موضوع: باip و نسخه‌های متفاوت آن بیشتر آشنا شوید

چند هفته است که بحث آی‌پی (IP) بسیار داغ شده و همه از تمام شدن آن صحبت می‌کنند. شما تا چه حد با آی‌پی و واقعیت‌های پیرامون آن آشنا هستید؟

این هفته قصد داریم درباره این موضوع صحبت و شما را بیشتر با مفاهیم و ساختار آن آشنا کنیم. اما قبل از هر چیزی باید به این موضوع اشاره کنم که آی‌پی به طور کلی دو نـسخه متفاوت دارد:


1- آی‌پی نسخه 4 (IPv4)


2- آی‌پی نسخه 6 (IPv6)


چند هفته پیش تمام آدرس‌های نسخه 5 آی‌پی کاملا مورد استفاده قرار گرفت و تقریبا می‌توان گفت که آدرس‌های این نسخه تمام شد. اما کاری که می‌شد انجام داد این بود که به نسخه 6 آی‌پی کوچ کرد که تعداد آدرس‌های آن بسیار بیشتر از نسخه 4 است.

برای اینکه به خوبی با مفهموم آی‌پی آشنا شوید از یک مثال ملموس استفاده می‌کنم. همانطور که می‌دانید تمام خانه‌ها، ساختمان‌ها و... که در یک شهر و حتی در یک کشور وجود دارند، یک کد پستی دارند که این اعداد برای هر مکان مختص به همان جا است. یعنی در واقع شما نمی‌توانید دو مکان مختلف را پیدا کنید که یک کد پستی مشترک داشته باشند. همین موضوع درباره شبکه‌های کامپیوتری به خصوص شبکه اینترنت وجود دارد. تمام کامپیوترهای متصل به یک شبکه دارای یک آدرس شناسایی منحصر به فرد هستند که با نام آی‌پی شناخته می‌شوند.

IP (Internet Protocol) یک نوع آدرس منطقی و شناسه عددی است که در شبکه‌های کامپیوتری به عوامل حاضر در شبکه اختصاص داده می‌شود و برای ارتباط برقرار کردن میان گره‌ها (Nodes) و شناسایی آنها به کار برده می‌شود. در هر شبکه، هر عامل یک آدرس آی‌پی منحصر به فرد دارد. به عنوان مثالی برای آدرس آی‌پی یک عامل، می‌توان به 208.77.188.166 برای نسخه 4 آی‌پی و db8:2001:0:1234:0:56 7: 1:1 برای نسخه 6 آی‌پی اشاره کرد .

در توپولوژی سیستم‌های مسیریابی شبکه، نقش آی‌پی به عنوان راهنمایی بسته‌های اطلاعاتی در مسیرهای شبکه است. بدین صورت که محل گره مبدا و گره مقصد را نشان می‌دهد. یک آدرس آی‌پی سه مولفه مهم را تعیین می‌کند که به شرح زیر است:

- یک نام که تعیین‌کننده چیزی است که ما به دنبال آن هستیم

- یک آدرس که تعیین‌کننده محل آن است

- یک کانال ارتباطی که تعیین‌کننده این است که چطور می‌توان به آنجا دسترسی پیدا کرد.


نسخه‌های متفاوت آی‌پی


بیش از سی سال پیش و در سال 1976 طراحان TCP/IP آدرس‌های آی‌پی را به صورت یکی عدد 32 بیتی تعریف کرده‌‌اند و این نوع از آی‌پی به آی‌پی نسخه 4 (IPv4 ) معروف است. هر آدرس آی‌پی نسخه 4 دارای 4 رقم بوده و با این ارقام با یک نقطه از هم جدا می‌شوند. نکته بسیار مهم درباره این نسخه این است که می‌توان تقریبا 4.3 میلیارد آدرس منحصر به فرد داشته باشیم. به عنوان مثال 208.77.188.166 یکی از این 4.3 میلیارد آدرس آی‌پی است.

در آن سال‌ها 4.3 میلیارد یک عدد رویایی و تمام نشدنی بود. اما تصور کنید که هم‌اکــنون در حدود 7 میلیارد انسان روی زمین زندگی می‌کند و هر یک دارای چند وسیله دیجیتالی هستند که از طریق شبکه و اینترنت قرار است به یکدیگر متصل باشند. از طرف دیگر چند صد میلیون وب‌سایت وجود دارند که هر کدام از آنها نیز حداقل یک آدرس آی‌پی منحصر به فرد و ثابت دارند و روز به روز بر تعداد آنها افزوده می‌شود. حالا فکر می‌کنید که این4,3 میلیارد آی‌پی کافی خواهد بود؟!

به همین دلیل گروهی در اواخر 1992 تشکیل شد که روی نسخه بعدی آی‌پی (IP Next Generation) کار کنند. آنها در سال 1995 یک نوع دیگر از آدرس‌دهی آی‌پی با نام آی‌پی نسخه 6 (IPv6) را معرفی کردند و در سال 1998 استانداردسازی شد. در ایــــن نسخــه، آدرس‌های آی‌پی به جای عـدد 32 بیتی، یک عدد 128 بیتی است. بدین ترتیب تعداد آدرس‌های منحصر به فرد تقریبا به 340 میلیارد میلیارد میلیــارد میلیــارد می‌رسد. یعنی یک 340 با 36 صفر در جلوش. این تعداد رویایی بوده و بسیاری از متخصصین معتقد هستند که آی‌پی نسخه 6 هیچ‌گاه تمام نمی‌شود. اما توجه کنید که هیچ چیز از آینده مشخص نیست. متخصصین دهه هفتاد و هشتاد هم فکر می‌کردند که نسخه 4 هیچ‌گاه به اتمام نمی‌رسد.


