هر مولکول یک IP 

 

چکیده

IPv6 از فضای آدرس دهی 128 بیتی استفاده می کند یعنی آدرس مختلف می توان با آن ایجاد کرد.IPv6 از 8 بخش 16 بیتی تشکیل شده است و هر بخش با استفاده از دو نقطه(:) از سایر بخش ها جدا میشود و هر بخش را در مبنای 16 نشان داده میشود.می توان از صفرهای بی ارزش صف نظر کرد.برای نشان دادن بخش شبکه ای آدرس از پیشوند ها استفاده میشود IPv6 از سه نوع ادرس دهی unicast,multicast,anycast پشتیبانی میکند.از آدرس های مخصوص IPv6  میتوان به آدرس نامعین صفر و آدرس loopback  اشاره کرد.  

 

کلید واژه ها : اینترنت ، آدرس ، IPv6 ،  بیت ، شبکه

 

 

• مقدمه

در جهان امروز با رشد روز افزون اینترنت و شبکه های کامپیوتری IPv4   رو به اتمام است و همچنین راه حل های پیشنهادی مانند CIDR  و NAT  نتوانستد برای کمبود تعداد IP   ها یک راه حل قطعی و همیشگی باشند در سال 1991 سازمان IETF  یک گروه کاری را برای تجزیه و تحلیل پیرامون  گزینه های پیشنهادی دایر کرد . IETF  به این نتیجه رسید که نسل جدیدی از پروتکل IP   مورد نیاز است (IPng) .در سال 1994  از میان راه حل های مختلف (CATNIP, SIPP, TUBA)  SIPP  به IPv6  تکامل یافت در نتیجه اولین مجموعه از استانداردهای کامل (RFC 2460، 2461، و غیره.) در سال 1998 منتشر شد.در حقیقت مهمترین تفاوت بین IPv4  و IPv6  در نحوه آدرس دهی و پیکر بندی آنهاست IPv4  از فضای آدرس دهی 32 بیتی استفاده میکند در نتیجه  آدرس مخنلف را میتواند تولید کند به عبارتی 4244967296 آدرس متفاوت .اما IPv6  با تخصیص فضای آدرس دهی 128بیتی   آدرس یعنی 3.4*   آدرس مختلف را تولید میکند برای روشن تر شدن موضوع می توان این مثال را عنوان کرد که  با استفاده از IPv6  می توان به هر متر مربع از کره زمین تعداد 6.5*  آدرس مختلف تخصیص داد در حقیقت تعداد بیت های زیاد این پروتکل لزوم تقسیم بندی سلسله مراتبی و ناحیه به ناحیه جغرافیایی را فراهم آورده است .

 

2-نحوه نشان دادن آدرس های IPv6

برای نمایش آدرس های IPv4 از 4 عدد مبنای 10 که با نقطه از هم جدا میشوند استفاده  میشود که هر قسمت آن یک octed  نامیده مشود و عددی بین 0تا 255 را به خود اختصاص می دهد و نمایانگر 8 بیت است .در IPv6  کل بیت ها به 8 قسمت 16 بیتی تقسیم میشود و هر بخش با استفاده از : از سایر بخش ها جدا میشود . هر بخش را نیز به صورت عددی در مبنای 16نشان میدهیم 0000  تا FFFF  برای مثال می توان عدد زیر را در نظر گرفت

 

0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011

0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010

 

 ابتدا باید این عدد را 16 بیت 16 بیت به 8 بخش جدا کرد

 

0010000111011010   0000000011010011   0000000000000000   0010111100111011

0000001010101010   0000000011111111   1111111000101000   1001110001011010

 

حال هر بخش را به فرمت XXXX  در مبنای 16 مینویسیم و هر بخش را با استفاده از دو نقطه از بخش های دیگر جدا میکنیم

 

21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

 

2-1-فشرده سازی صفر ها

به منظور نمایش ساده تر آدرس ها و خلاصه تر شدن ان می توان به جای بخش های صفر از( :: ) استفاده کرد  به عنوان مثال می توان در مثال قبا به جای نمایش آدرس قبلی

21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

از بخش صفر صرف نظر کرد و آدرس را به صورت زیر نشان داد 

21DA:00D3::2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

 

البته استفاده از فشرده سازی تنها یک بار مجاز است برای مثال آدرس  FFFE:0:0:30:0:0:0:803 را نمیتوان به صورت FFFE::30::803 نمایش داد . زیرا در این حالت مشخص کردن اینکه کدام یک از صفر ها به بخش اول و کدام به بخش دوم تعلق دارد غیر ممکن خواهد بود . در صورتی که فقط یکبار فشرده سازی انجام بدهیم به FFFE::30:0:0:0:80 می رسیم به روش دیگر میتوان از اکتد 30 به بعد را صفر نمود .

