IPv4 vs. IPv6-Protokolle | IP-Adressierungsschemata und Einschränkungen
Internetprotokoll
IP (Internet Protocol) ist 1981 in IETF (Internet Engineering Task Force) RFC791 (Request for Comments) definiert. IP ist ein verbindungsloses Protokoll, das in paketvermittelten Kommunikationsnetzen verwendet wird. IP ermöglicht die Übertragung von Daten von einem Host zu einem anderen, wobei der Host durch eine eindeutige Nummer namens IP-Adresse identifiziert wird. IP unterstützt keine garantierte Zustellung oder hält die Zustellungsreihenfolge aufrecht. Es arbeitet so, dass es nach bestem Bemühen liefert, so dass es in Paketübertragungsnetzen unter Best-Effort-Verkehr fällt. Die Schicht über IP (TCP) kümmert sich um die garantierte Zustellung und Sequenzierung von Paketen.
IP-Adresse ist eine Nummer, die vergeben wird, um einen Host im Computernetzwerk weltweit eindeutig zu identifizieren. In einem echten Wortbeispiel können Sie sich wie eine Telefonnummer mit Landesvorwahl vorstellen, die eindeutig ist, um eine Person zu erreichen. Wenn Alice Bob anrufen möchte, ruft Alice Bobs Telefonnummer an, genau in der Paketkommunikation, wenn Alice ein Paket an Bob senden möchte; Alice sendet das Paket an Bobs IP-Adresse, die eindeutig ist. Diese IP-Adressen werden öffentliche IP oder echte IP genannt. Stellen Sie sich einen Fall vor, in dem Alice Bobs Büro anruft und die Nebenstellennummer wählt, um Bob zu erreichen. Die Nebenstellennummer kann von außerhalb nicht erreicht werden, da diese Nebenstelle privat ist. (Durchwahl 834929), dieselbe Nebenstellennummer kann auch in einem anderen Unternehmen vorhanden sein. (Firma B Durchwahl 834929). In der IP-Welt ist es ähnlich, es gibt auch private IP-Adressen, die in einem privaten Netzwerk verwendet werden. Dies ist von außen nicht direkt erreichbar und auch nicht eindeutig.
IPv4
Definiert in RFC 791
Dies ist eine 32-Bit-Zahl zur Identifizierung von Hosts. Der gesamte Adressraum beträgt also 232, was fast gleich s bis 4 × 109 ist. IP wird in klassenbehafteten und klassenlosen Konzepten betrieben, um die Adressknappheit zu überwinden. Classful network ist ein Adressierungsplan, um das Netzwerk und die Hosts der Netzwerke zu identifizieren. IPv4 hat 5 Klassen A, B, C, D und E. In Klasse A identifizieren die ersten 8 Bits von 32 Bits das Netzwerk und Klasse B sind es die ersten 16 Bits und in Klasse C sind es 24 Bits. Wenn Sie eine Klasse-C-Adresse in Betracht ziehen, identifizieren die ersten 24 Bit den Netzwerkteil und die letzten 8 Bit die Hosts in diesem bestimmten Netzwerk. Theoretisch kann ein Klasse-C-Netzwerk nur 28 enth alten, was 256 Hosts entspricht.
Aufgrund der Begrenzung des Adressraums wird CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 1993 eingeführt. Anstatt einen festen Netzwerkteil und einen Hostteil zu haben, führt CIDR eine variable Länge des Netzwerk- und Hostteils mit relevanten Subnetzmasken ein.
IPv6
Definiert in RFC 2460
IPv6 wird eingeführt, um den Mangel an IP-Adressraum zu überwinden. IPv6 ist eine 128-Bit-Zahl mit einem Adressraum von 2128 (etwa 3,4 × 1038). Dies gibt die Flexibilität, die Probleme mit dem Adressraum und dem Routing des Datenverkehrs zu überwinden.
Adressformat:
Hier in IPv6 definieren die ersten 64 Bits den Netzwerkteil und der Rest der 64 Bits ist der Hostadressenteil. IPv4 wird in 4 Blöcken von 8-Bit-Binärwerten dargestellt, während IPv6 durch 8 Gruppen von 16-Bit-Hexadezimalwerten dargestellt wird, die durch Doppelpunkte getrennt sind.
Beispiel: 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
Zur einfachen Verwendung kann es mit den folgenden Regeln abgekürzt werden
(1) Führende Nullen innerhalb eines 16-Bit-Wertes können weggelassen werden
(2) Das einmalige Vorkommen von aufeinanderfolgenden Nullengruppen innerhalb einer Adresse kann durch einen doppelten Doppelpunkt ersetzt werden
Also kann 2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004 wie folgt geschrieben werden
2607:f0d0:1002:0051:0000:0000:0202:0004
2607:f0d0:1002:0051::202:4
Hauptmerkmale von IPv6
(1) Großer Adressraum, da 128 Bit
(2) Erweiterte Unterstützung für Multicast
(3) Unterstützung für Network Layer Security
(4) Mobilität unterstützt
(5) Erweiterbarer Header bei Bedarf
(6) Größere Payloads werden in IPv6 unterstützt, wenn das Netzwerk größere MTU unterstützt. (Jumbogramme)
Zusammenfassung:
(1) IPv4 ist ein 32-Bit-Adressraum, während IPv6 einen 128-Bit-Adressraum hat.
(2) CIDR wurde zur optimierten Nutzung von IPv4 eingeführt
(3) IPv4-Format ist vier Octect und IPv6 ist 8-Block-Hexadezimal.
(4) Auch wenn IPv4 eingeschränktes Multicast unterstützt, unterstützt IPv6 Multicast umfassend.
(5) IPv6 vermeidet Dreiecksrouting, da es Mobility unterstützt
(6) IPv6 unterstützt eine größere Nutzlast als IPv4
(7) IP-Tunneling wird derzeit für IPv4- und IPv6-Verbindungen verwendet.
