آدرس IPv6 چیست؟

IPv6 نشان دهنده نسل جدیدتر فناوری و توسعه است. نسخه قبلی آی‌پی(IPv4) هنوز بسیار محبوب است، اما کمبود آن یک مشکل جدی است و در زمانی در آینده، باید آن را رها کرد. بنابراین، درک نسخه جدیدتر آی پی (IPv6) ضروری است. در این مطلب به معرفی آن خواهیم پرداخت.

IPv6  به چه معناست و چه کاربردی دارد؟

IPv6  یک پروتکل لایه شبکه است که امکان ارتباط و انتقال داده بین دو میزبان مختلف را فراهم می‌کند. قوانین خاصی را تعیین می‌کند که به شناسایی میزبان‌های جداگانه و ردیابی مکان آنها کمک می نماید. به این ترتیب، آنها می‌توانند با موفقیت تبادل اطلاعات کنند. تنها زمانی که دو آدرس IP مربوطه شناسایی شوند، مسیر‌(route) می‌تواند ایجاد شود و میزبان ها قادر به برقراری ارتباط هستند.

IPv6  با آدرس‌های 128 بیتی کار می‌کند. هر آدرس شامل هشت گروه مختلف از رشته‌ها (string) است و هر گروه دارای چهار کاراکتر (الفبایی) است که با دو نقطه (colon) تقسیم می‎شوند. به لطف این ویژگی‌ها، می‌تواند تعداد باورنکردنی آدرس‌های IP منحصر به فرد را ارائه دهد که تضمین می‌کند آدرس‌های IP منحصربه‌فردی را برای تخصیص به همه دستگاه‌های جدید برای مدت طولانی در اختیار داشته باشیم.

تاریخچه IPv6

IPv6  مخفف  Internet Protocol version 6 است که نسخه جدیدتر پروتکل اینترنت (IP) است. با این حال، آیا می‌توانید تصور کنید که بیش از 20 سال در حاشیه بود؟ این نسخه از IP در دسامبر 1995 معرفی شد! هدف اصلی ایجاد آن، تصاحب و در نهایت جایگزینی پروتکل قبلی (IPv4) بود. چون تعداد دستگاه‌هایی که می‌خواهند به اینترنت متصل شوند به شدت در حال افزایش است و IPv4 قادر به برآوردن چنین نیازی نیست.

پروتکل  IPv4، اجازه ایجاد 4.2 میلیارد آدرس IP منحصر به فرد را می‌دهد.با پیشرفت‌های فناوری جدید و دستگاه‌های مختلف بی‌سیم و متصل به شبکه، مانند دستگاه‌های IoT، پیش‌بینی می‌شد که تا سال 2010، اینترنت تمام آدرس‌های IPv4 منحصربه‌فرد را تمام کند.

از سوی دیگر، به لطف استانداردسازی IPv6 جدید، امکان 3.4 ضرب‌در 10 به توان 38  آدرس IP منحصر به فرد را می‌دهد که معادل با 340 تریلیون تریلیون تریلیون آدرس IP است.

اینترنت چگونه کار می‌کند؟

اینترنت یک شبکه کابلی بسیار گسترده است که مراکز داده متعددی را که در سراسر جهان قرار دارند و کاربرانی که مایل به دسترسی و ارتباط با خدمات آنها هستند را به هم متصل می‌کند. تمام نقاط شبکه با کابل‌های عظیم متصل می‌شوند.
علاوه بر این، چنین شبکه بزرگی از ماشین‌ها و دستگاه‌های به هم پیوسته نیاز به نظم مناسب و توانایی شناسایی همه دستگاه‌های مختلف با آدرس‌های مرتبط آنها دارد. بنابراین، هم کاربران و هم سرورها باید یک آدرس IP برای این منظور داشته باشند. علاوه بر این، سرورها نام میزبان (hostname) را نیز نگه می‌دارند.

