IP phiên bản 4 (IPv4) tạo ra 4.29 x 109 địa chỉ mạng duy nhất không đủ về số lượng và kết quả là Internet sắp hết dung lượng. Trong khi đó phiên bản IP 6 (IPv6) tạo ra 3, 4 x 1038 địa chỉ và là một giải pháp linh hoạt và có thể mở rộng cho vấn đề hiện tại.
Trước hết, hãy cho chúng tôi hiểu giao thức Internet là gì. Giao thức chuẩn TCP / IP xác định datagram IP là đơn vị thông tin được di chuyển trên internet. Nó là một giao thức datagram không đáng tin cậy và không kết nối - một dịch vụ phân phối nỗ lực tốt nhất. Internet là một sự trừu tượng của các mạng vật lý và cung cấp các chức năng tương tự như chấp nhận và phân phối các gói.
IP cung cấp ba điều chính đó là:
- Đặc điểm kỹ thuật của định dạng chính xác của tất cả các dữ liệu.
- Nó thực hiện chức năng định tuyến và chọn đường dẫn để gửi dữ liệu.
- Nó liên quan đến một tập hợp các quy tắc hỗ trợ cho ý tưởng phân phối gói không đáng tin cậy.
Biểu đồ so sánh
| Cơ sở so sánh | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Cấu hình địa chỉ | Hỗ trợ cấu hình thủ công và DHCP. | Hỗ trợ tự động cấu hình và đánh số lại |
| Tính toàn vẹn kết nối đầu cuối | Không thể tin được | Thành tích |
| Không gian địa chỉ | Nó có thể tạo ra 4.29 x 10 9 địa chỉ. | Nó có thể tạo ra khá nhiều địa chỉ, ví dụ: 3, 4 x 10 38 . |
| Tính năng bảo mật | Bảo mật phụ thuộc vào ứng dụng | IPSEC được tích hợp sẵn trong giao thức IPv6 |
| Độ dài địa chỉ | 32 bit (4 byte) | 128 bit (16 byte) |
| Đại diện địa chỉ | Số thập phân | Trong thập lục phân |
| Phân mảnh được thực hiện bởi | Bộ định tuyến người gửi và chuyển tiếp | Chỉ bởi người gửi |
| Nhận dạng dòng chảy gói | Không có sẵn | Có sẵn và sử dụng trường nhãn luồng trong tiêu đề |
| Lĩnh vực kiểm tra | Có sẵn | Không có sẵn |
| Sơ đồ truyền tin | Phát thanh truyền hình | Đa nhiệm và Anycasting |
| Mã hóa và xác thực | Không cung cấp | Cung cấp |
Định nghĩa của IPv4
Địa chỉ IPv4 là giá trị nhị phân 32 bit, có thể được hiển thị dưới dạng bốn chữ số thập phân. Không gian địa chỉ IPv4 cung cấp khoảng 4, 3 tỷ địa chỉ. Chỉ 3, 7 tỷ địa chỉ chỉ có thể được chỉ định trong số 4, 3 tỷ địa chỉ. Các địa chỉ khác được bảo tồn cho các mục đích cụ thể như đa tuyến, không gian địa chỉ riêng, kiểm tra loopback và nghiên cứu.
IP phiên bản 4 (IPv4) sử dụng Phát sóng để truyền gói tin từ một máy tính sang tất cả các máy tính; điều này có thể tạo ra vấn đề đôi khi.
Ký hiệu thập phân rải rác của IPv4
128.11.3.31
Định dạng gói
Một datagram IPv4 là một gói có độ dài thay đổi bao gồm một tiêu đề (20 byte) và dữ liệu (tối đa 65.536 cùng với tiêu đề). Tiêu đề chứa thông tin cần thiết để định tuyến và phân phối.
Tiêu đề cơ sở
Phiên bản: Nó xác định số phiên bản của IP, tức là trong trường hợp này là 4 với giá trị nhị phân là 0100.
Độ dài tiêu đề (HLEN): Nó biểu thị độ dài của tiêu đề theo bội số của bốn byte.
Loại dịch vụ: Nó xác định cách xử lý datagram và bao gồm các bit riêng lẻ như mức độ thông lượng, độ tin cậy và độ trễ.
Tổng chiều dài: Nó biểu thị toàn bộ chiều dài của datagram IP.
Nhận dạng: Trường này được sử dụng trong phân mảnh. Một datagram được chia khi nó đi qua các mạng khác nhau để phù hợp với kích thước khung mạng. Tại thời điểm đó, mỗi phân đoạn được xác định bằng số thứ tự trong trường này.
Cờ: Các bit trong trường cờ xử lý phân mảnh và xác định đoạn đầu tiên, giữa hoặc cuối, v.v.
IPv4 Datagram
Phân mảnh bù: Đó là một con trỏ biểu thị phần bù của dữ liệu trong datagram gốc.
Thời gian tồn tại: Nó xác định số bước nhảy mà một datagram có thể di chuyển trước khi nó bị từ chối. Nói một cách đơn giản, nó chỉ định thời lượng mà một datagram vẫn còn trên internet.
Giao thức: Trường giao thức chỉ định dữ liệu giao thức lớp trên được gói gọn trong datagram (TCP, UDP, ICMP, v.v.).
Tổng kiểm tra tiêu đề: Đây là trường 16 bit xác nhận tính toàn vẹn của các giá trị tiêu đề, không phải phần còn lại của gói.
Địa chỉ nguồn: Đó là một địa chỉ internet bốn byte xác định nguồn của datagram.
