Tofauti kati ya IPv4 na IPv6

Itifaki ya Mtandao (IP) hutumika kama seti kuu ya sheria za kutuma data kwenye mipaka ya mtandao. Kazi yake kuu ni kutoa anwani za kipekee kwa vifaa na data ya njia kutoka kwa kifaa kimoja hadi kingine kwenye mtandao.

IP imebadilika kwa miaka mingi, huku IPv4 ikiwa toleo kuu la kwanza kutumwa ulimwenguni na IPv6 ikiwa mrithi wake, iliyoundwa kushughulikia mapungufu ya IPv4. Kuelewa tofauti kati ya matoleo haya mawili ni muhimu kwa wahandisi wa mtandao, wataalamu wa IT, na mtu yeyote anayehusika katika mabadiliko ya dijiti ya biashara.

Tofauti kuu kati ya IPv4 na IPv6 inajumuisha anwani 32 za IPv4, ambayo inaruhusu takriban anwani bilioni 4.3 za kipekee, ilhali IPv6 hutumia mpango wa 128-bit kusaidia idadi isiyo na kikomo ya vifaa na usalama na ufanisi ulioimarishwa.

Wacha tuelewe tofauti zote kati ya IPv4 na IPv6:

Muhtasari wa IPv4

Ilianzishwa mwaka wa 1981, toleo la 4 la Itifaki ya Mtandao (IPv4) limekuwa msingi wa mawasiliano ya data katika mazingira ya mtandao. IPv4 hutumia mpango wa anwani wa biti 32, ambao unaruhusu takriban anwani bilioni 4.3 za kipekee.

Ingawa nambari hii ilionekana kutosha katika siku za mwanzo za mtandao, ukuaji wa mlipuko wa vifaa vilivyounganishwa haraka ulifanya nafasi hii ya anwani kutotosheleza, na kusababisha uwezekano wa kuisha kwa anwani.

Kwa nini Njia ya IPv6 Imevumbuliwa?

Ili kuondokana na vikwazo vya IPv4, IPv6 ilianzishwa mwaka wa 1999. IPv6 hutumia nafasi ya anwani ya 128-bit, na kuongeza kwa kiasi kikubwa idadi ya anwani zinazowezekana hadi takriban undecillion 340 (3.4 x 10^38), uboreshaji muhimu kwa ajili ya kushughulikia ukuaji wa siku zijazo katika mtandao. -vifaa vilivyounganishwa kimataifa.

Upanuzi huu mkubwa katika nafasi ya anwani ndio kichocheo kikuu cha ukuzaji na upitishaji wa IPv6 polepole.

Ulinganisho wa ukubwa wa anwani wa IPv4 na IPv6

Anwani za IPv4 zina urefu wa biti 32, zikiwakilishwa katika desimali kama nambari nne zikitenganishwa na nukta (km, 192.168.1.1). Kinyume chake, anwani za IPv6 zina urefu wa biti 128, zikiwakilishwa katika heksadesimali kama vikundi nane vya tarakimu nne za heksadesimali zikitenganishwa na koloni (km, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).

Nafasi ya anwani ya IPv4 huunda vikwazo ambavyo havikuonekana wakati wa kuanzishwa kwake. Pamoja na ujio wa Mtandao wa Mambo (IoT) na ulimwengu wa mtandao unaozidi kuongezeka, itifaki ya IPv4 haiwezi tena kushughulikia kila kifaa vya kutosha. IPv6, pamoja na nafasi yake kubwa ya anwani, huruhusu mabilioni ya vifaa kuwa na anwani ya kipekee ya IP ya umma, hivyo basi kuondoa hitaji la tafsiri ya anwani ya mtandao (NAT), utaratibu wa kawaida unaotumiwa katika mitandao ya IPv4 kupambana na uchovu wa anwani.

Ulinganisho wa kina wa IPv4 na IPv6 Katika Umbizo la Kichwa na Uchakataji wa Pakiti

Vijajuu vya IPv4 vina urefu wa kutofautiana (baiti 20-60) na vina sehemu kadhaa ambazo hazipo katika vichwa vya IPv6. Vijajuu vya IPv6 vimewekwa kwa baiti 40 na vimeundwa kurahisisha na kuharakisha usindikaji kwa kuondoa chaguo zisizo za lazima na kuziweka katika vichwa vya upanuzi vya hiari.

