IPv6

Apakah IPv6?

IPv6 (Protokol Internet Versi 6) ialah generasi kedua protokol standard untuk protokol lapisan rangkaian, yang juga dikenali sebagai IPng (IP Generasi Seterusnya). Ia menyediakan perkhidmatan penghantaran data tanpa sambungan pada lapisan rangkaian tempat ia berada. IPv6 ialah versi IPv4 yang dinaik taraf oleh IETF. Ia menangani banyak kekurangan IPv4 semasa. Perbezaan ketara antara IPv6 dan IPv4 ialah panjang alamat IP telah ditingkatkan daripada 32 bit asal kepada 128 bit. Ipv6 akan berkembang pesat dalam persaingan pasaran pada masa hadapan dengan format pengepala mesejnya yang dipermudah, ruang alamat yang luas, struktur alamat berhierarki, pengepala sambungan yang fleksibel dan mekanisme penemuan jiran yang dipertingkatkan.

Mengapa IPv6?

IP (Internet Protocol) ialah protokol lapisan rangkaian dalam keluarga protokol TCP/IP. Tugas utama protokol lapisan rangkaian adalah mengendalikan penghantaran datagram IP merentasi rangkaian dengan bantuan jadual penghalaan. Protokol IPv4 ialah protokol Internet yang digunakan secara meluas pada masa kini. Pada peringkat awal pembangunan Internet, IPv4 dibangunkan dengan pesat kerana protokolnya yang ringkas, pelaksanaannya yang mudah dan kesalingoperasian yang baik. Walau bagaimanapun, dengan pertumbuhan pesat rangkaian dan masalah kekurangan alamat, IETF telah mencadangkan empat draf seperti IPv6, IPv7, IPv8 dan IPv9, serta berharap salah satu protokol ini dapat menggantikan IPv4. Selepas perbincangan menyeluruh, IETF akhirnya memilih IPv6 untuk menggantikan IPv4, manakala IPv7, IPv8 dan IPv9 telah hilang sejak itu.

Faedah IPv6

IPv6 mempunyai struktur alamat 128-bit yang menyediakan ruang alamat yang luas. Ia didakwa mampu memberikan alamat IP kepada setiap butir pasir di Bumi.

Pengagregatan hierarki meningkatkan kecekapan penghalaan. IPv6 boleh menyediakan awalan rangkaian yang jauh lebih besar berbanding IPv4, dan organisasi yang sama hanya boleh menggunakan satu awalan dalam rangkaiannya. Bagi ISP, ruang alamat yang jauh lebih besar tersedia. Hal ini membolehkan ISP mengagregatkan semua pelanggan untuk membentuk satu awalan dan mengedarkannya. Pengagregatan hierarki menghasilkan sebilangan kecil entri jadual penghalaan global serta pemajuan yang lebih cekap.

IPv6 mempunyai keupayaan untuk menetapkan alamat IP kepada pengguna secara automatik, membolehkan rangkaian plug-and-play.

Keselamatan lebih tinggi: IPSec ialah bahagian penting IPv6, yang merealisasikan keselamatan tinggi rangkaian IPv6 melalui pengepala sambungan AH (Authentication Header) dan ESP (Encapsulating Security Payload).

Menyediakan sokongan kualiti perkhidmatan: Pelabelan strim baharu dalam IPv6 membolehkan pengguna rangkaian menuntut komunikasi berkualiti.

IPv4 berbanding IPv6

IPv4 dan IPv6 agak berbeza dalam pelbagai aspek. Bab ini akan menerangkan perbezaan antara IPv4 dan IPv6 dari segi ruang alamat, format pengepala, pengalamatan, pengalamatan automatik, keselamatan, QoS dan kebolehskalaan.

Ruang alamat: panjang alamat IPv4 sebanyak 32 bit mempunyai 2^32 alamat yang boleh diberikan, iaitu kira-kira 4.3 bilion, manakala panjang alamat IPv6 dipanjangkan daripada 32 bit IPv4 kepada 128 bit dengan 2^128 alamat.

Format pengepala: IPv6 mempunyai struktur pengepala data yang lebih mudah berbanding IPv4, yang dapat mengurangkan masa yang diperlukan untuk memproses pengepala dengan ketara.

Pengekodan alamat IPv6 menggunakan struktur hierarki yang serupa dengan CIDR, dan komposisinya serupa dengan nombor telefon. Sebagai contoh, komposisi nombor telefon ialah "kod negara atau kawasan + kod kawasan + nombor telefon", manakala pengekodan alamat IPv6 ialah "ID pengagregatan peringkat tertinggi + ID pengagregatan sekunder + ID pengagregatan peringkat tapak"; kedua-duanya terdiri daripada tiga kod berbeza pada peringkat yang berbeza. Oleh sebab awalan rangkaian IPv6 boleh dibahagikan lagi kepada beberapa peringkat rangkaian, struktur pengalamatannya yang hierarki adalah sangat fleksibel, boleh menangani pengagregatan dengan berkesan, memudahkan penghalaan, sekali gus mengurangkan bilangan entri jadual penghalaan yang perlu diselenggara oleh penghala dan mempercepatkan penumpuan laluan.

