آموزش آسان شبکه و آدرس دهی در شبکه (IPv6 addressing)_بخش پنجم

در قسمتهای اول ، دوم ، سوم و چهارم از مجموعه مقالات شبکه را آسان بیاموزیم، در مورد خصوصیات و کلاس ها و هم چنین راهکارهای مختلف در ارتباط با استفاده بهینه از بازه های آدرس IPv4 و هم چنین صرفه جویی در استفاده از این بازه های آدرس اشاراتی داشتیم، اما با توجه به پیشرفت تکنولوژی و استفاده بیش از پیش انسان ها از تکنولوژی در زندگی روزمره و استفاده از تجهیزات مختلف و جانبی فراوان در کنار هر فرد مانند گوشی های هوشمند، تبلت ها و دیگر ابزاری که همگی جهت ارتباط با سرویس ها و امکانات مختلف نیازمند استفاده از ارتباط و حضور در شبکه را دارند، نیاز به در اختیار گرفتن آدرس دهی با مکانیزم های پیشرفته تر و هم چنین مدیریت بهتر و بازه آدرس های بسیار بیشتر می باشد، به این منظور نسخه دیگری از آدرس دهی IP با عنوان IPv6 را مورد بررسی قرار می دهیم.

همان طور که اشاره گردید، با توجه به نیاز هر روزه به تعداد آدرس بیشتر در جهان با بوجود آمدن آدرس دهی IPv6 و با توجه به ساختار این نوع آدرس که به جای 32 بیت از 128 بیت تشکیل شده است، تعداد بسیار بسیار زیاد آدرس IP در اختیار ما قرار خواهد داد که البته کسی نمی داند که شاید روزی باز هم این نوع آدرس دهی کافی نباشد و اتفاقی که برای آدرس های IPv4 اتفاق افتاد برای IPv6 نیز اتفاق افتد.

اگرچه استفاده از آدرس های خصوصی و ترکیب آن با استفاده از تکنیک NAT به عنوان راه کار بسیار خوبی مطرح شده است، اما همان طور که در قسمت قبلی گفته شد این راهکار بصورت موقت می تواند نیازها را برطرف کند و با افزایش هر روزه تعداد کاربران و هم چنین تعداد شبکه های مختلف در جهان نیاز به راه کار بسیار بهینه تر می باشد که آن معرفی آدرس دهی جدید می باشد.

با توجه به حجم قابل ارائه آدرس در آدرس دهی IPv6 ممکن است این ترس بوجود آید که شاید این حجم از آدرس در کنترل حجم جدول های روتینگ در سراسر جهان مشکل ایجاد کند. البته می توان گفت که تقریبا رابطه خیلی نزدیکی بین تعداد Host ها و تعداد Network ها در روتینگ وجود ندارد و اثر این تعداد بر روی یک دیگر تقریبا کم می باشد. با استفاده از سیاست های مدیریتی بر روی روتینگ و همچنین موارد مدیریتی در اختصاص IPv6 که توسط ارائه کنندگان سرویس انجام می گیرد می توان مطمئن بود که حجم وسیع استفاده و ارتباط در این مدل آدرس دهی قابل کنترل و مدیریت خواهد بود.

یکی از موارد مورد نظر در بیان تفاوت این دو نوع آدرس دهی طول این دو نوع آدرس می باشد. همان طور که می دانید آدرس های IPv4 بصورت 32 بیتی ارائه شده اند و تقریبا تعداد 4 میلیارد آدرس در اختیار ما می گذارند. اما آدرس های IPv6 با طول 128بیت می تواند تعداد 340 Undecillion  آدرس در اختیار ما قرار دهد این رقم بسیار بسیار زیاد می باشد.

برای درک بهتر این تعداد بهتر است یک مقایسه بین واحدهای مختلف از میلیون به بعد انجام دهیم، همان طور که می بینید از میلیون تا میلیارد و سپس تا Undecillion چه میزان تفاوت در تعداد مشاهده می گردد و این تعداد حتی به صورت تئوری نیز واقعا بسیار زیاد می باشد.