 

2-2-پیشوند های IPv6

برای مشخص کردن بخش های شبکه و میزبان در IPv4  از مفهوم subnet Mask  اسفاده میشود اما در IPv6  این مفهوم معنایی ندارد و تنها از پیشوند ها استفاده میشود . پیشوند ها تعداد بیت هایی را از آدرس مشخص میکنند که براس مصرف کننده غیر قابل تغییر بوده و نمیتوان در آن ها دخل و تصرفی داشت برای مثال آدرس 2001:4188::/32یعنی 32 بیت اول آن برای کاربر غیر قابل استفاده است .

 

3-انواع آدرس های IPv6

آدرس های IPv6  را می توان به 3 دسته تقسیم نمود . unicast ,multicast , anycast

 

3-1-آدرس های unicast

این گروه از آدرس ها به واسطه های شبکه ای اختصاص داده میشوند و درخواست هایی که به این آدرس ها مربوط میشوند بعد از مسیر یابی موفق تنها در آدرس مشخصی دریافت میشوند .انواع آدرس های unicast  عبارت اند از :

1-آدرس های global unicast : این آدرس ها معادل همان آدرس های valid  (معتبر) در IPv4  هستند و در شبکه اینترنت مسیر یابی میشوند .اختصاص آدرس های معتبر دارای ناحیه جغرافیایی خاصی نیستند و همین امر موجب پدید آمدن جدول مسیر یابی بزرگی شده است که یکی از معضلات IPv4  محسوب میشود از این رو دانشمندان تصمیم گرفتند که اختصاص IP  ها به مناطق جغرافیایی مختلف از یک ساختار سلسله مراتبی پیروی کند.در شکل زیر می توانید نمایی از ساختار IPv6  را مشاهده کنید که شامل فیلد های مختلفی است.

FP: این فیلد تعیین کننده نوع آدرس می باشد که دارای 3 بیت می باشد برای مثال اگر آدرسی با 001 شروع شود می توان به این نکته پی برد که این آدرس unicast   عمومی است.

TLA-ID: این قسمت توسط سازمان LANA   به حوزه های ثبت آدرس های اینترنتی اختصاص داده میشود بنابر این از روی یک آدرس می توان مکان آن را در سطح قاره پیدا کرد .

Res : از این قسمت میتوان برای افزایش یا کاهش بیت  قسمت های قبل و بعد استفاده کرد .

NLA-ID:از این قسمت  برای مشخص کردن کشور ها و بخش های جغرافیایی کوچکتر استفاده میشود . در حال حاضر حوزه های ثبت آدرس اینترنتی بخشی از این قسمت راد مشخص کردن حوزه های ثبت محلی اختصاص می دهند . بخش دیگر را جهت تقسیم به نواحی کوچکتر در اختیار حوزه های ثبت محلی می گذارد .

SLA-ID : شناسه سطح سایت است . از این فیلد برای مشخص نمودن ادارات و سازمان های وابسته به یک حوزه محلی استفاده میشود

Interface-ID:از این شناسه برای مشخص نمودن هر واسط شبکه استفاده می شود . طول این فیلد ثابت و 64 بیت است

به طور خلاصه تر می توان IPv6  را در شکل زیر نشان داد.

این ساختار از 3 سطح کلی تشکیل شده است . که نشان میدهد بیت های سمت چپ از اهمیت بالاتری برخوردار هستند که 48 بیت اول توپولوژی عمومی اینترنت و 16 بیت بعدی شناسه مناطق ناحیه ای و 64 بیت آخر واسط شبکه ای را مشخص می کند .

 

 2-آدرس های link-local: از این آدرس ها معمولا برای تعیین وضعیت شبکه که توسط پروتکل neighbor discover    انجام میشود مورد استفاده قرار می گیرند همچنین می توان از این پروتکل برای ارتباطات محلی هنگامی که هیچ مسیریابی در شبکه نباشد استفاده نمود . معادل این آدرس ها در IPv4  آدرس های APIPA از کلاس B است . در شکل زیر میتوانید نمایی از ساختار یک آدرس Link-local  را مشاهده کنید.

در Link-local همان طور که مشاهده میکنید 10 بیت این ساختار ثابت است و 54 بیت بعدی آن صفر است در نتیجه میتوان آن را به صورت FE80::/64  نشان داد

 

3-آدرس های site-local: این آدرس ها معادل آدرس های خصوصی در IPv4  هستند . در IPv4  آدرس هایی مانند:192.168.0.0/16و 172.16.0.0/12و 10.0.0.0/8 آدرس های خصوصی هستند معادل این ها در IPv6 آدرس های site-local  هستند و برای استفاده داخلی درون سازمان ها و ادارات در نظر گرفته شده اند که فقط مسیریاب های داخلی می توانند بسته های آن را هدایت کنند.با توجه به شکل زیر 10 بیت این ساختار رزرو شده است و 54 بیت بعدی شناسه زیر شبکه را مشخص می کند که از این 54 بیت می توان برای ایجاد ساختار سلسله مراتبی بهره جست و 64 بعدی همانند قبل متعلق به واسط شبکه ای است در نتیجه می توان آدرس site-local  را به صورت FEC0::/10  نشان داد.

