IPV6 چیست؟ همه چیز درباره ساختار و کاربردهای پروتکل اینترنت نسل 6

IPV6 چیست؟

IPV6 چیست؟ دسترسی ساده و سریع به اینترنت یکی از نیازهای اصلی بشر امروزی است که محقق‌شدن آن به مسائل زیادی بستگی دارد و از جمله آن‌ها می‌توان به پروتکل‌های اینترنت اشاره کرد. این پروتکل‌ها وظیفه برقراری ارتباطی سراسری میان برنامه‌های در حال اجرا در بستر اینترنت را برعهده دارند و هرچه قوی‌تر باشند، اتصال به اینترنت جهانی و ارتباط میان شبکه‌های اینترنتی سریع‌تر و ساده‌تر خواهد بود. یکی از جدیدترین پروتکل‌های اینترنت، پروتکل اینترنت نسخه 6 یا IPV6 است. در این مطلب از ابرآراز، ضمن پاسخ به سوال IPV6 چیست، در مورد کاربردها و ویژگی‌های آن صحبت خواهیم کرد.

IPV6 (پروتکل اینترنت نسل 6) چیست؟

(IPV6 (Internet Protocol version 6 نسل جدید پروتکل اینترنت است که توسط سازمان IETF Internet Engineering Task Force طراحی شده تا مشکلات IPv4 را برطرف کند. پروتکل اینترنت نسل 6 جایگزینی برای IPv4 است و با ساختار بهینه‌تر و امکانات پیشرفته‌تری ارائه شده است.

پروتکل اینترنت یا IP، آدرسی است که مدل فنی ارسال، آدرس فرستنده و گیرنده در شبکه اینترنت را مشخص کرده و به عبارتی مانند کدپستی عمل می‌کند. IP در واقع ارتباطی میان فرستنده در یک شبکه کامپیوتری و گیرنده است و کاربر را از مطلبی که در جستجوی آن است، به سایت هدف هدایت می‌کند.

در گذشته برای این هدایت و آدرس‌دهی از پروتکلی 32 بیتی استفاده می‌شد که محدودیت‌های زیادی داشت و فضای کافی برای استفاده تمام کاربران را در اختیار نداشت. امروزه اما پروتکل اینترنت نسل 6 جایگزین شده که نه تنها فضایی 128 بیتی دارد، بلکه از نظر امنیتی نیز پیشرفت بیشتری داشته است.

کاربردهای IPV6 چیست؟

پروتکل اینترنت نسل 6، نسخه پیشرفته و بهبود یافته IPV4 است که برای رفع کمبودها و محدودیت‌های این نسخه منتشر شده است. با توجه به اصلاحاتی که در این پروتکل انجام شده، کاربردهای آن بیشتر از دیگر پروتکل‌ها است و تنها به یک آدرس‌دهی ساده محدود نمی‌شود. از جمله کاربردهای IPV6 می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اینترنت اشیا (IoT)

یکی از کاربردهای مهم پروتکل نسل 6 اینترنت، فراهم شدن امکان اتصال به اینترنت اشیا است. تعداد زیاد آدرس‌های IPV6 امکان اتصال تعداد بی‌شمار دستگاه را در اینترنت اشیا فراهم می‌کند. با توجه به اهمیت اتصال به اینترنت اشیا برای دسترسی به تعاملات گسترده‌تر، این کاربرد IPV6 از اهمیت زیادی برخوردار است.

• شبکه‌های موبایل

این پروتکل تنها به آدرس‌دهی محدود نشده و کاربردهای مختلف دیگری هم دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به تاثیر آن در مدیریت ترافیک‌ داده‌ها اشاره کرد. اپراتورهای تلفن همراه از پروتکل اینترنت نسل 6 برای مدیریت بهتر ترافیک داده‌ها استفاده می‌کنند.

• شبکه‌های ابری

با استفاده از پروتکل اینترنت نسل 6 خدمات ارائه شده در شبکه‌های ابری بهینه‌سازی شده و باکیفیت بهتری در اختیار کاربران قرار می‌گیرند. به‌عبارتی با پروتکل Ipv6 مدیریت شبکه‌های ابری ساده‌تر شده و فضای آن‌ها بهینه‌تر می‌شود.

• امنیت شبکه

IPV6 امنیت شبکه را نیز بهبود می‌بخشد و امکان اتصال کاربران در فضایی امن را برای آن‌ها مهیا می‌کند. استفاده از IPsec در پروتکل IPV6 امنیت ارتباطات را بهبود می‌بخشد.