Địa chỉ đích: Đây là trường 4 byte xác định đích cuối cùng.
Tùy chọn: Điều này cung cấp nhiều chức năng hơn cho datagram IP. Hơn nữa có thể mang các trường như định tuyến điều khiển, thời gian, quản lý và căn chỉnh.
IPv4 là cấu trúc địa chỉ hai cấp (id mạng và id máy chủ) được phân thành năm loại (A, B, C, D và E).
Định nghĩa của IPv6
Địa chỉ IPv6 là giá trị nhị phân 128 bit, có thể được hiển thị dưới dạng 32 chữ số thập lục phân. Colons cô lập các mục trong một chuỗi các trường thập lục phân 16 bit. Nó cung cấp 3, 4 x 1038 địa chỉ IP. Phiên bản địa chỉ IP này được thiết kế để đáp ứng nhu cầu cạn kiệt IP và cung cấp đủ địa chỉ cho các yêu cầu tăng trưởng Internet trong tương lai.
Vì IPv4 sử dụng cấu trúc địa chỉ hai cấp trong đó việc sử dụng không gian địa chỉ là không đủ. Đó là lý do để đề xuất IPv6, để khắc phục những thiếu sót của IPv4. Định dạng và độ dài của địa chỉ IP đã được thay đổi cùng với định dạng gói và giao thức cũng được sửa đổi.
Ký hiệu đại tràng thập lục phân của IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
Định dạng gói IPv6
Mỗi gói bao gồm một tiêu đề cơ sở bắt buộc được tải thành công. Tải trọng bao gồm hai phần là tiêu đề mở rộng tùy chọn và dữ liệu từ lớp trên. Tiêu đề cơ sở tiêu thụ 40 byte, ngược lại các tiêu đề mở rộng và dữ liệu từ lớp trên cùng thường chứa tới 65.535 byte thông tin.
Tiêu đề cơ sở
Phiên bản: Trường bốn bit này chỉ định phiên bản của IP, tức là 6 trong trường hợp này.
Ưu tiên: Nó xác định mức độ ưu tiên của gói liên quan đến tắc nghẽn giao thông.
Nhãn lưu lượng: Lý do để thiết kế giao thức này là để tạo điều kiện cho việc kiểm soát đặc biệt đối với một luồng dữ liệu nhất định.
Độ dài tải trọng: Nó xác định tổng chiều dài của datagram IP ngoại trừ tiêu đề cơ sở.
Tiêu đề tiếp theo: Đó là trường tám bit mô tả tiêu đề theo dõi tiêu đề cơ sở trong datagram. Tiêu đề tiếp theo là một trong những tiêu đề mở rộng tùy chọn mà IP sử dụng hoặc tiêu đề cho giao thức lớp trên như UDP hoặc TCP.
Giới hạn hop: Trường giới hạn hop tám bit này hỗ trợ các chức năng tương tự tại trường TTL trong IPv4.
Địa chỉ nguồn: Đó là một địa chỉ internet 16 byte xác định nguồn của datagram.
Địa chỉ đích: Đây là địa chỉ internet 16 byte thường mô tả đích cuối cùng của datagram.
Sự khác biệt chính giữa IPv4 và IPv6
Chúng ta hãy xem sự khác biệt đáng kể giữa IPv4 và IPv6.
- IPv4 có độ dài địa chỉ 32 bit trong khi IPv6 có độ dài địa chỉ 128 bit.
- Địa chỉ IPv4 đại diện cho số nhị phân theo số thập phân. Mặt khác, địa chỉ IPv6 thể hiện số nhị phân ở dạng thập lục phân.
- IPv6 sử dụng phân mảnh đầu cuối trong khi IPv4 yêu cầu bộ định tuyến trung gian để phân đoạn bất kỳ datagram nào quá lớn.
- Độ dài tiêu đề của IPv4 là 20 byte. Ngược lại, độ dài tiêu đề của IPv6 là 40 byte.
- IPv4 sử dụng trường tổng kiểm tra ở định dạng tiêu đề để xử lý kiểm tra lỗi. Ngược lại, IPv6 loại bỏ trường tổng kiểm tra tiêu đề.
- Trong IPv4, tiêu đề cơ sở không chứa trường cho độ dài tiêu đề và trường độ dài tải trọng 16 bit thay thế nó trong tiêu đề IPv6.
- Các trường tùy chọn trong IPv4 được sử dụng làm tiêu đề mở rộng trong IPv6.
- Trường thời gian để sống trong IPv4 được gọi là giới hạn Hop trong IPv6.
- Trường độ dài tiêu đề có trong IPv4 bị loại bỏ trong IPv6 vì độ dài của tiêu đề được cố định trong phiên bản này.
- IPv4 sử dụng phát sóng để truyền các gói đến các máy tính đích trong khi IPv6 sử dụng đa tuyến và phát sóng.
- IPv6 cung cấp xác thực và mã hóa, nhưng IPv4 không cung cấp nó.
Phần kết luận
IPv6 giữ lại nhiều khái niệm cốt lõi từ giao thức hiện tại, IPv4 nhưng thay đổi hầu hết các chi tiết. IPv4 được phát minh là phương tiện vận chuyển và liên lạc, nhưng số lượng địa chỉ đã cạn kiệt, đó là lý do cho sự phát triển của IPv6. IPv6 cung cấp khả năng mở rộng, linh hoạt và khả năng liền mạch trong lĩnh vực mạng.