IPv4 inaruhusu kugawanyika kwa pakiti na mtumaji na vipanga njia vya kati. Hii inaweza kusababisha kutokuwa na ufanisi na kuongezeka kwa latency. IPv6 hurahisisha hili kwa kuruhusu mtumaji pekee kutenganisha pakiti, kupunguza upakiaji na utata kwenye vipanga njia na kuboresha utendaji wa jumla wa mtandao.

Vichwa vya IPv4:

Urefu Unaobadilika: Vichwa vya IPv4 ni baiti 20 kwa urahisi zaidi, lakini vinaweza kupanua hadi baiti 60 kutokana na uga na chaguo za hiari.
Viwanja: Zinajumuisha sehemu kama vile Toleo, Urefu wa Kichwa, Aina ya Huduma, Urefu wa Jumla, Kitambulisho, Bendera, Kipengele Kizima cha Kuweka, Muda wa Kuishi (TTL), Itifaki, Ukaguzi wa Kichwa, Anwani ya Chanzo, Anwani Lengwa na Chaguo (ikiwa zipo). Uwepo wa chaguo unaweza kuongeza ukubwa wa kichwa na kutatiza usindikaji wa kichwa.
Kugawanyika: Watumaji na vipanga njia vya kati vinaweza kugawanya pakiti ikiwa saizi ya pakiti itazidi kiwango cha juu zaidi cha upitishaji (MTU) cha njia ya mtandao. Hii inaweza kusababisha masuala kama vile kugawanyika juu ya kichwa na inaweza kuongeza nafasi ya kupoteza pakiti.
Checksum: Inajumuisha sehemu ya hundi inayofunika kichwa pekee. Hundi hii inahitaji kuhesabiwa upya katika kila kipanga njia kadiri pakiti inapopitia, ambayo huongeza usindikaji wa juu.

Vichwa vya IPv6:

Urefu Usiobadilika: Vijajuu vya IPv6 huwa na urefu wa baiti 40 kila wakati, kwa mbinu iliyoratibiwa zaidi.
Viwanja: Zinajumuisha sehemu chache: Toleo, Daraja la Trafiki, Lebo ya Mtiririko, Urefu wa Upakiaji, Kichwa Kinachofuata, Kikomo cha Kurukaruka, Anwani ya Chanzo na Anwani Lengwa.
Uchakataji Rahisi: Ukubwa usiobadilika na idadi iliyopunguzwa ya sehemu katika vichwa vya IPv6 hurahisisha uchakataji wa haraka wa vipanga njia. Chaguo hazijumuishwi kwenye kichwa lakini hushughulikiwa kwa kutumia vichwa vya viendelezi, ambavyo huchakatwa tu na nodi lengwa, na hivyo kupunguza mzigo wa kuchakata kwenye kila mruko kwenye njia ya pakiti.
Kugawanyika: Katika IPv6, vipanga njia havifanyi kugawanyika. Ikiwa pakiti inazidi MTU, inatupwa, na ujumbe wa Kifurushi cha ICMPv6 Mkubwa Sana unarudishwa kwa mtumaji. Mtumaji anawajibika kwa kugawanyika. Mbinu hii inapunguza ugumu na mahitaji ya rasilimali kwenye ruta.
Hakuna Checksum ya Kichwa: IPv6 haijumuishi ukaguzi wa kichwa. Kukagua hitilafu kunakabidhiwa kwa safu za usafirishaji, ambayo hupunguza mzigo wa usindikaji kwenye kila hop, kuharakisha uelekezaji.

