دانلود مقاله ترجمه شده IPv6 با متن انگلیسی

packet-switched اینترنت پروتکل ویرایش ۶ یک پروتکل لایه ای شبکه ای برای
در کارهای اینترنتی می باشد. این نسخه از IP به اندازه IPV4 ،که نسخه فعلی پروتکل اینترنت برای کاربردهای عمومی در اینترنت است ،موفق طراحی شده است.
مهمترین بهبودی که در IPV6 ایجاد شده است ، افزایش تعداد آدرسهای در دسترس برای تجهیزات شبکه شده است ، برای مثال ، هر تلفن همراه و وسیله الکترونیکی متحرک دارای آدرس خاص خود می باشد. IPV4 از ۲۳۲ آدرس ( در حدود ۳/۴ بیلیون آدرس ) پشتیبانی میکند ، که برای تخصیص یک آدرس برای هر

فرد زنده ناکافی است، و فقط برای وسایل نصب شده و تجهیزات پورتابل کفایت می کند . با اینحال ، IPV6 از ۲۱۲۸ آدرس (در حدود ۳۴۰ بیلیون بیلیون بیلیون بیلیون آدرس) پشتیبانی میکند ، یعنی برای هر کدام از ۵/۶ بیلیون فرد زنده ، ۱۰۲۸ ×۵ آدرس تخصیص داده می شود. با چنین حجم بالایی از آدرسها ی در دسترس ،گره های IPV6 می توانند آدرسهای گسترده در سطح جهانی را بدون اینکه نیازی به انتقال آدرس شبکه باشد ،داشته باشند.
مقدمه:

در اوایل دهه ۱۹۹۰ مشخص شده بود که تغییر ایجاد شده به شبکه طبقه بندی نشده ده سال قبل برای جلوگیری از رده خرج نشدن آدرس IPV4 کافی نیست و نیاز به تغییرات بیشتری در IPV4 وجود دارد. در زمشتان سال ۱۹۹۲ ،سیستمهای چند منظوره به گردش در آمدند و در پاییز ۱۹۹۳ ،IETF فرخوانی را برای آگاهی عمومی (RFC 1550( منتشر کرد و گروههای کاری “IPng Area” را ایجاد کرد. Ipng بوسیله گروه کاری مهندسی اینترنت (IETF) در ۲۵ ژولای ۱۹۹۴ همراه با تشکیل چندین گروه کاری تحت نام ” نسل بعدی IP” ایجاد شد. در سال ۱۹۹۶ یک سری از RFCها برای تعریف IPV6 منتشرشد که با RFC2460 شروع میشد. ( در ضمن IPV5 به اندازه IPV4 موفق نبود ،اما یک پروتکل تجربی برای پشتیبانی صوت و تصویربود.)

انتظار میرفت که IPV4 در کنار IPV6 از آینده قابل پیش بینی حمایت کند . ولی ، کلاینتها/سرورهای IPV4 به تنهایی قادر به ارتباط مستقیم با کلاینتها/ سرورهای IPV6 نبود ، و به سرورهای واسطه با کار مشخص یا سرورهای انتقالی پروتکل NAT-PT نیاز بود. آدرسهای رایگان IPV4 در سال ۲۰۱۰ ، زمانی که برای استهلاک تجهیزات فعلی صرف میشود ، از رده خارج می شوند.
خصوصیات IPV6
IPV6 یک نمونه گسترش یافته محافظه کارانه از IPV4 است. پروتکلهای انتقالی و لایه ای برای کار با IPV6 نیاز به تغییرات خیلی کم یا اصلاً نیازی به تغییر ندارند ، استثنا در این زمینه فقط شامل پروتکلهای کاربردی که آدرسهای لایه ای / شبکه ای را شامل میشوند ،می باشد. (همانند FTP یا NTPv3).
با اینحال ، کاربردها اغلب نیاز به تغییرات کوچکی و کامپایلر مجدد دارند تا بتوانند در IPV6 کار کنند.
فضای آدرسی بزرگتر:
ویژگی عمده IPV6 این است که فضای آدرسی در آن بزرگتر شده است ،آدرسها در IPV6 ،۱۲۸ بیت طول دارند در صورتی که این اندازه در مورد IPV4 ،۳۲ بیت است.