Pengagregatan laluan IPv4 secara amnya berdasarkan awalan IP yang sama, jadi berbanding IPv6, terdapat dua kekurangan kaedah pengagregatan ini: pertama, jika alamat IP tidak berturutan, ia tidak boleh diagregatkan; kedua, ia tidak boleh diagregatkan mengikut pelbagai peringkat seperti IPv6. Apabila menggunakan pengagregatan IPv6 untuk pengagregatan alamat, penghala teras tulang belakang rangkaian perusahaan secara teorinya hanya perlu mengekalkan tidak lebih daripada 8192 entri jadual, manakala jika pengagregatan IPv4 digunakan untuk pengagregatan alamat, bilangan entri jadual yang perlu dikekalkan oleh penghala boleh mencecah puluhan ribu atau bahkan lebih daripada seratus ribu. Hal ini menunjukkan bahawa kaedah pengagregatan IPv6 mengurangkan beban pengalamatan dan penyimpanan penghala dengan ketara. Kaedah pengagregatan IPv6 mengurangkan beban pengalamatan dan penyimpanan penghala dengan ketara.

Pengalamatan Automatik, IPv6 menyediakan dua jenis konfigurasi alamat:

Protokol Konfigurasi Hos Dinamik, yang mewarisi protokol IPv4, iaitu konfigurasi alamat berkeadaan yang dikonfigurasikan melalui pelayan DHCP.

IPv6 mempunyai ciri unik pasang dan guna, dan dalam keadaan pelayan DHCP tidak tersedia, alamat antara muka boleh diperoleh melalui konfigurasi alamat tanpa keadaan.

Dalam konfigurasi alamat tanpa keadaan, hos pada pautan yang sama mengkonfigurasi antara muka secara automatik dengan alamat IPv6 yang sesuai untuk pautan tersebut (dipanggil alamat pautan setempat) atau alamat IPv6 yang diperoleh daripada awalan yang diiklankan oleh penghala setempat, menggunakan protokol penemuan jiran.

Proses mengkonfigurasi alamat pautan-tempatan secara stateless mengambil masa sekurang-kurangnya satu saat. Sebaliknya, hos IPv4 yang menggunakan DHCP perlu meninggalkan konfigurasi DHCP sekiranya berlaku kegagalan DHCP dan kemudian mengkonfigurasi alamat IPv4 sendiri, iaitu proses yang mengambil masa penuh satu minit.

IPv6 menggunakan mekanisme keselamatan terbina dalam untuk mengesahkan dan menyulitkan paket protokol IP sebagai cara melindungi trafik data protokol IP yang ditetapkan. Pada masa ini, IPv6 menyokong kedua-dua mekanisme AH (Authentication Header) dan ESP (Encapsulated Security Payload).IPv6 menyediakan perkhidmatan pengesahan dan penyulitan untuk paket pada lapisan rangkaian. Mekanisme pengesahan membolehkan penerima mengesahkan identiti sebenar pengirim dan sama ada data telah diusik semasa penghantaran. Pengesahan membolehkan penerima mengesahkan identiti sebenar pengirim dan sama ada data telah diusik semasa penghantaran. Mekanisme penyulitan mengekod data bagi memastikan kerahsiaannya; IPv4 tidak menyediakan mekanisme keselamatan yang serupa pada lapisan rangkaian.

QoS (Kualiti Perkhidmatan) ialah teknik yang digunakan untuk menangani kependaman dan kesesakan rangkaian. QoS dalam IPv4 menggunakan terutamanya medan Type of Service, yang mentakrifkan 3 bit dan 8 keutamaan. Dalam IPv6, medan Traffic Class digunakan sebagai ganti, dengan mentakrifkan sejumlah 4 bit dan 16 keutamaan, manakala IPv6 menambah medan Flow Label 20 bit tambahan. Peranti pemajuan perantaraan boleh mengenali secara langsung label aliran berbeza yang telah dipratakrifkan tanpa menghantar pengepala, dan boleh mengenal pasti nod destinasi berdasarkan label aliran tersebut. Pada masa ini, penggunaan Flow Label IPv6 masih berada pada peringkat percubaan.

Kebolehskalaan: IPv6 sangat mudah diskalakan dan ciri baharu boleh ditambahkan pada pengepala sambungan yang mengikuti pengepala IPv6.Sementara pengepala IPv4 hanya boleh menyokong maksimum 60 bait secara pilihan, saiz pengepala sambungan IPv6 hanya dihadkan oleh jumlah maksimum bait keseluruhan paket IPv6.