اينترنت از بدو پيدايش تاكنون ، منشاء تحولات عظيمي در حيات بشريت بوده است و ضريب استفاده از آن در اكثر كشورهاي جهان همچنان سير صعودي را طي مي نمايد. به جرات مي توان گفت كه طراحان اوليه اينترنت هرگز تصور اينچنين رشدي را نمي كردند . بديهي است كه طراحي انجام شده در برخي موارد پس از گذشت ده ها سال با چالش هاي جدي مواجه شود و انتظاري جزء اين هم وجود ندارد . به عنوان نمونه ، پروتكل IP كه يكي از پروتكل هاي اساسي در اينترنت است ، بگونه اي طراحي نشده است كه بتواند از تعداد بيشماري دستگاه و كاربر متصل به اينترنت حمايت نمايد . علاوه بر اين ، هم اينك درخواست هاي متعددي مبني بر استفاده از مواردي نظير ويدئو ، صوت و دستگاه هاي بي سيم ( نظير موبايل ) توسط برنامه ها وجود دارد كه قطعا" در آينده شتاب بيشتري خواهد گرفت .
در اوايل سال 1990 ، IETF ( برگرفته از Internet Engineering Task Force ) كه مسئوليت استانداردسازي اينترنت را برعهده دارد اعلام نمود كه پروتكل IP ( با نام Ipv4 ) داراي محدوديت هائي در زمينه آدرس دهي است و از همان زمان بر طراحي نسخه اي جديد از پروتكل فوق تاكيد و در نهايت در سال 1995 نسخه اوليه IPv6.0 آماده گرديد .
پروتكل و جايگاه آن در شبكه هاي كامپيوتري
كامپيوترها و ساير دستگاه هاي شبكه اي به منظور ارتباط با يكديگر از پروتكل استفاده مي نمايند . تاكنون پروتكل هاي متعددي در عرصه شبكه هاي كامپيوتري طراحي و پياده سازي شده است . TCP/IP كه مشتمل بر خانواده اي از پروتكل هاي شبكه اي است ، نمونه اي در اين زمينه است كه از آن در اينترنت استفاده مي گردد. اينترنت متشكل از شبكه هاي جداگانه متعددي است كه توسط روتر به يكديگر متصل شده اند .هر پروتكل موجود در خانواده TCP/IP با يك هدف خاص طراحي و داراي وظايف از قبل تعريف شده و كاملا" مشخصي است .
پروتكل IP ( برگرفته از Internet Protocol ) يكي از اعضاء خانواده پروتكل TCP/IP است كه در لايه شبكه فعاليت مي نمايد . از پروتكل فوق به منظور انتقال ديتاگرام (datagram) بين كامپيوترها استفاده مي گردد . ديتاگرام از يك هدر و فيلد داده تشكيل مي گردد . هر هدر ديتاگرام شامل آدرس مقصد است ( اطلاعات مورد نياز براي توزيع ديتاگرام به مقصد مورد نظر ) . بدين ترتيب ، امكان ارسال هر ديتاگرام به صورت جداگانه وجود خواهد داشت . ديتاگرام هائي كه داراي يك session مي باشند مي توانند از مسيرهاي مختلفي ارسال گردند . بديهي است در چنين مواردي همواره اين احتمال وجود خواهد داشت كه ديتاگرام ها با همان اولويتي كه ارسال شده اند به مقصد مورد نظر نرسند و با توجه به شرايط موجود ، اولويت دريافت آنها در مقصد متفاوت از اولويت ارسال در مبداء باشد .
هر اينترفيس شبكه در شبكه هاي داخلي بزرگ داراي يك و يا چندين آدرس IP منحصربفرد است . يك اينترفيس شبكه مي تواند داراي يك و يا چندين آدرس IP باشد ولي يك آدرس IP نمي تواند به چندين اينترفيس شبكه نسبت داده شود .
