Ipv4 vs ipv6 - wat het is en waarvoor het wordt gebruikt in netwerken

Het internet en de wereld van netwerken zouden niet zijn zoals we die kennen, en zouden zelfs niet bestaan ​​als IPv4-adressering er niet was geweest. Een protocol dat van het allergrootste belang is bij de verbindingen tussen apparaten via het netwerk, zowel fysiek als draadloos. Vandaag zullen we alles zien dat met IP te maken heeft en we zullen de verschillen tussen IPv4 en IPv6 analyseren en de belangrijkste kenmerken ervan uitleggen.

Inhoudsindex

IPv4 en het OSI-model

We zullen moeten beginnen met de basis, namelijk definiëren en begrijpen wat een IP-adres is, of het nu IPv4 of IPv6 is.

OSI modelleert de netwerkstandaard

En hiervoor moeten we snel verwijzen naar het OSI- model (Open System Interconection). Het is een referentiemodel en geen netwerkarchitectuur voor de verschillende netwerkprotocollen die tussenkomen in communicatie via computerapparatuur. Het model verdeelt telecommunicatiesystemen in 7 niveaus om de verschillende stadia van datareizen van het ene punt naar het andere te differentiëren, evenals de protocollen die bij elk ervan betrokken zijn.

Wat is het OSI-model: volledige uitleg

We weten al dat er een model is dat als het ware de netwerkprotocollen classificeert, en precies IPv4 en IPv6 zijn twee van deze netwerkprotocollen. In dit geval werken ze op een van de laagste niveaus van het model, de netwerklaag of laag 3. Deze laag is verantwoordelijk voor de routering van pakketten tussen twee verbonden netwerken. Het zal gegevens beschikbaar maken van de zender naar de ontvanger door middel van noodzakelijke omschakeling en routering van het ene punt naar het andere.

Daaronder hebben we de datalinklaag (laag 2) waarin de switches werken, en daarboven is er laag 4 of de transportlaag waarin het TCP-protocol dat de pakketten door datagrammen transporteert, ingrijpt.

Wat is een IP-adres

We spreken van IP-adres als een numerieke set in decimaal of hexadecimaal (we zullen zien) die logisch en volgens een hiërarchie een netwerkinterface identificeert. Elk apparaat dat op een netwerk is aangesloten, moet een IP-adres toegewezen krijgen, een tijdelijke identificatie zoals onze DNI terwijl we in deze wereld zijn of een telefoonnummer terwijl we een telefoondienst hebben afgesloten. Dankzij de IP kunnen de verschillende computers met elkaar communiceren, waardoor de pakketten over het netwerk reizen totdat ze hun ontvanger vinden.

Het IP-adres kan vast ( vast IP) of dynamisch (DHCP of Dynamic Host Configuration Protocol) zijn, altijd toegewezen door een server of router die op de netwerklaag werkt. Als we het hebben over een vast IP-adres, betekent dit dat de host altijd hetzelfde IP-adres heeft, zelfs als het wordt uit- en weer ingeschakeld. Terwijl in DHCP het IP-adres dynamisch wordt toegewezen aan de host wanneer het wordt ingeschakeld, krijgen de knooppunten van een netwerk natuurlijk altijd hetzelfde IP-adres altijd nadat ze de eerste keer met de router zijn verbonden.

In de netwerkarchitectuur moeten we onderscheid maken tussen het openbare netwerk, dat zou het internet zijn, en het particuliere netwerk, dat achter onze router waar onze computers en smartphone of tablets zijn als we verbinding maken met wifi. In het eerste geval hebben we het over een extern IP-adres, wat het adres is dat aan de router is toegewezen om met internet te communiceren, een dynamiek die bijna altijd door onze ISP wordt geleverd. In de tweede praten we over interne IP, naar het adres dat de router geeft aan de computers in ons netwerk, dat is bijna altijd van het type 192.168.xx

We moeten IP niet verwarren met het MAC-adres, een ander adres dat deze keer vast en uniek is en dat elke computer op het netwerk identificeert. Dit is in de fabriek ingesteld, net als de IMEI van een telefoon, hoewel het mogelijk is om deze te wijzigen, wordt de host geïdentificeerd in de transportlaag van het OSI-model. In feite is de switch of de router dat deze de MAC met het IP verbindt. Een MAC is een 48-bits code die wordt uitgedrukt in hexadecimale notatie in 6 blokken van twee tekens.