Vidokezo vya Ziada kuhusu Maboresho ya IPv6:

Lebo ya Mtiririko: Sehemu ya lebo ya mtiririko katika vichwa vya IPv6 hutumika kutambua pakiti zinazomilikiwa na mtiririko sawa wa utunzaji wa ubora wa huduma (QoS), ambao haupatikani katika IPv4. Kipengele hiki ni muhimu sana kwa programu za wakati halisi.
Kikomo cha Hop: Hubadilisha uga wa Muda wa Kuishi (TTL) ili kubainisha muda wa maisha wa pakiti. Kikomo cha Hop kinapunguzwa kwa moja kwa kila kipanga njia kinachopeleka pakiti mbele. Ikiwa Kikomo cha Hop kinafikia sifuri, pakiti hutupwa.
Darasa la Trafiki: Sawa na Aina ya Huduma katika IPv4, sehemu hii inatumika kubainisha kipaumbele cha pakiti.

Maboresho haya na mabadiliko kutoka IPv4 hadi IPv6 hayashughulikii tu vikwazo vya toleo la awali la itifaki lakini pia kuboresha ufanisi na utendakazi wa huduma ya mtandao katika ulimwengu unaozidi kuunganishwa.

Maboresho ya Usalama kutoka IPv4 hadi IPv6:

IPv4 haikuundwa kwa kuzingatia usalama, na hivyo kusababisha hitaji la itifaki za ziada, kama vile IPsec, kwa mawasiliano salama. IPv6 ina usalama uliojumuishwa katika itifaki ya IPsec, ambayo inatumia trafiki iliyosimbwa kwa njia fiche na mawasiliano yaliyothibitishwa kienyeji, na kufanya IPv6 kuwa salama zaidi kuliko IPv4.

Usalama ni kipengele muhimu ambacho hutofautisha kwa kiasi kikubwa IPv6 na mtangulizi wake, IPv4.

Muhtasari wa Usalama wa IPv4:

Muundo wa Awali: IPv4 iliundwa wakati Mtandao haukuwa unatumika sana kama inavyotumika leo, na usalama haukuwa jambo la msingi. Kwa hivyo, IPv4 haina vipengele vya usalama vya asili, hivyo kufanya hatua za ziada za usalama ziwe muhimu.
Kutegemea Maombi: Usalama katika mitandao ya IPv4 unategemea sana itifaki na programu za tabaka la juu. Kwa mfano, mawasiliano salama kupitia IPv4 kwa kawaida huhitaji utekelezaji wa Usalama wa Tabaka la Usafiri (TLS) au Safu ya Soketi Salama (SSL).
IPsec (Si lazima): IPsec inapatikana kwa IPv4; hata hivyo, si lazima na lazima isanidiwe kwa uwazi na kuungwa mkono na ncha zote mbili. IPsec katika IPv4 inaweza kusimba mtiririko wa data kwa njia fiche kati ya jozi ya seva pangishi (mwenyeji-mwenyeji), kati ya jozi ya lango la usalama (lango-hadi-lango), au kati ya lango la usalama na mwenyeji (lango-kwa-mwenyeji).

Maboresho ya Usalama ya IPv6:

IPsec ya lazima: Tofauti na IPv4, IPv6 huunganisha IPsec, na kuifanya kuwa sehemu ya itifaki ya lazima. Sharti hili huhakikisha kwamba kila kifaa cha IPv6 kinaweza kutumia IPsec, ingawa haihitaji IPsec itumike katika mawasiliano yote. Usaidizi wa lazima kwa IPsec hutoa chaguo thabiti za usiri wa data, uadilifu wa data, na uthibitishaji wa asili ya data.
Usimbaji wa Mwisho-hadi-Mwisho na Uthibitishaji: Kuunganisha IPsec kwenye IPv6 huruhusu usimbaji fiche kutoka mwisho hadi mwisho na uthibitishaji. Hili ni uboreshaji mkubwa zaidi ya IPv4, ambapo visanduku vya kati kama vile vifaa vya NAT vinaweza kuzuia uwezo wa IPsec wa kulinda trafiki. Kwa IPv6, kanuni ya mwisho-mwisho ya mtandao inadumishwa, na kuimarisha usalama na faragha.
Muundo wa Kichwa Kilichorahisishwa: Muundo wa kichwa uliorahisishwa wa IPv6, ambao husogeza sehemu zisizo muhimu hadi kwenye vichwa vya viendelezi, huboresha uchakataji wa pakiti kwenye vipanga njia vya kati. Muundo huu hupunguza uwezekano wa udhaifu wa kiusalama unaohusishwa na uchakataji wa vichwa na hupunguza sehemu ya mashambulizi kwa kupunguza idadi ya vitendo ambavyo kifaa cha kati kinaweza kufanya kwenye pakiti.