استفاده از IPv6 در ساليان گذشته روند كندي را داشته است ولي اخيرا" اين وضعيت با توجه به ضرورت هاي موجود تغيير و شتاب بيشتري پيدا نموده است ( خصوصا" در اروپا و آسيا ) . بر اساس گزارش منتشر شده توسط NRO ( برگرفته از Number Resource Organization ) فضاي آدرس دهي IPv4 قابل دسترس از طريق RIRs ( برگرفته از Regional Internet Registries ) ، تا دو سال ديگر به اتمام مي رسد . علاوه بر اين ، تعداد زيادي از كشورهاي در حال توسعه نمي توانند آدرس هاي IP مورد نياز خود را به منظور حمايت از كاربران خود درخواست نمايند . در برخي از كشورها نظير امريكا اعلام شده است كه تا سال 2008 تمامي شبكه هاي عملياتي مي بايست از IPv6 استفاده نمايند .
با توجه به اين كه اكثر نرم افزارها و تجهيزات مورد نياز در شبكه مي بايست از IPv6 حمايت نمايند و شركت هاي توليد كننده سيستم عامل نيز در سيستم عامل خود بتوانند از آن بطور كامل حمايت نمايد ، اين انتظار وجود دارد كه تا دو سال ديگر زمينه استفاده كامل از IPv6 فراهم گردد .
IPv4 و محدوديت هاي آن
قبل از بررسي پروتكل IPv6 ، اجازه دهيد در ابتدا به برخي از ويژگي هاي پروتكل IPv4 كه هم اينك استفاده مي گردد ، اشاره اي داشته باشيم .
• پروتكل IP از جمله پروتكل هاي حياتي در اينترنت است كه هم اينك از نسخه شماره چهار كه به آن IPv4 گفته مي شود، استفاده مي گردد .
• با اين كه پروتكل IPv4 داراي عملكردي فوق العاده است ولي داراي محدوديت هاي مختص به خود است .
• پروتكل IPv4 در سال 1970 ابداع شده است و در آن زمان هيچكس فكر نمي كرد كه زماني فرا خواهد رسيد كه براي انجام بسياري از كارها استفاده از پروتكل فوق به يك ضرورت تبديل گردد . حمايت از يك شبكه سراسري با ميليون ها كامپيوتر ، انتقال داده ، صوت و تصوير نمونه هائي از كاربرد IP در شبكه هاي مدرن امروزي است .
• در IPv4 امنيت تعبيه نشده است و به همين دليل است كه پروتكل هائي ديگر نظير IPSec با رويكرد امنيتي پياده سازي شده است .
• مهمترين چالش IPv4 ، محدوديت فضاي آدرس دهي آن است . پس از گذشت چندين سال از عموميت اينترنت ، عدم وجود تعداد آدرس هاي IP به يكي از نگراني هاي اصلي در اينترنت تبديل گرديد .
• NAT ( برگرفته از Network Address Translation ) به منظور غلبه بر محدوديت تعداد آدرس هاي IP ابداع گرديد. فناوري فوق اين امكان را فراهم مي نمايد كه كامپيوترهاي موجود در يك شبكه اختصاصي ( داخلي ) از آدرس هاي خصوصي به منظور ارتباط با يكديگر استفاده نمايند ولي از يك آدرس IP عمومي به اشتراك گذاشته شده براي تمامي ارتباطات اينترنت استفاده نمايند .
• پروتكل IPv4 از 3/ 4 ميليارد آدرس IP حمايت مي نمايد.ظاهرا" عدد قابل توجهي است ولي فراموش نكنيد كه هم اينك 5 /6 ميليارد انسان در كره زمين زندگي مي كنند و برخي از آنان داراي بيش از يك دستگاه متصل به اينترنت مي باشند ( نظير يك كامپيوتر در محل كار ، يك كامپيوتر در منزل ، تلفن هاي موبايل با قابليت دستيابي به اينترنت و ... ) .
• پروتكل IPv6 قادر به حمايت از 50 اكتيليون (هر اكتيليون معادل عدد يك بهمراه 48 صفر است ) آدرس IP است .