فضای آدرسی بزرگتر از خروج بالقوه فضای آدرسی IPV4 بدون نیاز به انتقال آدرس شبکه و سایر تجهیزاتی که ماهیت سر به سر ترافیک اینترنتی را بهم میزند ، جلوگیری می کند. این ویژگی ، با اجتناب از نیاز به طرحهای پیچیده زیر شبکه ای ، باعث تسهیل مدیریت شبکه های متوسط و بزرگ می شود. ایجاد زیر شبکه ،بصورت ایده آل ، باعث تبدیل هدف به تقسیم بندی منطقی یک IP شبکه برای اجرای بهینه و دسترسی مطلوب میشود.
اشکال اندازه بزرگ آدرس این است که IPV6 دارای پهنای باند اضافی بیش از IPV4 است، که ممکن است در مناطقی که پهنای باند محدود است دچار مشکل گردد (از فشرده کردن عنوان برخی مواقع می توان برای کاهش این مشکل استفاده کرد).

پیکربندی خودکار هاستهای بدون تابعیت
هاستهای IPV6 می توانند بهنگام اتصال به یک شبکه IPV6 در حال اجرا به صورت خودکار پیکر بندی گردند. زمانی که برای اولین بار به یک شبکه متصل میشوید، هاست یک درخواست مولتی کاست لینک محلی را برای پیکربندی پارامترها ارسال می کند ؛ اگر پیکربندی مناسب باشد ، روتورهای به هر درخواست در بسته آگهی روتور که در بردارنده پارامترهای پیکربندی شده شبکه – لایه باشد ،پاسخ می دهد.

اگر پیکر بندی خودکار IPV6 مناسب نباشد، هاست می تواند از پیکربندی خودکار مناسب (DHCPv6) یا پیکر بندی دستی استفاده کند.
پیکر بندی خودکار بدون تابعیت فقط برای هاستها مناسب است و روتورهای باید به صورت دستی پیکربندی شوند.
مولتی کاست (Multicast)

Multicast بخشی از پروتکل مبنا در IPV6 است. این بخش در طرف مقابل IPV4 قرار دارد که در آن مولتی کاست به صورت اختیاری می باشد.
بیشتر محیطها در حال حاضر زیرساختارهای شبکه ای خود را به گونه ای تنظیم نم کنند که مولتی کاست را انجام دهند. به این معنا که ، جنبه لینکی مولتی کاست کار خواهد کرد ولی جنبه مکانی، جنبه سازمانی و جنبه جهانی مولتی کاست انجام نخواهد شد.

IPV6 فاقد یک وسیله لینک-محلی است ، همان اثری که از طریق مولتی کاست کردن گروه تمام هاست بدست میآید. (FF::1).
m6bone برای گسترش یک شبکه جهانی مولتی کاست IPV6 مورد استفاده قرار می گیرد.
Jumbograms
در IPV4 بسته ها به اندازه ۶۴ کیلو بایت محدود شده است . هنگام ارتباط بین بخشها یا ارتباط بین لینکها باحداکثر واحد انتقال بیش از ۶۵۵۷۶ گروه هشت تایی ،IPV6 برای بسته هایی که با این محدودیت مواجه هستند بهترین پشتیبانی را انجام می دهد،به این حالت jumbograms می گویند که می تواند تا ۴ گیگا بایت را پشتیبانی نماید. استفاده از jumbograms می تواند بازده را در شبکه های با MTU بالا بهبود بخشد.
امنیت شبکه – لایه