Itifaki za ziada za Usalama:

Ugunduzi Salama wa Jirani (TUMA): IPv6 inaleta itifaki ya Ugunduzi Salama wa Jirani, kiendelezi cha Itifaki ya Ugunduzi wa Jirani (NDP), ambayo ni muhimu kwa mwingiliano kati ya nodi zilizo karibu kwenye kiungo sawa. SEND huongeza usalama kwa NDP, ambayo ni muhimu kwa kuzuia mashambulizi mbalimbali kama vile udukuzi wa kipanga njia na kuelekeza kwingine. SEND hutumia mbinu za siri ili kuhakikisha uhalali wa jumbe zinazotumwa kati ya majirani.
Usalama wa Matangazo ya Njia: IPv6 imeongeza uwezo wa kupata matangazo ya kipanga njia, ambayo ni muhimu kwa usanidi wa kiotomatiki wa vifaa kwenye mtandao. Tofauti na IPv4, ambapo matangazo ya vipanga njia huathiriwa na udukuzi, IPv6 yenye SEND inaweza kuthibitisha ujumbe huu, ikitoa ulinzi dhidi ya usanidi wa kipanga njia hasidi.

Inapeleka Usalama wa IPv6:

Firewalls na Usalama wa Mtandao: Kubadilisha hadi IPv6 kunahitaji masasisho ya usanidi wa ngome na zana zingine za usalama za mtandao ili kushughulikia itifaki mpya. Muundo na ushughulikiaji wa pakiti tofauti za IPv6 unahitaji sheria mahususi iliyoundwa kwa trafiki yake ili kudumisha usawa wa usalama na mitandao ya IPv4.
Elimu na Mafunzo: Kwa kuzingatia ugumu na vipengele vipya vya IPv6, wataalamu wa TEHAMA lazima wapokee mafunzo mapya kuhusu vipengele vya usalama vya IPv6 na mbinu bora zaidi. Usambazaji sahihi wa maarifa huhakikisha kwamba mitandao inalindwa ipasavyo dhidi ya vitisho vinavyoendelea.

IPv6 huleta maboresho makubwa zaidi ya IPv4 katika masuala ya usalama, hasa kutokana na usaidizi wa lazima kwa IPsec na viboreshaji kama vile SEND. Maendeleo haya sio tu yanashughulikia mapungufu ya usalama yanayopatikana katika IPv4 lakini pia yanawiana na mahitaji ya kisasa ya kuongeza faragha na usalama kwa mawasiliano ya intaneti.

Usanidi na Usimamizi wa Mtandao: Kubadilisha kutoka IPv4 hadi IPv6

Kubadilisha kutoka IPv4 hadi IPv6 kunahusisha vipengele kadhaa vya usanidi na usimamizi wa mtandao, huku kila moja ikichukua jukumu muhimu katika kuhakikisha mabadiliko ya laini huku ikiimarisha uwezo wa mtandao.

IPv6 haishughulikii tu vikwazo vya IPv4 katika suala la ukubwa na nafasi ya anwani lakini pia huleta maboresho makubwa katika usanidi na usimamizi wa mtandao. Maboresho haya hupunguza uendeshaji wa usimamizi, kuboresha unyumbulifu wa mtandao, na kuongeza usalama kiasili, na kufanya IPv6 kuwa msingi thabiti wa ukuzaji wa miundombinu ya mtandao wa siku zijazo.

Kubadilisha hadi IPv6, kwa hivyo, sio tu juu ya kushughulikia vifaa zaidi; ni kuhusu kufanya mitandao kudhibitiwa zaidi, salama, na tayari kwa kizazi kijacho cha programu za intaneti.

Muhtasari wa Usanidi wa Mtandao wa IPv4:

Usanidi wa Mwongozo na DHCP:

IPv4 inahitaji wasimamizi wa mtandao kusanidi mipangilio ya mtandao wao wenyewe kwenye kila kifaa au kutumia Itifaki ya Usanidi ya Mpangishi Mwema (DHCP) ili kugawa kiotomatiki anwani za IP na mipangilio mingine ya mtandao. Ingawa DHCP hurahisisha usimamizi, bado inategemea seva kuu ili kusambaza taarifa za IP, ambayo inaweza kuwa hatua moja ya kushindwa.