مزایا و ویژگی های IPV6 چیست؟

محبوبیت استفاده از IPV6 تنها به‌دلیل کاربردهای آن نیست و ویژگی‌ها و مزایای این پروتکل نیز نقش به‌سزایی در گسترش استفاده از آن داشته است. از مهم‌‌ترین مزایا و ویژگی‌های این پروتکل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فضای آدرس بزرگ‌تر

پروتکل اینترنت نسل 6 با استفاده از آدرس‌های 128 بیتی، تعداد 2^128 آدرس ممکن را فراهم می‌کند که تقریباً بی‌نهایت به نظر می‌رسد. این ویژگی‌ اصلی‌ترین و مهم‌ترین ویژگی IPV6 است که به نوعی نقطه قوت آن هم محسوب می‌شود. به عبارت دیگر این پروتکل، امکان آدرس‌دهی به تعداد بیشتری از دستگاه‌ها را دارد.

• پیکربندی خودکار

IPV6 دارای قابلیت پیکربندی خودکار است که به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد به صورت خودکار آدرس IP خود را تنظیم کنند. در گذشته و زمانی که شبکه‌ها برای اتصال از IPV4 استفاده می‌کردند، این فرآیند به صورت دستی انجام می‌شد که مشکلات زیادی در پی داشت. پیکربندی خودکار زمان و هزینه‌های راه‌اندازی شبکه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

• ساختار ساده‌تر هدر

گفته شد که این پروتکل اتصال به اینترنت را سرعت می‌بخشد؛ این موضوع به‌دلیل ساختار ساده‌تر هدر آن است. هدر بسته‌های IPV6، بهینه‌سازی شده ساده‌تر از IPv4 است. این موضوع منجر به پردازش سریع‌تر بسته‌ها می‌شود و مسیریابی اطلاعات را ساده‌تر می‌کند. به عبارت دیگر مودم اطلاعات را با سرعت بالاتری هدایت کرده و در نتیجه این موضوع سرعت اینترنت هم افزایش پیدا می‌کند.

• امنیت داخلی

IPV6 از ابتدا با پشتیبانی از پروتکل IPsec طراحی شده است که امنیت داده‌ها را از طریق رمزنگاری و تایید هویت بهبود می‌بخشد. این ساختار امنیتی تا حد زیادی مانع نفوذ و دسترسی غیرمجاز به اطلاعات کاربران می‌شود.

• اولویت‌بندی هوشمند

پروتکل اینترنت نسل 6 دارای مکانیزم‌هایی است که به اولویت‌بندی ترافیک شبکه کمک می‌کنند. این ویژگی و مزیت IPV6، امکان اولویت‌دهی سرویس‌ها را به ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی می‌دهد و کمک می‌کند تا خدمات خود را باکیفیت بالاتری به کاربران ارائه کنند.

• پشتیبانی از هر دستگاه (Anycast)

در IPV6، امکان ارسال داده به نزدیک‌ترین گره‌های موجود در یک گروه خاص فراهم شده است. به‌عبارت دیگر، این پروتکل با انواع دستگاه‌ها سازگاری داشته و از آن‌ها پشتیبانی می‌کند.

معایب و چالش های IPV6  چیست؟

هرچند استفاده از پروتکل اینترنت نسخه 6 امتیازات زیادی دارد، اما نباید از معایب و چالش‌های آن نیز غافل شوید. از مهم‌ترین معایب این پروتکل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سازگاری با IPv4

مهاجرت از IPv4 به IPV6 به دلیل تفاوت در ساختار آدرس و پروتکل‌ها چالش‌برانگیز است؛ البته انجام تدریجی این فرآیند تا حدی مشکلات عدم سازگاری را برطرف کرده است.

• هزینه‌های مهاجرت

نیاز به ارتقا زیرساخت‌های موجود و آموزش کارکنان فنی از دیگر چالش‌های این نسل اینترنت است. به‌علاوه برخی تجهیزات قدیمی از این پروتکل پشتیبانی نمی‌کنند، در نتیجه نیاز به صرف هزینه برای تعویض دارند.

• پیچیدگی اولیه

در ابتدای مطلب IPV6 چیست گفته شد که این پروتکل فضایی پیچیده‌تر نسبت به نسخه قبلی دارد. به دلیل ساختار جدید، ممکن است مدیریت و پیکربندی اولیه دشوار باشد. همچنین عدم آگاهی در مورد این پروتکل نیز پیچیدگی را تشدید می‌کند.