IPsec ،پروتکل مربوط به رمزگذاری و تععین اعتبار IP شبکه – لایه ، یک بخش مرتبط با پروتکل مبنای مورد استفاده در IPV6 است ، که بر عکس IPV4 می باشد که در آن این بخش اختیاری است (ولی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد).
پویایی:بر خلاف IPV4 موبایل ، IPV6 موبایل (MIPV6) از مسیرگذاری سه جانبه دوری میکند و بنابراین دارای بازده ای به اندازه IPV6 معمولی است. این مزیت به شدت فرضی است ، زیرا نه MIP و نه MIPV6 امروزه به طور گسترده ، توسعه نیافته اند.
وضعیت گسترش:

از دسامبر ۲۰۰۵ ، IPV6 برای بخش کوچکی از آدرسهای فعال در اینترنت قابل دسترسی برای عموم اعمال شد ، البته همزمان از IPV4 نیز استفاده میشود. پذیرشIPV6 با معرفی مسیرگزینی دورن دومینی بدون طبقه بندی (CIDR) و انتقال آدرس شبکه (NAT) ،که هر کدام دارای تاثیر جزیی بر خروج فضای آدرسی دارند ، کاهش یافته است. پاول میلسون ،(مدیر APNIC) در سال ۲۰۰۳ گفت که ،بر آورد میشود که میزان آدرسهای در دسترس IPV4 بر اساس نرخ رشد فعلی ،

کم خواهد شد ، تا اینکه در سال ۲۰۲۳ فضای در دسترسی نخواهیم داشت. در حالیکه در سپتامبر ۲۰۰۵ گزارشی از سیسکو نشان میداد که میزان فضای آدرسی در دسترس ظرف مدت ۴ تا ۵ سال دیگر به اتمام می رسد. همچنین در نوامبر ۲۰۰۶ ،در یک گزارش به روز شده ، اعلام شد که مقدار IANA از آدرسهای اختصاص داده نشده ، در می ۲۰۱۱ به اتمام خواهد رسید، که با توجه به رجیسترهای اینترنت منطقه ای این وضعیت در آگوست ۲۰۱۲ اتفاق خواهد افتاد. این

گزارش همچنین نشان داد که اگر آدرسهای تخصیص یافته استفاده نشده باز پس گرفته شود و برای تقاضای فعلی مورد استفاده قرار گیرند ، تخصیص آدرس IPV4 می تواند تا سال ۲۰۲۴ ادامه پیدا کند. دولت ایالات متحده ،اعلام کرده است که زیرساختهای شبکه ایی تمام موسسات فدرال باید تا سال ۲۰۰۸ ، IPV6 را ساپورت کنند. اما برای انجام این کار دو چالش وجود دارد:

۱- هیچ بودجه فدرال در دسترسی برای انتقال IPV6 وجود ندارد. بنابراین انتظار می رود که شرکتها از خرید تجهیزات و به روز رسانی شبکه شانه خالی کنند. بیشتر شرکتها این طرح انتقال را در دست اجرا دارند ولی ارزیابیها نشان داده است که در صورت اجرای عملی این انتقال بسیاری از شرکتها و موسسات دارای تاخیر هستد .

۲- بودجه موسسات IT به شدت مورد توجه قرار گرفته است ، مخصوصاً بودجه جاری سال ۲۰۰۷ برای IT با توجه به ادامه تفکیک ، ثابت مانده است.
در حالیکه چین برنامه ریزی کرده است که پی قراول استفاده از IPV6 طی برنامه ۵ ساله برای نسل بعدی اینترنت چین ،باشد.
بدون توجه به پیکربندی خودکار بدون تابعیت ، آدرس دهی انعطاف پذیرتر و کشف امنیت همسایه (SEND) ، سایر خصوصیات IPV4 بدون تغییر یا با تغییر کوچکی به IPV6 منتقل می شود. بنابراین توسعه IPV6 با به اتمام رسیدن فضای آدرس ،شروع می شود.
آدرس دهی:

طول ۱۲۸ بیت
اولین تغییر ازIPV4 به IPV6 ، طول آدرس شبکه است. همانگونه که توسط RFC4291 تعریف شده است ، طول آدرس در IPV6 ،۱۲۸ بیت است در حالیکه آدرسهای IPV4 ،۳۲ بیت است.بنابراین فضای آدرسی IPV4 به سختی شامل ۴ بیلیون آدرس است ،ولی در مورد IPV6 این فضای آدرسی برای آدرس دهی به ۱۰۳۸×۴/۳ کفایت می کند.
آدرسهای IPV6 عموماً شامل دو بخش منطقی است:
یک پیشوند ۶۴ بیتی شبکه یا پیش شبکه و یک بخش ۶۴ بیتی هاست که یا بصورت خودکار از آدرس MAC رابط و یا بصورت متوالی تخصیص داده می شود. با توجه به آدرسهای منحصر بفردی که MAC در سطح جهانی دارد و از اینطریق وسیله کاربر و خود کاربردر حین تغییر آدرسهای IPV6 و زمان دسترسی، قابل جستجو هستند ، RFC3041 برای کاهش جستجوی کاربر توسط یک آدرس IPV6 توسعه پیدا کرد،بنابراین ترمیم برخی از بی نامیهای احتمالی در IPV4 فعلی وجود دارد. RFC3041 مکانیسمی برای سری اتفاقی متغیر با زمان معرفی میکند که بعنوان مشخص کننده مدار رابط ، جابجایی بدون تغییر و آدرسهای MAC قابل جستجو مورد استفاده قرار می گیرد .

نکته:
آدرسهای IPV6 معمولاً به صورت گروههای هشت تایی برای اعداد چهار رقمی در مبنای شانزده نوشته می شود. برای مثال آدرس ۲۰۰۱:۰db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 یک آدرس معتبر در IPV6 می باشد.

اگر یک گروه چهار رقمی به صورت ۰۰۰۰ باشد ، صفرها می توانند حذف شده و به جای آنها از دو دونقطه (::) استفاده کرد. برای مثال آدرس ۲۰۰۱:۰db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab را می توان به صورت خلاصه شده ۲۰۰۱:۰db8::1428:57ab نوشت. بر اساس این قاعده هر عدد از ۰۰۰۰های متوالی را می توان با استفاده از دو دونقطه جایگزین کرد تا جاییکه در هر آدرس فقط از یک دو کولون (دو نقطه) در آدرس استفاده می شود. صفرهای ابتدایی در یک گروه را می توان نادیده گرفت . بنابراین ،تمامی آدرسهای زیر با هم مشابه و معتبر هستند:

۲۰۰۱:۰db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
2001:0db8:0000:0000:0000::1428:57ab
2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab

۲۰۰۱:۰db8:0:0::1428:57ab
2001:0db8::1428:57ab
2001:db8::1428:57ab

داشتن بیش از دو دونقطه در یک آدرس غیر مجاز است زیرا باعث مبهم شدن آن می شود.
یک زنجیره ۴ بیتی در انتهای یک آدرس IPV6 نیز می تواند به صورت دسیمال نوشته شود ،که با استفاده از نقطه از هم جدا شده اند .از این نکته نیز اغلب برای سازگاریهای آدرسی استفاده می کنند(مطالب زیر را ببینید). بنابراین ::ffff:1.2.3.4 معادل آدرس ::ffff:0102:0304 است و ::ffff:15.16.18.31 نیز مشابه آدرس ::ffff:0f10:121f می باشد.

