ما الفرق بين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت (IPv4) والإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6)؟
ما الفرق بين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت (IPv4) والإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6)؟
IPv4 وIPv6 هما إصداران من نظام عنونة بروتوكول الإنترنت (IP). يُعد IP مجموعة من قواعد الاتصال التي توفر تبادل البيانات عبر الإنترنت. يتشكل الإنترنت، في جوهره، من مجموعة من مليارات الأجهزة التي تشارك البيانات مع بعضها من خلال تقنيات الشبكات. يستخدم IP نظام ترقيم لمنح كل جهاز متصل رقم تعريف أو عنوانًا فريدًا. يستخدم IPv4 تنسيق عنوان من 32 بت ويمكنه استيعاب أكثر من 4 مليارات مساحة عنوان. مع توسُّع أنظمة الإنترنت وإنترنت الأشياء (IoT)، أثبت IPv4 أنه غير كافٍ في نطاق العناوين المقيد به. جارٍ التخلص منه تدريجيًا وإحلال البروتوكول IPv6 بدلًا منه، وهو يستخدم تنسيق عنوان من 128 بت ويمكنه استيعاب أكثر من 1x1036 عنوان.
ما أوجه التشابه بين IPv4 وIPv6؟
تتمثل الوظيفة الرئيسة لكل من IPv4 وIPv6 في إرسال البيانات عبر الإنترنت واستقبالها، وتوجيهها إلى الجهاز الصحيح، بغض النظر عن البنية التحتية الأساسية للشبكة. يُعد التوجيه، أو تحديد تدفق الحزمة، التكنولوجيا الأساسية وراء جميع اتصالات الإنترنت. تصف الأقسام التالية بعض أوجه التشابه.
نظام التسمية المعيَّن
على غرار اسم كل بلد في العالم، صُمم IPv4 وIPv6 ليكونا وسيلة لتسمية - أو تحديد - كل جهاز على الإنترنت بشكل فريد. ويتضمن ذلك أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة وأجهزة شبكة إنترنت الأشياء.
البروتوكول الأساسي
يُعد كل من IPv4 وIPv6 جزءًا من مجموعة البروتوكولات التابعة لبروتوكول التحكم في الإرسال/بروتوكول الإنترنت (TCP/IP). يحكم هذان البروتوكولان إطار التشغيل القياسي للإنترنت منذ أوائل الثمانينيات. تتضمن مجموعة TCP/IP أيضًا بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP). على الرغم من أن IPv4 يحمل الاسم "الإصدار الرابع من IP"، فإنه كان أول بروتوكول إنترنت. وبالمثل، وُضع IPv6 لأول مرة في عام 1995، ولكنه لم يُنشر باعتباره واحدًا من معايير الإنترنت، أو جزءًا من مجموعة TCP/IP، حتى عام 2017.
نقل البيانات بدون اتصال
إن IPv4 وIPv6 عبارة عن بروتوكولين غير متصلين يستخدمان التوجيه متعدد الحزم لتقسيم البيانات إلى كتل أصغر لإرسالها عبر الإنترنت. يحدد IPv4 وIPv6 المسار الذي تسلكه كل حزمة من هذه الحزم، ما يعني أن الحزم من جزء البيانات نفسه قد تأخذ مسارات حركة مرور إنترنت مختلفة عبر الإنترنت. وتُعاد تجميع الحزم بالترتيب الصحيح على الجهاز المستلِم. يتم ذلك بواسطة بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) أو بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP) في طبقة النقل في نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة (OSI).
الاختلافات الرئيسة: البروتوكول IPv4 مقابل البروتوكول IPv6
تتكون حزم IPv4 وIPv6 بشكل مختلف، حيث يحتوي IPv6 على عناوين مختلفة ومساحة عنوان أقصر بشكل عام. ويوفر IPv6 أيضًا حزم عناوين منفصلة باعتبارها ميزة لتوسيع خيارات التوجيه. وفيما يلي ثلاثة اختلافات رئيسة من منظور المستخدم.
مساحة العنوان
مساحة العنوان الكاملة للبروتوكول IPv4 تبلغ 2³²، أو 4294967296 عنوان IP. يوفر البروتوكول IPv6 مساحة عنوان أكبر بكثير تبلغ 2¹²⁸، أو 3.403×10³⁸، أو 340282366920938000000000000000000000000 عنوان IP فريد. يُترجم هذا الرقم، باللغة الإنجليزية، إلى حوالي 340 أونديشيليون و300 ديشيليون.
من بين عناوين الإنترنت للبروتوكول IPv4، هناك حوالي 588 مليون عنوان IP محجوز، والباقي متاح للجمهور. نظرًا إلى التوسع في أجهزة الإنترنت، استُنفدت عناوين الإنترنت للبروتوكول IPv4 غير المُخصّصة في عام 2011. في حين يحل IPv6 مساحة العنوان المستنفدة هذه، فإن الإصلاح الحالي يتمثل في إنشاء طبقة تجريد من خلال وضع أنظمة عنونة أخرى، مثل وضع ترجمة عنوان الشبكة (NAT) كطبقة إضافية فوق البروتوكول IPv4.
