IP-Version 4 (IPv4) generiert 4, 29 x 109 eindeutige Netzwerkadressen, deren Menge unzureichend ist. Dem Internet steht daher zu wenig Speicherplatz zur Verfügung. Während IP-Version 6 (IPv6) 3, 4 x 1038 Adressen generiert, ist dies eine skalierbare und flexible Lösung für das aktuelle Problem.
Lassen Sie uns zunächst verstehen, was das Internetprotokoll ist. Das TCP / IP-Standardprotokoll, das das IP-Datagramm als Informationseinheit definiert, die über das Internet verschoben wird. Es ist ein unzuverlässiges und verbindungsloses Datagramm-Protokoll - ein Best-Delivery-Service. Das Internet ist eine Abstraktion physischer Netzwerke und bietet dieselben Funktionen wie das Annehmen und Übermitteln von Paketen.
IP bietet drei Hauptmerkmale:
- Angabe des genauen Formats aller Daten.
- Es führt eine Routing-Funktion aus und wählt den Pfad zum Senden der Daten.
- Es beinhaltet eine Sammlung von Regeln, die die Idee einer unzuverlässigen Paketzustellung unterstützen.
Vergleichstabelle
| Vergleichsbasis | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Adresskonfiguration | Unterstützt die manuelle und DHCP-Konfiguration. | Unterstützt die automatische Konfiguration und Umnummerierung |
| Ende-zu-Ende-Verbindungsintegrität | Unerreichbar | Erreichbar |
| Adressraum | Es können 4, 29 x 10 9 Adressen generiert werden. | Es kann eine große Anzahl von Adressen erzeugt werden, dh 3, 4 x 10 38 . |
| Sicherheitsfunktionen | Die Sicherheit hängt von der Anwendung ab | IPSEC ist im IPv6-Protokoll integriert |
| Adresslänge | 32 Bits (4 Bytes) | 128 Bits (16 Bytes) |
| Adressrepräsentation | In Dezimalzahlen | In hexadezimal |
| Fragmentierung durchgeführt von | Sender- und Weiterleitungsrouter | Nur vom Absender |
| Paketflussidentifizierung | Nicht verfügbar | Verfügbar und verwendet ein Flow Label-Feld in der Kopfzeile |
| Prüfsummenfeld | Verfügbar | Nicht verfügbar |
| Nachrichtenübertragungsschema | Rundfunk | Multicasting und Anycasting |
| Verschlüsselung und Authentifizierung | Nicht vorhanden | Unter der Voraussetzung |
Definition von IPv4
Eine IPv4-Adresse ist ein 32-Bit-Binärwert, der als vier Dezimalstellen angezeigt werden kann. Der IPv4-Adressraum bietet rund 4, 3 Milliarden Adressen. Nur 3, 7 Milliarden Adressen können nur von 4, 3 Milliarden Adressen zugewiesen werden. Die anderen Adressen werden für bestimmte Zwecke wie Multicasting, privater Adressraum, Loopback-Test und Recherche gespeichert.
IP Version 4 (IPv4) verwendet Broadcasting zum Übertragen von Paketen von einem Computer an alle Computer. Dies führt möglicherweise manchmal zu Problemen.
Punkt-Dezimal-Notation von IPv4
128.11.3.31
Paketformat
Ein IPv4-Datagramm ist ein Paket mit variabler Länge, das aus einem Header (20 Byte) und Daten (bis zu 65.536 zusammen mit dem Header) besteht. Der Header enthält Informationen, die für das Routing und die Zustellung wesentlich sind.
Basiskopfzeile
Version: Definiert die Versionsnummer von IP, dh in diesem Fall ist es 4 mit einem binären Wert von 0100.
Headerlänge (HLEN): Sie gibt die Länge des Headers in Vielfachen von vier Bytes an.
Diensttyp: Er legt fest, wie mit Datagramm verfahren werden soll, und enthält einzelne Bits wie Durchsatz, Zuverlässigkeit und Verzögerung.
Gesamtlänge: Zeigt die gesamte Länge des IP-Datagramms an.
Identifikation: Dieses Feld wird zur Fragmentierung verwendet. Ein Datagramm wird unterteilt, wenn es unterschiedliche Netzwerke durchläuft, um die Größe des Netzwerkrahmens zu berücksichtigen. Zu diesem Zeitpunkt wird jedes Fragment mit einer Sequenznummer in diesem Feld bestimmt.
Flags: Die Bits im Flags-Feld behandeln die Fragmentierung und identifizieren das erste, mittlere oder letzte Fragment usw.
IPv4-Datagramm
Fragmentierungsversatz: Dies ist ein Zeiger, der den Versatz der Daten im ursprünglichen Datagramm darstellt.
Time to live: Definiert die Anzahl der Hops, die ein Datagramm durchlaufen kann, bevor es zurückgewiesen wird. In einfachen Worten gibt es die Dauer an, für die ein Datagramm im Internet verbleibt.
Protokoll: Das Protokollfeld gibt an, welche Protokolldaten der höheren Schicht im Datagramm eingeschlossen sind (TCP, UDP, ICMP usw.).
Header-Prüfsumme: Dies ist ein 16-Bit-Feld, das die Integrität der Header-Werte und nicht den Rest des Pakets bestätigt.
Quelladresse: Hierbei handelt es sich um eine 4-Byte-Internetadresse, die die Quelle des Datagramms identifiziert.