اطلاعات بیشتر را در این رابطه می توانید در RFC4291 – ساختار آدرس دهی اینترنت پروتکل نسخه ۶ – پیدا کنید.
آدرسهای واقعی IPV6 در URLها:
در یک URL ،آدرسهای IPV6 درون کروشه قرار می گیرد. برای مثال:
http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]/
این نکته این اجازه را می دهد تا یک URL را بدون قاطی کردن آدرسهای IPV6 و شماره پورت ،تجزیه کرد.
http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/
اطلاعات بیشتر را در این رابطه می توانید در RFC2731 – فرمت آدرسهای واقعی IPV6 در URLها – و RFC3986- شناسایی منابع همشکل (URI) : نوع ترکیب- پیدا کنید.

مشخص کردن شبکه:
شبکه های IPV6 با استفاده از نکات CIDR نوشته می شود.
هر شبکه IPV6 (یا زیر شبکه) مجموعه ای از آدرسهای IPV6 است،بیتهای ابتدایی آدرسها ، که برای شناسایی تمامی هاستها در شبکه مورد استفاده قرار می گیرند ،پیشوند شبکه نامیده می شوند.

یک شبکه با اولین آدرس در شبکه و اندازه بیتهای پیشوند (در مبنای دو) که بوسیله ممیز از هم جدا شده اند ، مشخص می شود.
برای مثال : ۲۰۰۱:۰db8:1234::/48 نشان دهنده شبکه ای با آدرس های از ۲۰۰۱:۰db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000 تا ۲۰۰۱:۰db8:1234:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF می باشد.

با توجه به اینکه یک هاست می تواند به صورت یک شبکه با پیشوند ۱۲۸ بیتی مشاهده شود ، برخی اوقات شما می توانید آدرسهای هاستی را ببینید که به صورت ۱۲۸ بیتی نوشته شده اند.

انواع آدرسهای IPV6 :
آدرسهای IPV6را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

• آدرسهای یونی کاست (UNICAST)
• آدرسهای مولتی کاست
• آدرسهای Anycast
یک آدرس یونی کاست یک رابط واحد را تعریف می کند. این آدرس یک رابط واحد شبکه را معرفی میکند. هر بسته که به یک آدرس یونی کاست ارسال می شود به همان کامپیوتر مشخص شده تحویل داده می شود.
از درسهای مولتی کاست برای مشخص کردن مجموعه ای از رابط ها که به گره های مختلف بجای یک گره تعلق دارند ،استفاده می شود. زمانیکه یک بسته به آدرسهای مولتی کاست ارسال می شود ، پروتکل بسته را به تمامی رابط های مشخص شده بوسیله آن آدرس تحویل می دهد. آدرسهای مولتی کاست دارای پیشوند FF00::/8 هستند، و هشت تایی دوم چارچوب آدرس ، مثلاً محدوده ایی که آدرس مولتی کاست در آن گسترش می یابد، را مشخص میکند.چاچوبهای متداولی که مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از :
لینک – محلی (۲) ، سایت – محلی (۵) و جهانی (E).
آدرسهای Anycast ، نیز برای تخصیص به بیش از یک رابط که به گره های مختلف تعلق دارند در نظر گرفته شده اند. با این وجود ، یک بسته که به آدرس Anycast ارسال شده فقط به یک عضو رابطها تحویل داده می شود که عموماً بر اساس نظر پروتکل مسیر یابی ، از نظر فاصله نزدیکترین عضو است. آدرسهای Anycast را به ۀسانی نمی توان شناسایی کرد. آنها ساختاری همانند آدرسهای یونی کاست معمولی هستند و فقط از نظر پروتکل مسیر یابی در نقاط چند گانه در شبکه با هم متفاوت هستند.
آدرسهای خاص:
در IPV6 تعدادی آدرس با معانی خاص وجود دارد:
• ::/۱۲۸ – آدرسی که در آن تمامی صفرها یک آدرس نا مشخص می باشد و فقط برای نرم افزار مورد استفاده قرار می گیرد.
• ::/۱۲۸ – آدرس لوپ بک که یک آدرس هاست محلی است. اگر یک کاربرد در یک هاست بسته هایی را به این آدرس ارسال کند ،IPV6 این بسته هارا به همان هاست بر می گرداند. ( همانند ۱۲۷٫۰٫۰٫۱ در IPV4).