یکی از موارد مهم در آدرس های IPv6 نحوه نمایش دهی این آدرس می باشد که با توجه به طول زیاد بیت های این نوع آدرس از نحوه نمایش به صورت هگزادسیمال استفاده شده است و هم چنین برای جداسازی بخش های مختلف آدرس از یک دیگر از (:) Colon استفاده شده است بنابراین هر بخش از آدرس به صورت 16 بیتی و به تعداد 8 بخش می باشد. هر بخش از چهار بخش 4 بیتی که هرکدام یک عدد به صورت هگزادسیمال را نمایش می دهد خواهد بود مانند آدرس زیر:

2001:0ab7:234F:0000:0000:7000:0000:140b

در آدرس های IPv6 همان گونه که گفته شد از سیستم عددی هگزادسیمال استفاده می گردد. بنابر این در آن از اعداد 0 تا 9 و هم چنین حروف A تا F استفاده می گردد. این که حروف بصورت کوچک یا بزرگ مورد استفاده قرار گیرند تفاوتی ندارد اما بر اساس RFC5952 پیشنهاد گردیده تا از حروف به صورت کوچک استفاده شود.

همان طور که گفته شد هر بخش از چهار بخش 4 بیتی که هرکدام یک عدد بصورت هگزادسیمال را نمایش می دهد تشکیل شده است:

8 fields* 16bits-field = 128 bits

در آدرس دهی IPv4 هر کدام از Octet ها به میزان یک بایت یا همان هشت بیت بود که در مجموع چهار Octet آدرس IPv4 ما 32 بیت خواهد بود. در آدرس دهی IPv6 با توجه به اینکه از حالت هگزادسیمال استفاده می شود، بخش های موجود در هر قسمت با کمی تفاوت همراه است که در ادامه به آن اشاره خواهیم نمود.

در یک عدد هگزادسیمال همانطور که گفته شد می توانیم از اعداد صفر تا نه و هم چنین حروف لاتین A تا F استفاده کنیم که این حروف به ترتیب نمایشگر اعداد 10 تا 15 می باشند. در هر قسمت از آدرس IPv6 که با استفاده از :از دیگری جدا می شود، دو بایت یا به عبارتی 16 بیت وجود دارد که جهت محاسبات در هر بخش هر بایت را به صورت مجزا در نظر گرفته و محاسبه می کنیم.

برای اینکه بتوان به اختصار آدرس های IPv6 را نمایش دهیم می توانیم در نمایش دهی این آدرس ها موارد زیر را مورد استفاده قرار دهیم:

اگر تمامی بخش های موجود در بخش 16 بیتی آدرس به صورت 0 باشد یعنی با 0 شروع شده باشد می توانیم تمام 16 عدد 0 را حذف و فقط با نمایش یک 0 آن را نمایش دهیم.

صفرهای انتهایی را نمی توان خلاصه نمود. اگر چند بخش 16 بیتی پشت سر هم، همگی 0 باشند می توانیم برای یک بار در طول آدرس آنها را حذف و به جای آنها از :: استفاده کنیم که همان طور که گفته شده تنها یک بار می توانیم از این عمل استفاده کنیم تا بتوان تعداد بخش های خلاصه شده را تشخیص داد. به مثال زیر توجه نمائید:

2001:0ab7:234F:0000:0000:7000:0000:140b

این آدرس با توجه به مواردی که در بالا اشاره کردیم می تواند به این شکل خلاصه شود:

2001:ab7:234F::7000:0:140b

همان طور که در این مثال مشاهده می نمائید، بخش هایی را که بیت های انتهایی در آن ها 0 می باشد نمی توان به هیچ وجه به صورت ساده نوشت و باید همانگونه آنها را نمایش داد. به بخشی از آدرس که شامل عدد هگزادسیمال 7000 می باشد توجه نمائید.

در نهایت جهت نمایش آدرس های IPv6 باید بخش های Network  و Host مشخص گردند که به صورت معمول در این آدرسها 64 بیت اول از سمت چپ به عنوان بخش Network و 64 بیت انتهایی بعنوان بخش Host معرفی می گردد که معرف اینترفیس و یا دستگاه متصل شده به شبکه می باشد.

با استفاده از متد CIDR می توانیم از / برای نمایش بخش Network در یک آدرس استفاده کنیم به این ترتیب که تعداد عددی بیت هایی که بعنوان بخش network می باشد را در انتهای آدرس بعد از یک / قرار می دهیم و این عدد نشان می دهد که از آن بیت به بعد نمایانگر بیت های مربوط به بخش Host می باشد.

2001:ab7:234F::7000:0:140b/64

در بخش بعدی به معرفی انواع آدرس IPv6 می پردازیم.