در جدول زیر، مزایا و معایب پروتکل اینترنت نسل 6 به صورت مختصر ارائه شده‌اند:

ساختار IPV6 چیست؟

از مهم‌ترین تفاوت‌های IPV6 با نسخه قبل از آن می‌توان به ساختار آدرس‌دهی اشاره کرد که نسبت به IPV4 طولانی‌تر داشته و از بخش‌های بیشتری تشکیل شده است. این موضوع باعث پوشش شبکه‌های بیشتری شده و تعداد اتصالات ممکن را افزایش می‌دهد. پروتکل اینترنت نسل 6 آدرسی 128 بیتی دارد که از 8 گروه 16 بیتی تشکیل شده و هرکدام 4 رقم هگزاد سیمال دارند. محدوده اعداد در این آدرس از 0000 یا FFFF متغیر بوده و جداسازی گروه‌های 4 رقمی با : انجام می‌شود، برای مثال:

این آدرس طولانی را می‌توان به دو صورت ساده‌سازی کرد و خلاصه‌تر نوشت که روش‌های آن به شرح زیر هستند:

• حذف بخش‌های تمام صفر

یکی از راه‌های ساده‌سازی آدرس IPV6 حذف بخش‌های تمام صفر است. به‌عبارت دیگر اگر یک گروه 4 تایی از ارقام صفر باشند، می‌توان آن‌ها را حذف کرد. مطابق این توضیح و صحبت‌هایی که در پاسخ به IPV6 چیست، گفته شد آدرس بالا به 2001:0db8:85a3:8a2e:0370:7334 تغییر می‌کند.

• جایگزینی گروه‌های متوالی صفر در IPV6 چیست؟

دیگر روش ساده‌سازی این آدرس‌ها، جایگیزین گروه‌های متوالی صفر با 2 نقطه است. به این صورت که اگر دو گروه 4 تایی صفر پشت سر هم آمد، می‌توان آن‌ها را حذف و به جای آن‌ها از :: استفاده کرد، برای مثال: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334.

نحوه آدرس دهی IPV6 چیست؟

آدرس‌دهی در IPV6 از دو بخش شبکه و بخش گره تشکیل می‌شود که در این بخش به توضیح هر بخش می‌پردازیم:

بخش شبکه

این بخش 64 بیت از آدرس IPV6 اصلی را تشکیل می‌دهد. از این پروتکل اینترنت نسل 6 معمولا برای مسیریابی بسته‌های اطلاعاتی استفاده می‌کنند.

بخش گره

این بخش نیز تشکیل شده شده از 64 بیت است و برای شناسایی دستگاه‌های خاص شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر IPV6 را یک آدرس کامل فرض کنیم، بخش شبکه کدپستی و بخش گره شماره پلاک موجود در آن است. در این بخش امکان سه نوع ارتباط وجود دارد که عبارتند از:

• تک‌پخشی یا ارتباط یک به یک: در این شیوه، اطلاعات شبکه تنها به یک آدرس خاص ارسال می‌شوند.
• چندپخشی یا ارتباط یک به چند: در این حالت درخواست شما به چند آدرس مختلف ارسال می‌شود.
• هم‌پخشی یا ارتباط نزدیک‌ترین به فرستنده: در این روش، اتصال اختصاصی است اما به صورت همزمان انجام می‌شود.

انواع IPV6 چیست؟

در توضیحاتی که تا اینجا در مورد IPV6 داده شد، گفته شد که این پروتکل مشابه یک کد پستی عمل می‌کند و وظیفه آدرس‌دهی در شبکه و رساندن کاربر به مقصد مورد نظر را دارد. آدرس‌ها در پروتکل اینترنت نسل 6 به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند:

آدرس های یکتای جهانی (Global Unicast)

این آدرس‌ها مشابه آدرس‌های عمومی در IPv4 هستند و معمولا برای برای شناسایی دستگاه‌ها در اینترنت و ارتباطات نقطه‌به‌نقطه استفاده می‌شوند. این آدرس‌ها معمولا به کاربران خانگی اختصاص دارند و با 2001: آغاز می‌شوند.

آدرس های یکتای محلی (Unique Local Addresses)

این آدرس‌ها مشابه آدرس‌های خصوصی در IPv4 هستند و برای استفاده در شبکه‌های خصوصی طراحی شده‌اند. بیشترین کاربرد این آدرس‌ها در شبکه داخلی LAN است و به‌صورت پیش‌فرض شناسایی نمی‌شوند.

