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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 confronto | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Configurazione dell'indirizzo | Supporta la configurazione manuale e DHCP. | Supporta la configurazione automatica e la rinumerazione |
| Integrità della connessione end-to-end | irraggiungibile | realizzabile |
| Spazio degli indirizzi | Può generare 4, 29 x 10 9 indirizzi. | Può produrre un numero piuttosto elevato di indirizzi, ovvero 3, 4 x 10 38 . |
| Caratteristiche di sicurezza | La sicurezza dipende dall'applicazione | IPSEC è integrato nel protocollo IPv6 |
| Lunghezza dell'indirizzo | 32 bit (4 byte) | 128 bit (16 byte) |
| Rappresentazione dell'indirizzo | In decimale | In esadecimale |
| Frammentazione eseguita da | Mittente e router di inoltro | Solo dal mittente |
| Identificazione del flusso di pacchetti | Non disponibile | Disponibile e utilizza il campo dell'etichetta di flusso nell'intestazione |
| Campo di checksum | A disposizione | Non disponibile |
| Schema di trasmissione dei messaggi | emittente | Multicasting e Anycasting |
| Crittografia e autenticazione | Non fornito | Fornito |
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.
- IPv4 ha una lunghezza degli indirizzi di 32 bit mentre IPv6 ha una lunghezza degli indirizzi di 128 bit.
- Gli indirizzi IPv4 rappresentano i numeri binari in decimali. D'altra parte, gli indirizzi IPv6 esprimono numeri binari in formato esadecimale.
- IPv6 utilizza la frammentazione end-to-end mentre IPv4 richiede un router intermedio per frammentare qualsiasi datagramma che è troppo grande.
- La lunghezza dell'intestazione di IPv4 è 20 byte. Al contrario, la lunghezza dell'intestazione di IPv6 è di 40 byte.
- IPv4 utilizza il campo checksum nel formato dell'intestazione per gestire il controllo degli errori. Al contrario, IPv6 rimuove il campo checksum dell'intestazione.
- 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.
- I campi di opzione in IPv4 vengono utilizzati come intestazioni di estensione in IPv6.
- Il campo Time to live in IPv4 si riferisce al limite Hop in IPv6.
- Il campo della lunghezza dell'intestazione presente in IPv4 viene eliminato in IPv6 poiché la lunghezza dell'intestazione è fissa in questa versione.
- IPv4 utilizza la trasmissione per trasmettere i pacchetti ai computer di destinazione mentre IPv6 utilizza il multicasting e l'anycasting.
- 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.