Zieladresse: Dies ist ein 4-Byte-Feld, das das endgültige Ziel identifiziert.
Optionen: Dies bietet mehr Funktionalität für das IP-Datagramm. Darüber hinaus können Felder wie Steuerungsrouting, Timing, Verwaltung und Ausrichtung mitgeführt werden.
IPv4 ist eine Adressstruktur mit zwei Ebenen (Netz-ID und Host-ID), die in fünf Kategorien (A, B, C, D und E) unterteilt sind.
Definition von IPv6
Eine IPv6-Adresse ist ein 128-Bit-Binärwert, der als 32 Hexadezimalziffern angezeigt werden kann. Doppelpunkte isolieren Einträge in einer Folge von 16-Bit-Hexadezimalfeldern. Es bietet 3, 4 x 1038 IP-Adressen. Diese Version der IP-Adressierung wurde entwickelt, um die Anforderungen der Erschöpfung von IPs zu erfüllen und ausreichende Adressen für zukünftige Anforderungen des Internet-Wachstums bereitzustellen.
Da IPv4 eine zweistufige Adressstruktur verwendet, bei der die Verwendung des Adressraums nicht ausreicht. Aus diesem Grund schlug IPv6 vor, die Mängel IPv4 zu überwinden. Das Format und die Länge der IP-Adressen wurden zusammen mit dem Paketformat und den Protokollen geändert.
Hexadezimal-Doppelpunktnotation von IPv6
FDEC: BA98: 7654: 3210: ADBF: BBFF: 2922: FFFF
IPv6-Paketformat
Jedes Paket besteht aus einem obligatorischen Basisheader, dem die Nutzdaten folgen. Die Nutzlast umfasst zwei Teile, nämlich optionale Erweiterungsheader und Daten von einer oberen Schicht. Der Basisheader verbraucht 40 Byte, die Erweiterungsheader enthalten umgekehrt und Daten von der obersten Ebene halten normalerweise bis zu 65.535 Byte an Informationen.
Basiskopfzeile
Version: Dieses 4-Bit-Feld gibt die Version der IP-Adresse an, in diesem Fall also 6.
Priorität: Definiert die Priorität des Pakets in Bezug auf Verkehrsstau.
Flow-Label: Der Grund für die Entwicklung dieses Protokolls besteht darin, die Steuerung eines bestimmten Datenflusses zu vereinfachen.
Payload-Länge: Definiert die Gesamtlänge des IP-Datagramms mit Ausnahme des Basis-Headers.
Nächster Header: Es ist ein acht Bit großes Feld, das den Header beschreibt, der dem Basisheader im Datagramm folgt. Der nächste Header ist einer der optionalen Erweiterungsheader, die von IP verwendet werden, oder der Header für ein Protokoll der höheren Schicht wie UDP oder TCP.
Hop Limit: Dieses 8-Bit-Hop-Limit-Feld unterstützt die gleichen Funktionen im TTL-Feld in IPv4.
Quelladresse: Es ist eine 16-Byte-Internetadresse, die die Quelle des Datagramms angibt.
Zieladresse: Dies ist eine 16-Byte-Internetadresse, die im Allgemeinen das endgültige Ziel des Datagramms beschreibt.
Hauptunterschiede zwischen IPv4 und IPv6
Betrachten wir den wesentlichen Unterschied zwischen IPv4 und IPv6.
- IPv4 hat eine 32-Bit-Adresslänge, während IPv6 eine 128-Bit-Adresslänge hat.
- IPv4-Adressen repräsentieren die Binärzahlen in Dezimalzahlen. Andererseits geben IPv6-Adressen binäre Zahlen im Hexadezimalformat aus.
- IPv6 verwendet eine End-to-End-Fragmentierung, während für IPv4 ein Zwischenrouter erforderlich ist, um jedes zu große Datagramm zu fragmentieren.
- Die Headerlänge von IPv4 beträgt 20 Byte. Im Gegensatz dazu beträgt die Headerlänge von IPv6 40 Byte.
- IPv4 verwendet ein Prüfsummenfeld im Header-Format für die Fehlerprüfung. Im Gegensatz dazu entfernt IPv6 das Header-Prüfsummenfeld.
- In IPv4 enthält der Basisheader kein Feld für die Headerlänge, und das 16-Bit-Payload-Längenfeld ersetzt dieses Feld im IPv6-Header.
- Die Optionsfelder in IPv4 werden als Erweiterungsheader in IPv6 verwendet.
- Das Feld Time to live in IPv4 bezieht sich in IPv6 auf das Hop-Limit.
- Das Headerlängenfeld, das in IPv4 vorhanden ist, wird in IPv6 entfernt, da die Länge des Headers in dieser Version festgelegt ist.
- IPv4 verwendet Broadcasting, um die Pakete an die Zielcomputer zu senden, während IPv6 Multicasting und Anycasting verwendet.
- IPv6 bietet Authentifizierung und Verschlüsselung, IPv4 jedoch nicht.
Fazit
IPv6 behält viele der Kernkonzepte des aktuellen Protokolls bei, IPv4, ändert jedoch die meisten Details. IPv4 wurde als Transport- und Kommunikationsmittel konzipiert, aber die Anzahl der Adressen erschöpfte sich, was der Grund für die Entwicklung von IPv6 war. IPv6 bietet Skalierbarkeit, Flexibilität und nahtlose Möglichkeiten im Bereich Networking.