IP-protocol

Het IP-adres is de identificatie die hoort bij het IP-protocol (Internet Protocol), het IPv4- en IPv6- adresseringssysteem als een nieuwere versie en voorbereid op de toekomst. Het is een protocol dat werkt op de netwerklaag en niet verbindingsgericht is, dit betekent dat communicatie tussen twee uiteinden van een netwerk en gegevensuitwisseling kan plaatsvinden zonder voorafgaande toestemming. Met andere woorden, de ontvanger verzendt gegevens zonder te weten of de ontvanger beschikbaar is, dus deze zal bij de ontvanger aankomen wanneer deze wordt ingeschakeld en aangesloten.

IPv4 en IPv6 dragen geschakelde datapakketten over via de fysieke netwerken die werken volgens het OSI-model. Dit wordt gedaan dankzij routing, een techniek waarmee het pakket de snelste route naar de bestemming kan vinden, maar zonder garanties dat het zal aankomen, wordt deze garantie natuurlijk gegeven door de datatransportlaag met TCP, UDP of een ander protocol.

De gegevens die door het IP-protocol worden verwerkt, zijn verdeeld in pakketten die datagrammen worden genoemd en die geen enkele vorm van beveiliging of foutcontrole hebben voor verzending. Of een datagram alleen met IP wordt verzonden, kan al dan niet aankomen, kapot of compleet, en in willekeurige volgorde. Het bevat alleen informatie over het bron- en bestemmings-IP-adres samen met de gegevens. Dit lijkt natuurlijk niet erg betrouwbaar, dus in de transportlaag wordt dit datagram genomen en verpakt in een TCP- of UDP-segment dat foutafhandeling en veel meer informatie toevoegt.

IPv4

Laten we ons nu concentreren op het IPv4-protocol, dat actief is in netwerken sinds 1983 toen het eerste ARPANET- pakketuitwisselingsnetwerk werd gecreëerd, dat wordt gedefinieerd door de RFC 791- standaard. En zoals de naam al zegt, is het IP-protocol in versie 4, maar het is dat we geen eerdere versies hebben geïmplementeerd en dit was de eerste.

IPv4 gebruikt een 32-bits adres (32 enen en nullen in binair formaat), gerangschikt in 4 octetten (8-bits nummers), gescheiden door punten in decimale notatie. Dit in de praktijk vertalen zal een zodanig aantal zijn dat:

192.168.0.102

Op deze manier kunnen we adressen hebben die gaan van 0.0.0.0 tot 255.255.255.255. als we het vorige IP in zijn binaire code vertalen, hebben we:

192.168.0.102 = 11000000.10101000.00000000.01100110

Met andere woorden, 32 bits, dus met IPv4 kunnen we in totaal het volgende aanpakken:

2 ³² = 4294967296 hosts

Het lijkt misschien veel, maar op dit moment zijn IPv4-adressen praktisch uitgeput, aangezien 4 miljard computers tegenwoordig een redelijk normaal cijfer is. In feite begonnen ze al in 2011 schaars te worden, toen de instantie die verantwoordelijk was voor het geven van IP-adressen in China het laatste pakket gebruikte, dus het IPv6-protocol kwam te hulp . We gebruiken deze adressering al bijna 40 jaar, dus als een leven lang is het niet slecht.

We moeten er rekening mee houden dat de interne IP-adressen altijd hetzelfde zullen zijn in LAN-netwerken en niet zullen worden beïnvloed door externe IP's. Dit betekent dat we op een intern netwerk een host kunnen hebben met 192.168.0.2, en dit zal ook worden gebruikt door andere hosts op een ander intern netwerk, zodat het zo vaak kan repliceren als we willen. Maar externe IP-adressen worden overal in het internet gezien en deze kunnen in ieder geval niet worden herhaald.

IPv4-koptekst

Daarom is het handig om de structuur van een IPv4-header te bekijken, die een minimumgrootte van 20 bytes en een maximum van 40 bytes heeft.