يوفر البروتوكول IPv6 أيضًا عددًا كبيرًا من عناوين IP المحجوزة، ولكن مع وجود مساحة عنوان أكبر بكثير بشكل عام، فإن هذا ليس عددًا كبيرًا بالمقارنة. وبالنظر إلى التقديرات الحالية، فإن مساحة العنوان غير قابلة للاستنفاد.
التسمية
بالنسبة للبروتوكول IPv4، يُمثل اسم العنوان بعنوان رقمي من أربعة أرقام عشرية (في النطاق 0-255)، ويمثل كل رقم عشري ثماني وحدات بت، مفصولة بثلاث من علامات نقاط التوقف الكاملة ".":
197.0.0.1
بالنسبة للبروتوكول IPv6، يُمثل اسم العنوان بثمانية أرقام سداسية عشرية مكونة من أرقام (0-9) وأحرف (A-F)، يمثل كل منها أربع وحدات بت، مفصولة بعلامات النقطتين ":":
2600:1400:d:5a3::3bd4
يمكن ضغط الأصفار المتعددة داخل المجموعة إلى كتلة فارغة من علامة النقطتين ":".
أنواع الاتصال
لتحسين كفاءة الاتصال، يدعم كل من IPv4 وIPv6 أنواع عناوين مختلفة بحيث يمكن لجهاز واحد الاتصال بالعديد من الأجهزة في الشبكة في آن واحد. يدعم IPv4 العنونة الفردية (البث الأحادي)، ومن واحد إلى الجميع (البث)، ومن واحد إلى العديد (البث المتعدد) من خلال التوجيه متعدد الحزم. من ناحية أخرى، يدعم IPv6 عنونة البث الأحادي والبث المتعدد وAnycast من خلال التوجيه متعدد الحزم. في اتصال Anycast، تُرسل حزم البيانات من مرسل واحد إلى أقرب مستلمين متعددين يشتركون في عنوان Anycast نفسه. يُحدد المستلم "الأقرب" من خلال بروتوكولات التوجيه التي تحسب أقصر مسار أو أقل تكلفة للوصول إلى الوجهة.
ما وجه تفوق البروتوكول IPv6 على البروتوكول IPv4؟
يعمل IPv6 بطبيعته بشكل أفضل من IPv4 لأن الأخير يتطلب ترجمة عنوان الشبكة (NAT) للعمل كما هو متوقع. تُثبت عمليات الترجمة هذه في الشبكات من أجل تضخيم مساحة عنوان IPv4 بشكل اصطناعي. وهذا يعني إمكانية توجيه الحزم إلى الجهاز الصحيح، على الرغم من استنفاد عدد عناوين IP المستقلة منذ فترة طويلة. مع IPv6، لم تعد هناك حاجة إلى ترجمة عنوان الشبكة (NAT)، ما يلغي الحاجة إلى تحمُّل تكاليف غير مباشرة مقابل أداء الترجمة. فيما يلي بعض التحسينات الأخرى للبروتوكول IPv6.
التكوين التلقائي
باستخدام IPv4، يلزم وجود خادم بروتوكول تكوين المُضيف الديناميكي (DHCP) للقيام بتعيين عنوان IP وتحديد الأجهزة المتصلة بالشبكة. في IPv6، يُستخدم التكوين التلقائي للعناوين عديمة الحالة (SLAAC)، حيث يمكن للجهاز نفسه تكوين عنوانه تلقائيًا بدون طرف خارجي أو بروتوكول. ومن خلال إزالة الحاجة إلى البروتوكول DHCP، يؤدي ذلك أيضًا إلى تقليل حركة المرور الإجمالية التي تختبرها الشبكة.
تعيين المسارات
يقدم IPv6 ميزات تجعل التوجيه عبر الإنترنت أكثر كفاءة من IPv4. ويشمل ذلك الاستغناء عن ترجمة عنوان الشبكة (NAT)، وتبسيط توجيه العناوين وبروتوكول اكتشاف الجوار (NDP)، والعنونة الهرمية وتقسيم الشبكة إلى شبكات فرعية، وتجميع المسارات.
الأمان
يقدم البروتوكول IPv6 إمكانات أمان أكبر مدمجة في البروتوكول مقارنةً بالبروتوكول IPv4. تشمل الميزات المعيارية للبروتوكول أمان بروتوكول الإنترنت (IPsec)، والقدرة على تضمين ملحقات الخصوصية، وبروتوكولات التوجيه الآمنة الأخرى، مثل OSPFv3.
متى يُوصى باستخدام البروتوكول IPv6 مقارنةً بالبروتوكول IPv4؟
على الرغم من التحسينات التي يتفوق بها البروتوكول IPv6 على البروتوكول IPv4، فإن معظم الإنترنت لا يزال يعمل على IPv4. نظرًا إلى أن البنية التحتية القديمة تعمل على IPv4، فإن التحديث إلى IPv6 يمكن أن يشكل عملية ترحيل مكلفة ومعقدة. ومع ذلك، أصبح IPv6 معيارًا في الصناعات التي تكون فيها الشبكات الحديثة مفيدة، مثل مُزودي خدمة الإنترنت وجهات تصنيع الأجهزة المحمولة أو أجهزة إنترنت الأشياء.