هنگامی که کاربر می‌خواهد یک وب سایت خاص را مشاهده کند، باید نام دامنه آن (hostname) را تایپ کند و به وب سروری که اطلاعات را برای آن نگه می‌دارد متصل شود. هر وب سایت در اینترنت بر روی سرورهای وب در مراکز داده مختلف میزبانی می‌شود. به این ترتیب می توانید به وب سایت‌ها، برنامه ها و خدمات دسترسی داشته باشید.

آدرس IP چیست؟

آدرس IP به عنوان یک شناسه عمل نموده و همه میزبان‌های مختلف در شبکه  (سرورها و کاربران) را شناسایی می‌کند. دو نوع اصلی آدرس IP وجود دارد:

• private: این نوع آدرس IP زمانی استفاده می‌شود که کاربران به یک شبکه خصوصی بسته متصل می‌شوند. به لطف آن، کاربر به شبکه خاص دسترسی پیدا نموده و می‌تواند با دستگاه‌های دیگر که شامل آن می‌شود ارتباط برقرار کند.
• Public: این نوع آدرس IP زمانی استفاده می‌شود که می‌خواهید به اینترنت متصل شوید. معمولا یک ارائه دهنده خدمات اینترنتی (ISP) روتر مورد نیاز و آدرس IP عمومی را در اختیار شما قرار می‌دهد. سرورها نیز به چنین آدرسی نیاز دارند و نباید تغییر کند، یعنی باید ثابت باشند.

احتمالا از خود می‌پرسید که اصلا چرا ما در مورد آدرس های IP صحبت می‌کنیم در حالی که برای دسترسی به یک وب سایت، فقط نام دامنه را تایپ می‌کنیم.

DNS  چیست؟ 

Domain Name System (DNS) یک پایگاه داده جهانی است که شامل همه نام‌های دامنه موجود و آدرس‌های IP آنها است. به DNS queries کاربران برای نام دامنه و آدرس IP آنها روزانه پاسخ می‌دهد.

Domain Name System غیرمتمرکز و به ترتیب سلسله مراتبی ساخته شده است. بنابراین، هر سطح پاسخ سطح زیر را می‌داند. در سطح بالا سرورهای root قرار دارند که اطلاعاتی در مورد سرورهای TLD (Top-Level Domain) ارائه می‌دهند. علاوه بر این، آنها اطلاعاتی را در مورد محل قرارگیری اکستنشن‌های مختلف مانند .com، .info، .net و غیره نگهداری می‌کنند.

به لطف این ترتیب، تایپ نام دامنه و دسترسی به وب سایت برای کاربران آسان است. کاربر آدرس IP مورد نیاز (IPv4 یا IPv6) را درخواست و ابتدا کش DNS دستگاه را بررسی می‌کند. اگر در آنجا در دسترس نباشد، سرور DNS بازگشتی مرحله بعدی را انجام می‌دهد. تا زمانی که به سرور DNS معتبری که اطلاعات مورد نیاز را در خود نگه می دارد (رکورد A یا رکورد AAAA) برسد، پاسخ را جستجو می‌کند. کل این فرآیند به عنوان DNS resolution شناخته می‌شود.

انواع آدرس های آی پی نسخه 6

الان که می‌دانیم آدرس IPv6 چیست، بیایید نگاهی به سه نوع مختلف آن بیندازیم: unicast، anycast، و multicast، که توسط RFC 4291: IP Version 6 Addressing Architecture تعریف شده‌اند.

• Unicast (یک اینترفیس واحد) - نشان دهنده یک گره خاص در یک شبکه است و اغلب به یک فرستنده یا گیرنده خاص اشاره می‌کند. بر این اساس، ارتباط یک به یک (one-on-one) است.
• Anycast (مجموعه‌ای از اینترفیس‌ها) – به گروهی از اینترفیس‌ها مرتبط است که بیشتر آنها به گره‌های مختلف متصل هستند. بر این اساس، ارتباط یک به نزدیک (one-to-closest) است.
• Multicast (گروهی از اینترفیس‌ها) - ما آن را فقط به عنوان مقصد دیتاگرام پیاده سازی می‌کنیم و مجموعه‌ای از دستگاه های IP را نشان می‌دهیم. بر این اساس، ارتباط یک به چند (one-to-many) است.

