatore che rappresenta l'offset dei dati nel datagramma originale.
Tempo di vita: definisce il numero di hop che un datagramma può percorrere prima che venga rifiutato. In parole semplici, specifica la durata per cui un datagramma rimane su Internet.
Protocollo: il campo del protocollo specifica quali dati del protocollo del livello superiore sono incapsulati nel datagramma (TCP, UDP, ICMP, ecc.).
Checksum dell'intestazione: questo è un campo a 16 bit che conferma l'integrità dei valori dell'intestazione, non il resto del pacchetto.
Indirizzo sorgente: è un indirizzo internet a quattro byte che identifica la fonte del datagramma.
Indirizzo di destinazione: campo di 4 byte che identifica la destinazione finale.
Opzioni: fornisce più funzionalità al datagramma IP. Inoltre può trasportare campi come il routing di controllo, i tempi, la gestione e l'allineamento.
IPv4 è una struttura di indirizzi a due livelli (ID rete e ID host) classificati in cinque categorie (A, B, C, D ed E).

Definizione di IPv6

Un indirizzo IPv6 è un valore binario a 128 bit, che può essere visualizzato come 32 cifre esadecimali. I due punti isolano le voci in una sequenza di campi esadecimali a 16 bit. Fornisce 3, 4 x 1038 indirizzi IP. Questa versione di indirizzamento IP è progettata per soddisfare le esigenze di estenuanti IP e fornire indirizzi sufficienti per i futuri requisiti di crescita di Internet.
Poiché IPv4 utilizza una struttura di indirizzi a due livelli in cui l'uso dello spazio di indirizzamento è insufficiente. Questa è stata la ragione per proporre l'IPv6, per superare le carenze di IPv4. Il formato e la lunghezza degli indirizzi IP sono stati modificati insieme al formato del pacchetto e sono stati modificati anche i protocolli.

Notazione dei due punti esadecimali di IPv6
FdEc: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF

Formato del pacchetto IPv6

Ogni pacchetto è costituito da un'intestazione base obbligatoria sostituita dal payload. Il carico utile comprende due parti, ovvero le intestazioni di estensione opzionali e i dati di uno strato superiore. L'intestazione di base consuma 40 byte, inversamente le intestazioni di estensione e i dati del livello superiore di solito contengono fino a 65.535 byte di informazioni.

Intestazione base

Versione: questo campo a quattro bit specifica la versione dell'IP, ovvero 6 in questo caso.
Priorità: definisce la priorità del pacchetto in merito alla congestione del traffico.
Etichetta di flusso: la ragione per la progettazione di questo protocollo è di facilitare con controllo speciale per un determinato flusso di dati.
Payload length: definisce la lunghezza totale del datagramma IP eccetto l'intestazione di base.

Intestazione successiva: è un campo di otto bit che descrive l'intestazione che segue l'intestazione di base nel datagramma. L'intestazione successiva è una delle estensioni dell'estensione opzionale che IP utilizza o l'intestazione per un protocollo di livello superiore come UDP o TCP.
Limite hop: questo campo limite hop a 8 bit supporta le stesse funzioni nel campo TTL in IPv4.
Indirizzo sorgente: è un indirizzo internet a 16 byte che identifica la fonte del datagramma.
Indirizzo di destinazione: indirizzo IP a 16 byte che generalmente descrive la destinazione finale del datagramma.

Differenze chiave tra IPv4 e IPv6

Diamo un'occhiata alla sostanziale differenza tra IPv4 e IPv6.

  1. IPv4 ha una lunghezza degli indirizzi di 32 bit mentre IPv6 ha una lunghezza degli indirizzi di 128 bit.
  2. Gli indirizzi IPv4 rappresentano i numeri binari in decimali. D'altra parte, gli indirizzi IPv6 esprimono numeri binari in formato esadecimale.
  3. IPv6 utilizza la frammentazione end-to-end mentre IPv4 richiede un router intermedio per frammentare qualsiasi datagramma che è troppo grande.
  4. La lunghezza dell'intestazione di IPv4 è 20 byte. Al contrario, la lunghezza dell'intestazione di IPv6 è di 40 byte.
  5. IPv4 utilizza il campo checksum nel formato dell'intestazione per gestire il controllo degli errori. Al contrario, IPv6 rimuove il campo checksum dell'intestazione.
  6. In IPv4, l'intestazione di base non contiene un campo per la lunghezza dell'intestazione e il campo di lunghezza del payload a 16 bit lo sostituisce nell'intestazione IPv6.
  7. I campi di opzione in IPv4 vengono utilizzati come intestazioni di estensione in IPv6.
  8. Il campo Time to live in IPv4 si riferisce al limite Hop in IPv6.
  9. Il campo della lunghezza dell'intestazione presente in IPv4 viene eliminato in IPv6 poiché la lunghezza dell'intestazione è fissa in questa versione.
  10. IPv4 utilizza la trasmissione per trasmettere i pacchetti ai computer di destinazione mentre IPv6 utilizza il multicasting e l'anycasting.
  11. IPv6 fornisce autenticazione e crittografia, ma IPv4 non lo fornisce.

Conclusione

IPv6 conserva molti dei concetti chiave del protocollo corrente, IPv4 ma modifica la maggior parte dei dettagli. IPv4 è stato concepito come mezzo di trasporto e di comunicazione, ma il numero di indirizzi è giunto a un esaurimento che è stato il motivo dello sviluppo di IPv6. IPv6 offre scalabilità, flessibilità e possibilità senza soluzione di continuità nel campo del networking.

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