امكانات و ويژگي هاي جديد IPv6
شايد نياز به توسعه تعداد آدرس هاي IP با توجه به وضعيت بحراني موجود به عنوان يكي از اهداف مهم طراحي و پياده سازي IPv6 ذكر شود ولي تمام داستان به اينجا ختم نمي شود و دلايل متعدد ديگري نيز در اين زمينه مطرح مي باشد . IPv6 بگونه اي طراحي شده است تا ضمن ايجاد يك محيط همگراء زمينه استفاده از صوت ، تصوير و سرويس هاي داده را بر روي شبكه اي با زيرساخت IP فراهم نمايد . بدين منظور ، امكانات و پتانسيل هاي پيشرفته اي در IPv6 پيش بيني شده است :
• افزايش فضاي آدرس دهي : يكي از مهمترين مزاياي IPv6 ، افزايش تعداد فضاي آدرس دهي است . فضاي آدرس دهي IPv6 به اندازه اي زياد است كه شايد نتوان آن را با فضاي آدرس دهي IPv4 مقايسه نمود . در IPv4 ، تعداد 4,294,967,296 فضاي آدرس دهي وجود دارد در حالي كه اين عدد در IPv6 به عدد 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 مي رسد . افزايش آدرس هاي سراسري قابل روت به سازمان ها اين اجازه را خواهد داد كه مسير خود را از آدرس هاي IP غيرقابل روت ارائه شده توسط NAT جدا نموده و برنامه هاي مورد نياز خود را در يك محيط واقعي end-to-end استفاده نمايند .
• پيكربندي اتوماتيك stateless : پيكربندي اتوماتيك IP در IPv4 از طريق سرويس دهنده DHCP انجام مي شود . در IPv6 اين كار توسط DHCPv6 انجام خواهد شد . در IPv6 اين وضعيت توسعه و به پيكربندي اتوماتيك stateless تعميم يافته است . با استفاده از پيكربندي اتوماتيك stateless به دستگاه ها اجازه داده مي شود كه پيكربندي آدرس هاي IPv6 خود را از طريق ارتباط با يك روتر مجاور انجام دهند .
با اين كه پيكربندي اتوماتيك stateless براي اكثر محيط ها داراي مزايائي است ،ولي در شبكه هائي كه داراي تعداد زيادي از دستگاه ها با قابليت محدود مديريتي مي باشند ، مسائلي را به دنبال خواهد داشت . يك شبكه مبتني بر تعداد زيادي سنسور كه ممكن است شامل ميليون ها دستگاه بي سيم راه دور باشد كه صرفا" بر روي شبكه قابل دسترس مي باشند ، نمونه اي در اين زمينه است. پيكربندي اتوماتيك به سازمان ها كمك خواهد كرد كه هزينه نگهداري و مديريت شبكه خود را كاهش دهند .
با اين كه پيكربندي اتوماتيك آدرس دهي خصوصي موسوم به APIPA ( برگرفته از Automatic Private IP Addressing ) ، داراي خصايص مشابهي در خصوص پيكربندي است ولي ماهيت آن با پيكربندي اتوماتيك stateless كاملا" متفاوت است . APIPA از يك محدوده خاص فضاي آدرس دهي IP ( از محدوده IP:169.254.0.1 تا IP:169.254.255.254 ) در مواردي كه يك سرويس دهنده DHCP در شبكه موجود نباشد و يا سرويس گيرنده قادر به برقراري ارتباط با آن نباشد ، استفاده مي نمايد . از پروتكل ARP ( برگرفته از Address Resolution Protocol ) به منظور بررسي منحصربفرد بودن آدرس IP بر روي يك شبكه محلي (LAN ) استفاده مي گردد . زماني كه يك سرويس دهنده DHCP در دسترس قرار بگيرد ، آدرس هاي IP سرويس گيرندگان به صورت اتوماتيك بهنگام خواهند شد .