بالنسبة إلى المؤسسات التي تتطلع إلى إنشاء بنية تحتية حديثة للشبكة، لا سيما مع متطلبات إنترنت الأشياء والخدمات المصغرة المعقدة، فإن الإنشاء باستخدام IPv6 كإعداد افتراضي يُعد قرارًا هندسيًا حكيمًا. وبالمثل، يمكن للبروتوكول IPv6 ضمان استدامة الشبكة المستقبلية للمؤسسات العالمية الكبيرة التي تواجه صعوبات بالفعل من استخدامها للبروتوكول IPv4 من حيث إدارة التكاليف غير المباشرة واستنفاد عناوين IP.
ملخص الاختلافات: IPv4 مقارنة بـ IPv6
| IPv4 |
IPv6 |
|
| ما التعريف؟ |
بروتوكول الإنترنت الإصدار الرابع |
بروتوكول الإنترنت الإصدار السادس |
| حجم العنوان |
عناوين IP 232 أو 32 بت |
عناوين IP 2128 أو 128 بت |
| معيار التسمية |
عنوان IP رقمي. أربع مجموعات من الأرقام المكونة من ثلاثة أرقام، مفصولة بنقاط توقف كاملة. 197.0.0.1 |
عنوان أبجدي رقمي. ثمانية مجموعات من الأرقام السداسية العشرية المكونة من أربعة أحرف، مفصولة بعلامة نقطتين. 2600:1400:d:5a3::3bd4 |
| عنوان الاسترجاع |
127.0.0.1 |
::1 |
| تطلّب ترجمة للعنوان |
نعم، من خلال ترجمة عنوان الشبكة (NAT) |
لا |
| عنونة الحزمة |
البث الأحادي، والبث، والبث المتعدد |
البث الأحادي، والبث المتعدد، وأي بث |
| تكوين العنوان |
التكوين اليدوي وتكوين برتوكول تكوين المُضيف الديناميكي (DHCP) |
التكوين التلقائي على الجهاز باستخدام التكوين التلقائي للعنوان عديم الحالة (SLAAC). DHCPv6 مدعوم أيضًا للاتصالات التي لها حالة. |
| حجم رأس الصفحة |
متغير؛ 20 بايت، يمكن أن يزيد حتى 60 بايت عند إضافة حقول وعلامات اختيارية |
ثابت؛ 40 بايت. يختلف حجم رؤوس المُلحقات المنفصلة. |
| المجموع الاختباري لرأس الصفحة |
نعم |
لا |
| إضافات اختيارية |
دعم محدود لعناصر التحكم الاختيارية |
تتوفر العديد من رؤوس المُلحقات لتحسين التوجيه والتجزئة وجودة الخدمة وما إلى ذلك |
| الخصوصية |
إخفاء عنوان IP لإخفاء آخر ثمانية بتات للعنوان |
ملحقات خصوصية IP التي تستخدم عناوين مؤقتة عشوائية |
| التجزئة |
تتعامل معها أجهزة التوجيه |
يتعامل معها المُنشِئ |
| دقة DNS |
سجلات A |
سجلات AAAA |
| كفاءة التوجيه |
يجري التعامل معها في رؤوس الصفحات |
يجري التعامل معها في جداول التوجيه |
| دعم الأجهزة المحمولة |
يتطلب عنوان IP للجوال |
مدمج |
كيف يمكن لـ AWS المساعدة في تلبية متطلبات IPv4 وIPv6؟
تساعدك السحابة الخاصة الافتراضية بـ Amazon (Amazon VPC) في توفير قسم معزول منطقيًا في سحابة AWS يمكنك فيه تشغيل موارد AWS في شبكة افتراضية تحددها أنت. لديك سيطرة كاملة على بيئة الشبكات الافتراضية الخاصة بك، بما في ذلك اختيار نطاقات عناوين IP الخاصة بك، وإنشاء الشبكات الفرعية، وتكوين قواعد التوجيه وبوابات الشبكة.
تساعدك ميزة The Amazon VPC IPv6 على AWS في استضافة التطبيقات في المكدس المزدوج وبيئات الشبكات الافتراضية من نوع IPv6 فقط. يمكنك توفير الاتصال عبر IPv6 في سحابات Amazon الخاصة الافتراضية (VPC)، وكذلك من وإلى الإنترنت. تتضمن إمكانات IPv6 فقط لدينا ما يلي:
- مثيلات EC2 وشبكات فرعية من نوع IPv6 فقط.
- بوابة ترجمة عنوان الشبكة (NAT) التي تدعم ترجمة IPv6 إلى IPv4.
- موازنات التحميل المرن التي ذات أهداف IPv6.
- دعم IPv6 لـ Amazon EKS.
يمكنك إنشاء بنيات قابلة للتوسعة بدرجة عالية على IPv6 مع الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة فيما يخص أعباء عمل IPv4 الحالية. ابدأ استخدامIPv6 على AWS عن طريق إنشاء حساب اليوم.