• ::/۹۶ – که در IPV4 با پیشوند صفر مورد استفاده قرار میگیرد – آدرسهای سازگار.که در حال حاضر مورد توجه قرار نمی گیرند.
• ::ffff:0:0/96 – از این پیشوند برای آدرسهای طراحی شده در IPV4 استفاده شده است. (مکانیسمهای انتقال در زیر را ببینید)
• ۲۰۰۱:db8::/32 – از این پیشوند برای مستندسازی استفاده میشود. )RFC 3849(. هر جاییکه بعنوان مثال آدرس IPV6 داده شده باشد باید از این پیشوند استفاده نمود.

• fc00::/7 – آدرسهای منحصر بفرد محلی (ULA) فقط از طریق سایتهای مشارکتی قابل مسیریابی هستند. آنها در RFC4293 بعنوان جایگزینی برای آدرسهای سایت-محلی تعریف شده اند( ادامه مطالب را ببینید). آدرسها شامل یک عدد شبه تصادفی ۴۰ بیتی است که ریسک ناسازگاری را در صورت ترکیب سایتها یا رسوخ بسته ها به بیرون کاهش میدهد. این فضای آدرسی شامل دو بخش است:
الف) fc00::/8 – ULA مرکزی که در حال حاضر از آن استفاده نمیشود.

ب) fd00::/8 – تولید و ثبت غیر رسمی ULA بر اساس RFC4193
• fe80::/64 – پیشوند لینک-محلی که فقط آدرسهایی که در لینک فیزیکی محلی معتبر است را مشخص می کند.این پیشوند با پیکربندی خودکار آدرس IP در ۱۶۹٫۲۵۴٫x.x ، IPv4 قابل قیاس است.

• fec0::/10 – پیشوند سایت – محلی که آدرسهایی که فقط درون سازمان محلی معتبر است را مشخص میکند. کاربرد آن در سپتامبر ۲۰۰۴ بوسیله RFC 3879 مورد توجه قرار نگرفت و سیستمها این نوع خاص از آدرسها را پشتیبانی نکردند.
• ff00::/8 – پیشوند مولتی کاست که برای آدرسهای مولتی کاست همانگونه که بوسیله “ساختار آدرس دهی پروتکل اینترنت نسخه ۶ ” تعریف شده است، مورد استفاده قرار می گیرد.(RFC 4291)

در IPV6 هیچ محدوده آدرسی رزرو وجود ندارد و در عوض از کاربردهای مولتی کاست برای مجموعه تمامی هاستها استفاده میشود. IANA فهرست رسمی از فضای آدرسی IPV6 را نگهداری میکند. واگذاری جهانی یونی کاست را می توان در انواع RIRها یا در صفحات GRHDFP می توان پیدا نمود.
بسته IPV6:

ساختار یک عنوان بسته IPV6

بسته IPV6 شامل دو بخش اصلی است: عنوان و متن پیام
عنوان در اولین ۴۰ هشت تایی/بایت بسته قرار دارد و شامل منبع و آدرسهای مقصد است(هر کدام ۱۲۸ بیت) است و همانند ورژن (IP نسخه ۴ بیتی)،مقدار ترافیک (۸ بیتی ،حق تقدم بسته)،برچسب مسیر(۲۰ بیتی ، مدیریت QOS)، طول متن پیام بر حسب بایت(۱۶ بایت) ، عنوان بعدی (۸ بیتی)و محدوده هاپ (۸ بیتی ، زمان ماندن) می باشد.متن پیام می تواند در حالت استاندارد تا ۶۴ کیلوبایت ، یا در حالت “متن بزرگ” مقادیر بزرگتری را داشته باشد.