• extension header : با اين كه هدر IPv6 در مقام مقايسه با IPv4 بسيار ساده تر شده است ، ولي با ارائه extension header ، امكان ارائه قابليت هاي پيشرفته در سطح هدر و بسته اطلاعاتي IP پيش بيني شده است . با اضافه كردن هدر به هدر پايه IPv6 قابليت هاي چشمگيري براي قابليت هاي آتي به آن اضافه شده است . بدين ترتيب ، هدر پايه ثابت خواهد ماند و در صورت ضرورت مي توان قابليت هاي جديد را از طريق extension header به آن اضافه نمود . در آينده مي توان از extension header براي پياده سازي سرويس ها و برنامه هاي ارائه شده توسط يك فريمورك استاندارد و به عنوان قابليت هاي جديد در IPv6 استفاده نمود .
• امنيت اجباري : با اين در IPv4 امكان استفاده از IPsec ( برگرفته از Internet Protocol security ) وجود دارد ، ولي توجه داشته باشيد كه ويژگي فوق به عنوان يك قابليت جديد به پروتكل فوق اضافه مي گردد تا از آن در مواردي نظير tunneling ، رمزنگاري شبكه به منظور دستيابي راه دور VPNs ( برگرفته از Virtual Private Networks ) و ارتباط با سايت ها استفاده گردد . تعداد زيادي از سازمان ها از پروتكل IPsec در موارد خاصي استفاده مي نمايند ولي وجود موانعي نظير NAT ، مي تواند زمينه بكارگيري آن را با مشكل مواجه نمايد .
در IPv6 ، پروتكل IPsec به عنوان بخشي الزامي در پياده سازي مطرح شده است تا به كمك آن يك زيرساخت امنيتي مناسب به منظور ارائه سرويس هاي امنتيي نظير تائيد ، يكپارچگي و اعتمادپذيري فراهم گردد . ظرفيت عملياتي IPsec بگونه اي است كه سازمان ها به كمك آن مي توانند وضعيت مدل امنيتي خود را بهبود و سياست هاي امنيتي خود را توسعه دهند .
آدرس دهي IPv6
تاكنون تلاش هاي گسترده اي به منظور استمرار حيات IPv4 و غلبه بر محدوديت تعداد آدرس هاي IP انجام شده است . استفاده از سياست هاي مختلف و NAT نمونه هائي در اين زمينه مي باشد . بر اساس آخرين گزارشات منتشرشده توسط مراكز ذيصلاح ، محدوديت فضاي آدرس دهي IP يك تهديد جدي است و فقط بيست و پنج درصد از فضاي آدرس دهي IPv4 باقي مانده است . با اين كه شايد در برخي از كشورها اين موضوع نگران كننده نباشد ولي گسترش استفاده از دستگاه هاي گوناگون مبتني بر IP ، استفاده از IPv6 را به يك ضرورت تبديل كرده است .
در IPv4 ، آدرس هاي IP سي و دو بيتي توسط چهار اكتت يا هشت بيت ( از صفر تا 255 كه در مبناي ده نوشته مي گردند ) كه توسط نقطه از هم جدا مي شوند ، ارائه مي گردند . آدرس هاي IP زير نمونه هائي در اين زمينه مي باشد .
131.107.20.60
192.168.118.183 |
در IPv6 ، آدرس هاي IP يكصد و بيست و هشت بيتي توسط هشت شانزده بيت ( از صفر تا FFFF نوشته شده در مبناي شانزده ) كه با يك colon از يكديگر جدا مي شوند ، ارائه مي گردند . آدرس هاي IP زير نمونه هائي در اين زمينه مي باشد .
3ffe:2900:d005:4:104a:2a61:0:0
3ffe:ffff:4004:1952:0:7251:bc9b:a73f |
در مواردي كه در يك آدرس IPv6 چندين بلاك صفر وجود داشته باشد ، از "::" به منظور كوتاه تر شدن شكل نمايش آن استفاده مي گردد .
fe80:0:0:0:0:70:77:26
=
fe80::70:77:26 |