آدرس های لینکی محلی (Link-local addresses)

این آدرس برای ارتباطات محلی در یک شبکه بدون نیاز به روتر استفاده می‌شود. همه دستگاه‌های پروتکل اینترنت نسل 6 به طور خودکار یک آدرس لینک محلی دریافت می‌کنند. در جدول زیر، به مقایسه این آدرس‌ها و دیگر آدرس‌های رایج IPV6 پرداخته‌ایم:

چگونه IPV6 را فعال کنیم؟

فعال‌سازی اولیه IPV6 فرآیند چندان سختی ندارد. به این منظور باید مراحلی را یک به یک طی کنید که عبارتند از:

• وارد کنترل پنل سیستم شوید و مطابق تصویر زیر به بخش Network and Internet مراجعه کنید.

• سپس گزینه Network and Sharing Center را جستجو کنید و روی آن کلیک کنید.
• در مرحله بعد Change adapter settings را انتخاب کنید و سپس اتصالات مورد نظر را بررسی کرده و برای تغییر هر کدام روی Properties کلیک کنید.

• با انتخاب گزینه (Internet Protocol Version 6 (TCP/IPV6 و دوبار کلیک روی آن به بخش تنظیمات وارد شده و Use the following IPV6 address را انتخاب کنید.

• و در نهایت با زدن OK، تنظیمات را نهایی کنید.

همچنین پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی با نحوه پیکربندی IPv6 روی سرورهای ابر آراز، اینجا کلیک کنید.

تفاوت IPV6 با IPV4 چیست؟

برای درک بهتر، تفاوت IPV6 با IPV4 را در قالب جدولی توضیح می‌دهیم که به شرح زیر است:

NAT و IPV6

تفاوت اصلی بین NAT (Network Address Translation) و IPV6 در نحوه مدیریت آدرس‌های IP و برقراری ارتباط در شبکه‌ها است. NAT در شبکه‌های مبتنی‌بر IPv4 به‌عنوان یک راهکار موقت برای کمبود آدرس‌های IP طراحی شده است و با ترجمه آدرس‌های خصوصی به آدرس عمومی، ارتباط بین دستگاه‌ها و اینترنت را ممکن می‌سازد.

در مقابل، پروتکل اینترنت نسل 6 به دلیل فضای آدرس بسیار گسترده خود، نیازی به NAT ندارد و به هر دستگاه یک آدرس منحصر‌به‌فرد جهانی اختصاص می‌دهد. این تفاوت باعث می‌شود که IPV6 ارتباط مستقیم‌، سریع‌تر و ساده‌تری بین دستگاه‌ها فراهم کند، در حالی که NAT می‌تواند تاخیر، پیچیدگی و مشکلات امنیتی را افزایش دهد.

VOIP در IPV6

VoIP در IPV6 به استفاده از پروتکل اینترنت نسخه 6 برای انتقال صدا از طریق اینترنت اشاره دارد. با IPV6 ،VoIP از مزایایی مانند آدرس‌دهی گسترده، بهبود کیفیت خدمات (QoS)، کاهش تاخیر و حذف نیاز به NAT بهره‌مند می‌شود که ارتباطات صوتی مستقیم و پایدار را ممکن می‌سازد.

جمع‌بندی: IPv6 چیست؟

در این مطلب در مورد ماهیت IPV6 و کاربردهای آن صحبت کردیم. همان‌طور که گفته شد، این اصطلاح به پروتکل‌های اینترنت اشاره دارد که سرعت دسترسی به شبکه‌ها مختلف را افزایش داده و تجربه کاربران در دنیای اینترنت را بهبود می‌بخشند.

سوالات متداول

• IPv6 چیست و چه تفاوتی با IPv4 دارد؟

IPv6 نسخه جدیدتر پروتکل اینترنت است که با استفاده از آدرس‌دهی 128 بیتی، مشکلات محدودیت آدرس‌های IPv4 را برطرف می‌کند.

• چرا به IPv6 نیاز داریم؟

با رشد سریع دستگاه‌های متصل به اینترنت، آدرس‌های IPv4 به پایان رسیده و پروتکل اینترنت نسل 6 با ارائه تعداد بی‌نهایت آدرس، این نیاز را پوشش می‌دهد.

• آدرس‌های IPv6 چگونه عمل می‌کنند؟

آدرس‌های IPv6 از قالب 128 بیتی استفاده کرده و به صورت 8 گروه از اعداد هگزادسیمال نمایش داده می‌شوند که با کولون (:) جدا شده‌اند.