We zullen elke sectie snel uitleggen, aangezien sommige later uitbreidbaar zijn tot IPv6

• Versie (4 bits): identificeert de versie van het protocol, zijnde 0100 voor v4 en 0110 voor v6. IHL (4 bits): is de grootte van de header, die kan variëren van 20 bytes tot 60 bytes of wat hetzelfde is van 160 bits tot 480 bits. Servicetijd (8 bits): een identificatiecode in het geval dat het pakket speciaal is, bijvoorbeeld belangrijker gezien de bezorgingsdrang. Totale lengte (16 bits): weerspiegelt de totale grootte van het datagram of fragment in octetten. Identifier (16 bits): het wordt gebruikt als het datagram gefragmenteerd is zodat het later kan aansluiten bij vlaggen (3 bits) en offset of positie van het fragment (13 bits): 1e bit is 0, 2e bit (0 = deelbaar, 1 niet deelbaar), 3e bit (0 = laatste fragment, 1 = tussenfragment) TTL (8 bits): IPv4-pakketlevensduur. Het weerspiegelt het aantal hops in routers dat het kan nemen, zijnde 64 of 128. Wanneer het pakket leeg is, wordt het verwijderd. Protocol: geeft het protocol aan waaraan het datagram moet worden geleverd in hogere lagen, bijvoorbeeld TCP, UDP, ICMP, etc. Checksum: om de integriteit van het pakket te controleren, herberekend elke keer dat een eerdere waarde verandert.

IPv6 en verschillen met IPv4

Hoewel het volledig uitleggen van een van deze protocollen een wereld is, kunnen we dit niet voor altijd doen, dus gaan we nu verder met IPv6 of Internet Protocol versie 6. En waar is versie 5? Nergens was het alleen experimenteel, dus laten we eens kijken wat het is en wat de verschillen zijn met IPv4.

We zullen absoluut allemaal ooit een IP-adres van de vorige hebben gezien, maar zeker een van deze vele malen minder, of we hebben het niet eens opgemerkt. IPv6 werd in 2016 geïmplementeerd met de definitie van de RFC 2460- standaard en is in feite bedoeld om IPv4 te vervangen wanneer dat nodig is. Deze standaard is ontstaan ​​uit de behoefte om Aziaten meer IP-adressen te geven. IP-adressen zijn bij wijze van spreken gereserveerd en het laatste pakket was gereserveerd in 2011, zoals hierboven besproken. Dit betekent niet dat ze allemaal al worden gebruikt, aangezien bedrijven ze gebruiken wanneer er meer knooppunten aan het netwerk worden toegevoegd.

IPv6 is ook ontworpen om alle soorten apparaten een vast IP-adres te bieden. Maar hoeveel IP-adressen kunnen we nog meer geven met deze nieuwe versie? Nou, er zullen er een paar zijn, aangezien dit adres 128 bits gebruikt met een mechanica die lijkt op de vorige. Maar deze keer wordt het gedaan met hexadecimale notatie, zodat het minder ruimte in beslag neemt, omdat het renderen van 128 bits in octetten zou leiden tot een enorm lang adres. In dit geval bestaat het dus uit 8 secties, elk 16 bits.

Dit terugzetten naar de praktijk zal een alfanumeriek nummer zijn dat er als volgt uitziet:

fe80: 1a7a: 80f4: 3d0a: 66b0: b24b: 1b7a: 4d6b

Op deze manier kunnen we adressen hebben variërend van 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 tot ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff: ffff. Deze keer gaan we dit adres niet vertalen in binaire code om depressie te voorkomen, maar het zou 128 nullen en enen hebben. Wanneer we een van deze adressen op onze computer of een andere host zien, is het mogelijk dat deze met minder groepen wordt weergegeven, en het is dat als we groepen met alleen nullen hebben, deze kunnen worden weggelaten zolang ze aan de rechterkant staan.

Met IPv6 en deze 128 bits kunnen we in totaal het volgende aanpakken:

2128 = 340, 282, 366, 920, 938, 463, 463, 374, 607, 431, 768, 211, 456 hosts

Op deze manier kunnen de Chinezen alle gewenste servers zonder enige beperking installeren, aangezien hun capaciteit werkelijk schandalig is. Hoewel het momenteel niet alleen werkt, hebben onze computers al een IPv6-adres op hun netwerkkaart.