علاوه بر این، IPv6 از آدرس‌های broadcast پشتیبانی نمی‌کند. آدرس های Multicast برای پیاده سازی ویژگی‌های broadcast استفاده می‌شود.

تفاوت IPv6 با IPv4 در چیست؟

تفاوت اصلی بین IPv4 و IPv6 در افزایش تعداد آدرس‌ها است. IPv4 یک آی پی 32 بیتی و IPv6 یک آی پی 128 بیتی است. با این حال، IPv4 هنوز یک انتخاب محبوب در مقایسه با IPv6 است.

تفاوت‌های اضافی بین IPv4 و IPv6 عبارتند از:

• IPv6 متکی بر تکنیک آدرس‌دهی الفبایی عددی (alphanumeric) استدر حالی که  IPv4 فقط بر اساس عدد است.
• بیت‌ها در IPv6 با دو نقطه (colon) جدا می‌شوند ولی بیت‌ها در IPv4 با یک نقطه (dot) تقسیم می‌شوند.
• IP security توسط IPv6 مورد نیاز است، در حالی که در IPv4، این یک option است.
• IPv6 پروتکل IP security (IPSec) را پیاده سازی می‌کند ولی IPv4 به اپلیکیشن‌ها تکیه دارد.
• با IPv6، شبکه‌ها به طور خودکار پیکربندی می‌شوند، ، شبکه های مبتنی بر IPv4 باید از طریق DHCP یا به صورت دستی پیکربندی شوند.
• IPv6 از NDP (پروتکل کشف همسایه) برای mapping آدرس‌های MAC و IPv4 از ARP  استفاده می‌کند.
• IPv6 دارای هشت فیلد هدر با طول 40 کاراکتر است و IPv4 دارای 14 فیلد هدر با طول هشت کاراکتر است.
• IPv6 شامل فیلد checksum نمی‌شود

راه‌های بررسی آدرس IPv6

اگر می‌خواهید بدانید چگونه یک آدرس IPv6 را بررسی کنید، نگران نباشید و به خواندن این مطلب ادامه دهید، یک کار ساده و آسان است که می‌توانید هم برای یک device (شبکه) و هم برای یک نام میزبان (hostname) خاص انجام دهید.

برای دستگاه/شبکه

بررسی آدرس IPv6 شما یک کار ساده است. چندین راه وجود دارد که می‌توانید آن را ببینید.

•  از طریق مرورگر:

شما می توانید آدرس IPv6 خارجی خود را به سادگی با نوشتن What is my IP در گوگل بررسی کنید. 

•  اگر کاربر ویندوز هستید:

Command Prompt را باز کرده و  عبارت ipconfig  را تایپ کنید تا کل پیکربندی IP را به عنوان پاسخ دریافت نمائید.

• اگر کاربر لینوکس هستید:

ترمینال را باز کرده و عبارت ip addr را تایپ کنید. در مرحله بعد، inet را پیدا نموده و به آدرس IPv6 خود توجه خواهید کرد.

• اگر کاربر macOS هستید:

روی نماد Apple در گوشه سمت چپ بالا کلیک کرده و بعد روی System Preferences کلیک نمائید، Network را پیدا نموده و روی آن کلیک کنید. در آخر، connection شبکه‌ای را که استفاده می‌کنید جستجو نموده و روی آن کلیک کنید. در آنجا آدرس IPv6 خود را خواهید دید. 

برای نام میزبان (hostname)

ما نگاهی به نحوه بررسی پروتکل اینترنت نسخه 6 خود انداختیم. اما بیایید ببینیم چگونه آن را برای نام میزبان پیدا کنیم. بسته به سیستم عاملی که از آن استفاده می کنید نیز یک روش آسان است.