Mitandao midogo na Usimamizi wa Anwani:

Subnetting Changamano: Mitandao ya IPv4 mara nyingi huhitaji mipango changamano ya kuweka mitandao midogo ili kutumia vyema nafasi chache za anwani. Hii inaweza kuongeza mzigo wa usimamizi, kwani kudhibiti na kuboresha subnets hizi mara nyingi huwa kwa mikono na kukabiliwa na makosa.
Tafsiri ya Anwani ya Mtandao (NAT): Kwa sababu ya nafasi finyu ya anwani, IPv4 hutumia sana NAT kuruhusu vifaa vingi kwenye mitandao ya kibinafsi kushiriki anwani moja ya IP ya umma. Ingawa mbinu hii inahifadhi nafasi ya anwani, inatatiza usimamizi wa mtandao na kuzuia muunganisho wa mwisho hadi mwisho na itifaki fulani.

Maboresho ya Usanidi wa Mtandao wa IPv6:

Usanidi wa Anwani Isiyo na Uraia (SLAAC):

Usanidi wa Mtandao wa Kiotomatiki: IPv6 inatanguliza SLAAC, ambayo huruhusu vifaa kusanidi kiotomatiki kwenye mtandao bila hitaji la mbinu zinazotegemea seva kama vile DHCP. Kila kifaa kinaweza kutengeneza anwani yake kulingana na kiambishi awali cha mtandao kinachotangazwa na vipanga njia vya ndani na anwani yake ya maunzi (MAC).
Muundo wa EUI-64: Mchakato wa kusanidi kiotomatiki mara nyingi hutumia umbizo la EUI-64, ambapo anwani ya MAC ya 48-bit ya kifaa hupanuliwa hadi biti 64 ili kuunda kitambulisho cha kiolesura cha anwani ya IPv6 ya 128-bit. Njia hii hurahisisha usanidi wa kifaa na ujumuishaji kwenye mtandao.

DHCP (DHCPv6) iliyoboreshwa:

Matumizi ya Hiari: Ingawa SLAAC inatoa njia ya haraka na bora ya kushughulikia vifaa, DHCPv6 bado inapatikana kwa hali ambapo usanidi wa kina zaidi unahitaji kusukumwa kwa wateja, kama vile mipangilio ya DNS, majina ya vikoa na vigezo vingine vya mtandao.
Usanidi wa Hali: DHCPv6 inaweza kutumika katika hali nzuri kufuatilia kazi za anwani, ambayo ni muhimu katika mazingira ya mtandao yanayodhibitiwa ambapo usanidi na ukaguzi wa kina wa mteja unahitajika.

Urekebishaji wa Mtandao na Kuweka Namba upya:

Ugawaji upya wa IP kwa urahisi: Nafasi kubwa ya anwani ya IPv6 na usanifu unaonyumbulika hurahisisha kuweka nambari upya kwa mitandao - yaani, kubadilisha anwani za IP zinazotumiwa na vifaa kwenye mtandao. Kwa IPv6, subneti nzima zinaweza kuhesabiwa upya kwa usumbufu mdogo, hasa kutokana na usaidizi wa itifaki kwa anwani nyingi kwa kila kiolesura.

Kushughulikia Ugumu na Usimamizi Uliorahisishwa:

Ugawaji wa Anwani za Kihierarkia:

Kuhutubia Muundo: IPv6 inaauni muundo wa anwani ya IP wa daraja la juu zaidi ambao huongeza ujumlishaji wa njia kwenye vipanga njia vya mtandao na kupunguza ukubwa wa jedwali za kuelekeza. Hii inafanya mfumo wa kimataifa wa uelekezaji kuwa mzuri zaidi na uweze kuongezeka.
Hotuba ya Mtaa: IPv6 pia inatanguliza kiungo-ya karibu na anwani za ndani na za kipekee zinazowezesha mawasiliano ya ndani, mara nyingi bila hitaji la usanidi wa anwani wa kimataifa. Hii ni muhimu sana kwa usanidi wa mtandao wa ndani na utengaji wa huduma.