IPv6 versus IPv4-header en ander nieuws

Het belangrijkste om een ​​nieuwe adressering te implementeren, is om deze achterwaarts compatibel te maken met de vorige protocollen en in andere lagen te werken. Het gebruik van IPv6 kan worden gebruikt met de andere protocollen van de applicatie en transportlagen met weinig aanpassingen aan de headers, behalve FTP of NTP omdat ze de adressen van de netwerklaag integreren.

We hebben ook onderzocht hoe de protocolkop kan worden vereenvoudigd, waardoor deze eenvoudiger is dan in IPv4 en met een vaste lengte, wat de snelheid van de verwerking en identificatie van het datagram enorm ten goede komt. Dit betekent dat we de informatie met IPv4 of IPv6 moeten verzenden, maar niet met beide gemengd. Laten we deze koptekst eens bekijken:

Nu is de koptekst vereenvoudigd, ondanks dat hij twee keer zo lang is als IPv4 als we geen opties toevoegen in de vorm van extensie-headers.

• Versie (4 bits) Verkeersklasse (8 bits): het is hetzelfde als de pakketprioriteitscontrole Flow-label (20 bits): het beheert de QoS Datalengte (16 bits): het is duidelijk hoeveel het de ruimte meet voor gegevens die worden 64 KB als standaardgrootte en bepaald door jumboframes Volgende koptekst (8 bits): komt overeen met de IPv4-protocolsectie Hoplimiet (8 bits): vervangt TTL- uitbreidingsheaders: ze voegen extra opties toe voor fragmentatie, voor codering, enz. Er zijn 8 soorten extensie-headers in IPv6

Onder de nieuwigheden in dit protocol is het mogelijk om een grotere adresseercapaciteit te benadrukken , zelfs in subnetten of interne netwerken en in een meer vereenvoudigde vorm. Nu kunnen we tot 2 ⁶⁴ hosts in een subnet hebben door slechts een paar knooppunt-ID's te wijzigen.

Hieraan toegevoegd is de mogelijkheid dat elk knooppunt zelf kan worden geconfigureerd wanneer het is opgenomen in een IPv6-resolutie. In dit geval wordt er geen IP van de router opgevraagd, maar een verzoek om de configuratieparameters door ND, dit wordt state-free address autoconfiguration (SLAAC) genoemd. Hoewel u DHCPv6 ook kunt gebruiken als dit niet mogelijk is.

IPsec is in dit geval niet optioneel, maar verplicht en direct geïmplementeerd in IPv6 voor routers die al met dit protocol werken. Hieraan voegen we ondersteuning toe voor Jumbograms, dat wil zeggen Jumbo-datagrammen die veel groter zijn dan die van IPv4, die maximaal 64 KB waren, en nu tot 4 GB kunnen bereiken.

Samenvattend hier laten we u de twee tabellen achter om het verschil op te merken tussen zowel IPv4- als IPv6-headers.

• Blauw: gemeenschappelijke velden in beide kopteksten Rood: verwijderde velden Groen: hernoemde velden Geel: nieuwe velden

Hoe u ons privé, openbaar en IPv6 IP-adres kent

Voordat we klaar zijn, leren we onszelf hoe we onze IP-adressen, die van onze apparatuur en die van onze router moeten kennen.

Om het lokale IPv4- en IPv6-adres in Windows 10 te achterhalen, zijn er verschillende methoden, maar de snelste manier is met de opdrachtprompt. Dus we openen Start, typ CMD en druk op Enter. Daar zullen we schrijven

ipconfig

En we zullen het resultaat ontvangen.

En om het openbare IP-adres te kennen, moeten we onze browser of router gebruiken. we kunnen doen op de pagina:

Wat is mijn ip

En tot slot kunnen we op de volgende manier controleren of we een openbaar IPv6-adres hebben:

Test-IPv6

We laten u enkele netwerkhandleidingen over het onderwerp achter

Wist u dat uw pc IPv6 heeft, wist u dat deze bestond? Als u vragen heeft of iets wilt aangeven, helpen we u graag verder met de opmerkingen.