در ویندوز

• برنامه Command Prompt را باز , داخل آن دستور زیر را بنویسید:

nslookup -type=aaaa parsdev.com

• برای دریافت آدرس(های) IPv6 برای parsdev.com کلید Enter را فشار دهید.

در macOS

• ترمینال را باز کنید. داخل آن دستور زیر را بنویسید:

dig parsdev.com aaaa 

• Enter را فشار دهید و نتایج را بررسی کنید.

در لینوکس

• ترمینال را باز کنید. داخل آن دستور زیر را بنویسید:

dig parsdev.com aaaa 

• Enter را فشار دهید و نتایج را بررسی کنید.

چگونه آدرس کامل را از کوتاه شده تشخیص دهیم؟

ابتدا تعیین کنید که آیا آدرس دارای دونقطه دوبل (double colon) است یا خیر. در مرحله بعد، ببینید در صورت داشتن یک بلوک، چند double colons نشان دهنده 0 بلوک است. برای انجام این کار، تعداد بلوک‌های آدرس مخفف را بشمارید و آن را بر 8 تقسیم کنید. برای مثال در آدرس AF02::2 دو بلوک وجود دارد: AF02 و 2. علامت (::) نشان دهنده تعداد بلوک (8 بلوک منهای 2 دو بلوک).

پس از تعیین هر هشت بلوک، تعداد ارقام هگزادسیمال هر کدام را بشمارید. هر بلوک باید شامل چهار رقم هگزادسیمال باشد. اگر هر بلوکی کمتر از چهار رقم هگزادسیمال دارد، در سمت چپ یا در موقعیت پیشرو بلوک، تعداد مساوی صفر اضافه کنید.

بیایید از آدرس مثال کوتاه شده برای محاسبه آدرس کامل استفاده کنیم.

AF02::2
AF02:0:0:0:0:0:0:2     -     آدرس پس از حذف دو نقطه مخفف
AF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002   -  آدرس پس از افزودن صفرهای اول 

بنابراین آدرس کامل آدرس مخفف شده AF02::2 AF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002 است.

مزایا و معایب IPv6

مانند بسیاری از چیزهای زندگی، IPv6 نیز مزایا و معایب خود را دارد. بنابراین مهم است که بدانید از این آی پی جدید چه انتظاری می‌توانید داشته باشید.

مزایای IPv6

مزایای اصلی IPv6 شامل موارد زیر است:

• ظرفیت فضای آدرس را افزایش می‌دهد - به این ترتیب، منابع مختلف به طور موثر در آدرس‌های وب اضافی سازگار توزیع می‌شوند.
• مسیریابی کارآمد است - امکان تجمیع آسان پیشوندهای (prefix) اختصاص داده شده به شبکه‌های IP را فراهم می‌کند.
• جریان داده کارآمد - امکان انتقال بسته‌های بزرگ داده را به طور همزمان فراهم نموده که به حفظ پهنای باند کمک می‌کند.
• امنیت - ایمنی و امنیت را بر اساس روش‌های احراز هویت بهبود یافته که در فایروال‌های شبکه تعبیه شده است، بهبود می‌بخشد.

معایب IPv6

همانطور که اشاره کردیم اشکالاتی در پروتکل وجود دارد که عبارتند از:

• سازگاری آهسته: بر این اساس است که IPv4 هنوز بسیار محبوب است و بخش زیادی از کاربران از آن استفاده می کنند. انتقال به IPv6 جدیدتر فرآیندی کند است.
• اتصال: دستگاه های IPv4 و IPv6 قادر به برقراری ارتباط مستقیم نیستند. با این حال، موارد بسیار کمی وجود دارد که آنها به آن نیاز داشته باشند.
• خوانایی: بهره برداری و یادگیری سابنت IPv6 می‌تواند به خودی خود پیچیده باشد. علاوه بر این، اگر به یادآوری یا به خاطر سپردن آدرس IPv6 خود فکر می‌کنید، کار دشواری به نظر می‌رسد.

