IPv6 – The Next Generation of Networking(قسمت اول)

معرفی

IPv4 یا IP از پایه‌های پروتکل ارتباطی TCP/IP می‌باشد که برای انتقال بسته‌های داده، صوت و تصویر از طریق اینترنت استفاده می‌شود. IPv6 پروتکل نسل آینده شبکه های کامپیوتری (NGN) می‌باشد که برای جایگزین شدن پروتکل فعلی استاندارد شده است. این پروتکل بستر اصلی اینترنت نسل آینده خواهد بود که نسبت به IPv4 پیشرفت‌های به‌سزایی در زمینه امنیت، تحرک، همگرایی و مقیاس پذیری دارد. چهارچوب اولیه IPv6 توسط IETF (Internet Engineering Task Force) در دهه 1990 استاندارد شد، اگر چه هنوز توسعه‌های مستمری در زمینه جنبه‌های پیشرفته مشخصی از این پروتکل در حال انجام می‌باشد.

فواید IPv6

ویژگی‌های جدید IPv6 فواید زیادی را برای کسب و کارهای مختلف به ارمغان می‌آورد:

• کاهش هزینه‌های مدیریت شبکه: ویژگی‌های auto-configurationو آدرس‌دهی سلسله مراتبی IPv6 مدیریت شبکه را آسان می‌کند.
• بهینه سازی برای شبکه‌های نسل آینده(NGN): رها شدن از NAT مدل Peer-To-Peer را مجددا ً فعال می‌کند و به پیاده سازی application ها، ارتباطات و راه‌حل‌های متحرک جدید مثل VOIP کمک می‌کند.
• محافظت از دارایی‌های شرکت: IPSEC مجتمع، IPv6 را ذاتا ً امن می‌کند و امکان داشتن یک استراتژی متحد برای کل شبکه را فراهم می‌کند.
• محافظت از سرمایه‌گذاری: امکان گذر و انتقال آسان و برنامه‌ریزی شده از IPV4 به IPV6 ضمن اینکه امکان حضور هر دو پروتکل در فاز انتقال وجود دارد.

پروتکل IPv6

پروتکل IPv6 اولیه دارای ساختار هدر متفاوتی نسبت به IPv4 می‌باشد.شکل‌های زیر هدر هر دو پروتکل را نشان می‌دهد:

هدر IPv6 نسبت به IPv4 ساده تر شده است. فیلد جدید Flow Label برای به کارگیری Enhanced QoS         در آینده اضافه شده و با حذف Options پردازش بسته‌ها در نودهای میانی آسان‌تر شده است.

فواید خاص هدر جدید به شرح ذیل می‌باشد:

• افزایش تعداد آدرس‌ها:

 IPv6 دارای 128 بیت آدرس می‌باشد (در حالی که IPv4 32 بیت آدرس دارد) و در نتیجه تعداد آدرس ‌های IP موجود افزایش چشمگیری پیدا می‌کند و این امر مشکل سناریوهایی که به دلیل کمبود آدرس IP نیاز به پیاده‌سازی NAT می‌باشد، را حل می‌کند. عدم نیاز به پیاده‌سازی NAT تنظیمات شبکه را آسان می‌کند و پیچیدگی سخت افزار و نرم افزار را کاهش می‌دهد. همچنین در اختیار داشتن تعداد آدرس IPگسترده به چشم‌انداز آینده خانه‌های شبکه شده  که در آنها کلیه وسایل دارای آدرس IP مخصوص می‌باشند و در نتیجه امکان کنترل آنها از طریق اینترنت فراهم می‌‌باشد، کمک می‌کند. افزایش پیاده‌سازی سیستم‌های موبایل و بیسیم نیز به دلیل کمبود آدرس‌های IP محدود نمی‌شود.

• اتصال End-to-End:

IPv4 در موقعیت‌های معینی به دلیل کمبود تعداد آدرس نیاز به NAT دارد و متاسفانه NAT در کاربردهای Peer-to-Peer مثل VOIP به خوبی کار نمی‌کند. IPv6 نیاز به NAT را حذف کرده و اتصال End-to-End را به حالت اول برمی‌گرداند و در نتیجه کاربردهای Peer-to-Pee با IPv6 به خوبی کار می‌کند. همچنین برخی از پروتکل‌های لایه بالاتر مثل FTP برای کار کردن با NAT نیاز به نرم افزارهای خاصی دارند و در نتیجه این قبیل پروتکل‌ها آسان‌تر می‌توانند از طریق IPv6 فعال شوند.