Sera za Usalama na Mtandao:

Usanidi Ulioboreshwa wa Usalama: Kwa usaidizi asilia wa IPsec, IPv6 inaruhusu wasimamizi wa mtandao kutekeleza sera thabiti za usalama moja kwa moja ndani ya safu ya IP, ikijumuisha trafiki ya mtandao iliyosimbwa kwa njia fiche na mawasiliano yaliyoidhinishwa kati ya wapangishaji.
Utekelezaji wa Sera ya Mtandao: Uwezo wa kupachika usalama kwenye safu ya IP hurahisisha utekelezaji wa sera za usalama za mtandao, kupunguza utegemezi wa itifaki za tabaka la juu na hatua za usalama za kiwango cha matumizi.

17 Tofauti Kati ya IPv4 na IPv6

Kipengele	IPv4	IPv6
Urefu wa Anwani	32 bits	128 bits
Aina ya Anwani	Nambari, inayowakilishwa katika nukuu ya desimali yenye vitone (km, 192.168.1.1)	Alphanumeric, inawakilishwa katika hexadecimal (km, 2001:0db8::1)
Jumla ya Anwani	Takriban bilioni 4.3	Takriban 3.4 x 10^38
Viwanja vya Kichwa	Sehemu 12 za urefu tofauti	Sehemu 8 za urefu usiobadilika
Urefu wa Kichwa	20 hadi 60 byte, kutofautiana	40 byte, fasta
Checksum	Inajumuisha sehemu ya hundi ya kukagua makosa.	Hakuna sehemu ya hundi; inashughulikiwa na teknolojia ya safu 2/3
Usalama	Inajumuisha sehemu ya hundi ya kukagua makosa	IPsec imejengewa ndani, ikitoa vipengele asili vya usalama
Kugawanyika	Inafanywa na mtumaji na vipanga njia	Hutekelezwa na mtumaji pekee
Usanidi wa Anwani	Usanidi wa mwongozo au DHCP	Usanidi otomatiki wa anwani isiyo na uraia (SLAAC) au DHCPv6
Matangazo ya Anwani	Hutumia anwani za matangazo	Haitumii matangazo; hutumia multicast badala yake
IP kwa Azimio la MAC	Inatumia ARP (Itifaki ya Azimio la Anwani)	Inatumia NDP (Itifaki ya Ugunduzi wa Jirani)
Uhamaji	Usaidizi mdogo, unahitaji IP ya simu	Usaidizi bora na vipengele vya uhamaji vilivyojumuishwa
Tafsiri ya Anwani ya Mtandao (NAT)	Inafaa zaidi kwa kushughulikia kwa mpangilio, kuruhusu ujumlishaji wa njia	Haihitajiki kwa sababu ya nafasi kubwa ya anwani
Ufanisi wa Njia	Ufanisi mdogo kwa sababu ya muundo wa anwani tambarare na usio wa daraja	Inafaa zaidi kwa kushughulikia kwa mpangilio, kuruhusu ujumlishaji wa njia
Subnetting	Inatumia subnetting na CIDR (Uelekezaji wa Kikoa usio na Hatari)	Inatumia CIDR; hakuna haja ya subnetting ya jadi kwa sababu ya nafasi kubwa ya anwani
Taratibu za Mpito	N/A	Inajumuisha mbinu mbili za stack, tunnel na tafsiri
Urahisi wa Utawala	Inahitaji usimamizi makini wa anwani za IP na subnets	Udhibiti uliorahisishwa kwa sababu ya usanidi otomatiki na anwani nyingi za IP

Hitimisho

IPv6 sio tu hitaji la lazima kwa sababu ya uchovu wa IPv4; inawakilisha hatua muhimu mbele katika muundo na utendakazi wa mtandao. Kupitishwa kwake ni muhimu kwa uboreshaji wa siku zijazo na usalama wa mtandao. Tunaposonga mbele, kukumbatia IPv6 kutakuwa muhimu kwa washikadau wote katika ulimwengu wa mtandao.