چالش‌های انتقال IPv6

هنگامی که صحبت از IPv6 به میان می‌آید، سازمان‌ها ممکن است در هنگام انتقال از IPv4 به IPv6 با چالش‌های متعددی مواجه شوند.

• مدیریت فضای آدرس: بزرگترین مزیت IPv6 فضای آدرس وسیع آن است، اما این می‌تواند یک چالش هم باشد. مدیریت چنین مجموعه بزرگی از آدرس‌ها نیازمند استراتژی‌های قوی برای اطمینان از تخصیص کارآمد و جلوگیری از فرسودگی آدرس است. سازمان‌ها برای استفاده حداکثری از قابلیت‌های IPv6 باید سیاست‌های تخصیص آدرس موثری را توسعه دهند.
• پیاده سازی Dual Stack: در طول دوره انتقال، بسیاری از شبکه‌ها در حالت Dual Stack کار می‌کنند که از IPv4 و IPv6 به طور همزمان پشتیبانی می‌نماید. در نتیجه، پیکربندی و نگهداری پیچیده‌تر  بوده و ممکن است مشکلات امنیتی بالقوه ایجاد شود.
• سازگاری سیستم قدیمی: همه سیستم‌ها و برنامه‌ها آماده IPv6 نیستند و بسیاری از سیستم‌های قدیمی ممکن است فقط از IPv4 پشتیبانی کنند. اطمینان از سازگاری و قابلیت همکاری بین دستگاه‌های دارای IPv6 و سیستم‌های قدیمی‌تر می‌تواند چالش برانگیز باشد و نیاز به برنامه ریزی دقیق و سرمایه گذاری در به روز رسانی یا جایگزینی برای زیرساخت‌های قدیمی دارد.
• نگرانی‌های امنیتی: در حالی که IPv6 شامل ویژگی‌هایی است که امنیت را بهبود می‌بخشد، مانند ادغام IPsec، خود انتقال می‌تواند مخاطره آمیز باشد. پیکربندی نادرست، عدم آگاهی و همزیستی IPv4 و IPv6 می‌تواند آسیب پذیری‌هایی ایجاد کند که مهاجمان ممکن است از آنها سوء استفاده کنند. اقدامات امنیتی قوی و نظارت مستمر در مرحله انتقال بسیار مهم است.
• شکاف‌های مهارتی و آموزش: پیاده سازی و مدیریت شبکه‌های IPv6 به مجموعه مهارت‌های متفاوتی در مقایسه با IPv4 نیاز دارد. بسیاری از متخصصان فناوری اطلاعات ممکن است نیاز به یادگیری تخصص لازم داشته باشند. سازمان‌ها باید روی برنامه‌های آموزشی سرمایه‌گذاری کنند تا مطمئن شوند که تیمشان می‌تواند به طور موثر شبکه‌های IPv6 را طراحی، استقرار و نگهداری کند.
• هزینه و بودجه: پذیرش IPv6 اغلب شامل سرمایه گذاری در سخت افزار، نرم افزار و آموزش جدید است. هزینه‌های اولیه می‌تواند مانع مهمی برای برخی سازمان‌ها، به ویژه سازمان‌های کوچکتر با منابع محدود باشد. بودجه بندی روشن و استراتژی‌های مقرون به صرفه برای انتقال روان ضروری است.
• ارائه دهنده خدمات اینترنتی (ISP): اجرای موفقیت آمیز IPv6 به ISP‌ها نیز بستگی دارد. اگر آنها به طور کامل برای پشتیبانی از پروتکل جدید آماده نباشند، می‌تواند منجر به مشکلات اتصال و تداخل در روند کلی انتقال شود.

نتیجه

شکی نیست که IPv6 سودمند است و یک فناوری انقلابی در نظر گرفته می‌شود. با این حال، مدتی طول می‌کشد تا ما به طور کامل متعهد شویم و از پتانسیل واقعی آن استفاده کنیم.