• Routing  مؤثر:

همانطور که گفته شد هدر IPv6 نسبت به IPv4 ساده‌تر و مؤثر‌تر شده است. این امر موجب کاهش سربار پردازشی روترها و درنتیجه کاهش پیچیدگی سخت افزار و سریع‌تر شدن پردازش بسته‌ها می‌شود. و نیز آدرس‌دهی سلسله‌مراتبی در IPv6 موجب اختصاص فضای آدرس مناسب و درنتیجه کوچک‌تر شدن جداول Routing و مؤثرتر شدن مسیریابی در کل شبکه می‌شود.

• تنظیمات خودکار

IPv6 امکان آدرس‌دهی خودکار برای دستگاه‌های IPv6-enabled را فراهم می‌آورد. این امر موجب بهبود زیاد مدیریت و مقیاس پذیری  شبکه می‌شود. دستگاه‌های جدید مستقیما ً به شبکه بدون  نیاز به تنظیم دستی IP و یا وجود سرور DHCP وصل می‌شوند. همچنین مدیر شبکه به راحتی می‌تواند تعداد زیادی از سیستم‌ها را از یک شبکه به شبکه دیگر منتقل کند.

• امنیت

IPv6 لزوم IPSEC را اجباری می‌کند و درنتیجه یک قالب امنیتی یک پارچه برای ارتباطات اینترنتی ایجادمی‌کند. IPSEC برای پیاده‌سازی رمزنگاری و نیز تصدیق استفاده می‌شود. دربسیاری از پیاده‌سازی‌های IPv4 امکان فعال سازی IPSEC نمی‌باشد و در نتیجه سطح امنیت کاهش می‌یابد.

• افزایش Mobility  و Multicast

IPv6 به شبکه‌های بیسیم امروزی با افزایش mobile IPv6 کمک می‌کند.

اضافه شدن فیلد Scope به IPv6 موجب بهبود قالب کاری ترافیک‌های Multicast شده است.

خانواده پروتکل IPv6

 IPv6 فقط یک پروتکل منفرد و  تک نمی‌باشد بلکه شامل یک خانواده‌ای از پروتکل‌ها است که جایگزین خانواده پروتکل IPv4 می‌شود.  خانواده IPv6 دربرگیرنده پروتکل پایه IPv6 و معماری آدرس‌دهی جدید آن می‌باشد.

IPv6 همچنین شامل پروتکل بسط یافته ICMPv6 که فراهم کننده امکانات تنظیمات خودکار و کشف همسایه (همانند عملکرد ARP در IPv4) ، کشف مسیر MTU (به این دلیل مهم می‌باشد که فقط نود سرچشمه در IPv6 می‌تواند بسته‌ها را Fragment کند.) ، پیغام دهی اطلاعاتی و خطا (شامل pingv6)، کشف Multicast Listener  (همانند IGMP برای IPv4) و کارکردهای مربوط به Mobile IPv6 می‌باشد.

DHCPv6 نسخه جدید DHCP برای IPv6 می‌باشد. از آنجایی که IPv6 دارای امکان تنظیم خودکار آدرس‌های IP می‌باشد، DHCPv6 همیشه مورد نیاز نیست. DHCPv6 کاملا ً از نو طراحی شده و فقط از نظر مفهومی شبیه به DHCP می‌باشد. DHCPv6 همچنین شامل کارکردهای جدید مثل تنظیم مجدد و تصدیق (authentication) سرچشمه سرور می‌باشد.

پروتکل‌های Interior Routing برای IPv6 شامل  RIPng (next generation RIP) و  OSPFv3می‌باشد. RIPng خیلی شبیه به RIPv2 می‌باشد که برای تبلیغ IPv6 network prefixes درست شده‌اند. بنابراین این

پروتکل برای استفاده در شبکه‌های کوچک و متوسط بسیار مناسب می‌باشد.

OSPFv3 یک پروتکل Link State براساس OSPFv2 با اعمال یک سری از تغییرات می‌باشد که بیشتر بر روی یک لینک اجرا می‌شود تا یک subnet. هر LSA دارای یک flooding scope  می‌باشد و OSPF authentication  به دلیل امنیت ذاتی ایجاد شده توسط IPv6-IPSEC حذف شده است. در یک اجرای نمونه به هر دو پروتکل OSPFv3 و OSPFv2 برای ایجاد افزونگی نیاز می‌باشد. OSPFv3 برای تبادل اطلاعات مسیر یابی IPv6 و OSPFv2 برای تبادل اطلاعات مسیر یابی IPv4.

نویسنده: ProCurve Networking HP Innovation

مترجم:  سلمه عبداللهی سهی