 

4-آدرس های مخصوص: این آدرس ها برای استفاده های خاص هستند و نباید برای آدرس دهی استفاده شوند.از جمله این آدرس ها می توان به آدرس های نامعین اشاره کرد(آدرس 0:0:0:0:0:0:0:0 یا به عبارت ساده تر :: در IPv6 و 0.0.0.0  در IPv4 )  که به معنای عدم وجود آدرس و برای شروع کار TCP/IP استفاده می شود .از دیگر آدرس های مخصوص آدرس Loopback است که برای مشخص نمودن آدرس شبکه ای و تست کردن کارت شبکه مورد استفاده قرار می گیرد.معادل این آدرس در IPv4  آدرس 127.0.0.1 است که در IPv6  به صورت 0:0:0:0:0:0:0:1  یا به صورت ساده تر ::1نمایش داده میشود                                                                                                                                                                                                           

3-2-آدرس های multicast

 این گروه از آدرس ها نمایانگر چند واسط شبکه ای هستند بسته هایی که آدرس multicast  دارند بعد از مسیر یابی توسط تمام واسط های شبکه ای که در آدرس  multicast  هستند دریافت میشوند . از اینگونه آدرس ها برای ارتباطات یک به چند استفاده میشود . هر نقطه از شبکه می تواند به طور همزمان به چندین آدرس multicast  گوش فرا دهد. اینگونه آدرس ها در IPv6 دارای 8 بیت 1 در اول آدرس هستند همین کار تشخیص این آدرس ها را بسیار آسان تر کرده است .در نتجه این آدربا FF  شروع میشوند . همچنین از آدرس های Multicast  نمیتوان به عنوان آدرس مبدا و مقصد مسیر یابی ها استفاده نمود. شکل زیر ساختار آدرس های multicast را نشان می دهد.

بخش پرچم ها در این ساختار دارای 4 بیت می باشد که تا کنون فقط پرچم گذرا تعریف شده است. برای تنظیم این بخش از کم ارزش ترین بیت استفاده میشود که اگر بیت مربوطه صفر باشد نشان دهنده این است که آدرس multicast  دایمی بوده و به وسیله IANA تخصیص داده شده است.و اگر بیت مذکور یک باشد به معنی این است که آدرس گذرا بوده و دایمی نمی باشد برای مشاهده آدرس های تخصیص داده شده تا کنون می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید.

http://www.iana.org/assignments/ipv6-multicast-addresses

 

3-3-آدرس های anycast

آدرس های anycast  همانند multicast  به چند واسط شبکه ارسال میشوند اما نزدیکترین واسط شبکه ای که با توجه به الگوریتم های مسیر یابی تعیین میشود بسته را دریافت میکند . در اینجا باید متذکر شد که مفهوم broadcast  در IPv4   در IPv6 وجود ندارد و برا ی اینکار میتوان از آدرس multicast  استفاده کرد و به جای تعدادی از واسط های شبکه ای همه آن ها را تعریف کرد  

 

5-نتیجه گیری

IPv6  از فضای آدرس دهی بسیاربزرگی نسبت به IPv4  برخوردار است که بهترین مزیت این پروتکل محسوب میشود .علاوه بر این تقسیم بندی نواحی جغرافیایی این پروتکل نیز بسیار به امنیت در شبکه ها کمک کرده است البته در چند مورد هم به ایجاد حفره های امنیتی پرداخته است  در زمان پیدایش IPv4  هیچکس تصور نمی کرد که این آدرس ها که بیش از 4 میلیارد بود روزی با سرعت چشمگیری به پایان برسد در زمان حال نیز با وجود IPv6 کسی اعتقاد به تمام شدن این روش ندارد تقریبا می توان گفت با این روش می توان به هر مولکول یه آدرس را تخصیص داد.

 

آرش پروا : دانشگاه کردستان - رشته مهندسی فناوری اطلاعات

 

مراجع                                                                           

[1]Feyrer, Hubert. "Introduction to IPv6." future 5 (2001): 24.     

[2] Daviel, Andrew. "Introduction to IPv6." (2008).

[3]Sabiguero, Ariel. "Introduction to IPv6."

]4[-ویکی پدیا . IPv6

]5[-مجتبی یعقوبی.سیما اسد آبادی . IPv6 . پژوهشکده شبکه –گروه دیتا