نسخه 4


این نسخه‌، چهارمین بازبینی از آدرس‌دهی آی‌پی و همچنین اولین نسخه که به صورت عمومی و سراسری مورد استفاده قرار گرفت، است. در این نسخه هر آدرس آی‌پی معادل دودویی (مبنای دو) یک عدد در مبنای 10 است که با 32 بیت و یا 4 بایت (هر 8 بیت، یک بایت است) مشخص می‌شود. که هر 8 بیت آن با یک نقطه «.» از یکدیگر جدا می‌شوند که به هر بخش جدا شده یک اکتت (Octet) گفته می‌شود. معمول‌ترین نوع استفاده از آدرس‌های آی‌پی، دسیمال (مبنای 10) آن است. ولی به صورت‌های هگزا دسیمال (مبنای شانزده)، اکتال (مبنای هشت) و باینری (مبنای دو) نیز به کار می‌رود.


به این آی‌پی توجه کنید :


192.170.0.1

مبنای دو این آی‌پی به صورت جدول (الف) است.

بیت‌ها در هر آدرس آی‌پی به دو گروه تقسیم می‌شوند :


- شناسه شبکه (Network ID)


- شناسه میزبان (Host ID )


بر این اساس، تعداد شبکه‌های موجود تا 256 شبکه محدود می‌شود و این به نظر نا‌کافی می‌آید. برای حل این مشکل، رده‌های (Classes) شبکه تعریف شده‌اند. 5 نوع رده برای شبکه‌ها در نسخه 4 وجود دارد: A، B، C، D و E. در ادامه به بررسی و معرفی هر کدام از این رده‌ها می‌پردازیم.


رده A:


این رده برای شبکه‌های بسیار بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. تا کنون مهم‌ترین رده مورد استفاده در اینترنت، این نوع رده بود (تا قبل از مهاجرت به نسخه 6 آی‌پی(. برای تعیین اینکه یک آدرس آی‌پی مربوط به این رده است، باید اولین بیت از سمت چپ که به عنوان بیت پر ارزش شناخته می‌شود، مقدار صفر را بگیرد. پس هنگام نمایش یک آدرس آی‌پی در مبنای دو، اگر بیت اول از سمت چپ آن صفر بود، نشان‌دهنده این است که این آی‌پی در شبکه رده A مورد استفاده است اما اگر همان آدرس آی‌پی را در مبنای 10 نشان دهیم، اکتت اول آن از سمت چپ، عددی بین صفر تا 127 است. به عنوان مثال، آی‌پی زیر قایل استفاده در رده A است :


97.168.100.6


7 بیت بعدی، شناسه شبکه (Network ID) را نمایـان می‌کند و از بیــت 8 تا آخــرین بیت یعنی بیت 32، نمایانگر شناسه میزبان (Host ID) است.


اگــر آدرس آی‌پــی نــســخــه 4 را به صــورت A . B . C . D در نظر بگیریم:


شناسه شبکه، اکتت اول یعنی A است. دامنه عددی از صفر تا 127 است. پس تعداد شبکه قابل تعریف 128 = 2^7 است.


شناسه میزبان آن B . C . D است که 224 – 2 = 16,777,214 میزبان است.


پس به طور کلی در این رده، 128 × 16,777,214 = 2,147,283,392 آدرس قابل استفاده داریم.


نکته‌ای که باید به آن اشاره کرد این است که عدد 127 به عنوان شناسه شبکه، برای استفاده در شبکه محلی (Localhost) رزرو شده است. پس از 127.0.0.0 تا 127.255.255.255 را به جز localhost نمی‌توان استفاده کرد.


رده B:


این نوع رده برای شبکه‌های متوسط و بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. آدرس‌های آی‌پی که دو بیت سمت چپ آنها (بیت‌های پر ارزش) عدد باینری 10 را دارند، مربوط به این رده هستند. پس اگر همان آدرس را در مبنای 10 مشاهده کنیم، اکتت اول آن عددی بین 128 تا 191 است. 14 بیت بعدی نمایانگر شناسه شبکه و 16 بیت باقی مانده هم شناسه میزبان هستند.


اگــر آدرس آی‌پــی نــســخــه 4 را به صــورت A . B . C . D در نظر بگیریم:


شناسه شبکه A . B است. دامنه عددی اولین اکتت یعنی A از 128 تا 191 است. پس تعداد شبکه قابل تعریف 214 = 16,384 است.


شناسه میزبان آن C . D است که 216 - 2 = 65,534 میزبان است.


پس به طور کلی در این رده،16,384 × 65,534 = 1,073,709,056 آدرس قابل استفاده داریم.


رده C:


تا کنون پرکاربردترین رده است و از آن برای شبکه‌های کوچک استفاده می‌شود. در آدرس‌های آی‌پی مربوط به این رده، 3 بیت سمت چپ آن (بیت‌های پر ارزش) عدد باینری 110 استفاده می‌شود. پس اکتت اول آدرس آی‌پی که در این رده وجود دارد، در مبنای 10، عددی ما بین 192 تا 223 است. 21 بیت بعدی شناسه شبکه و در نهایت هم، 8 بیت آخر هم شناسه میزبان است.


اگــر آدرس آی‌پــی نــســخــه 4 را به صــورت A . B . C . D در نظر بگیریم:


شناسه شبکه A . B . C است. دامنه عددی اولین اکتت یعنی A از 192 تا 223 بوده و تعداد شبکه قابل تعریف آن 221 = 2,097,152 است.


شناسه میزبان آن D است که 28 - 2 = 254 میزبان است.


پس به طور کلی در این رده،2,097,152 × 254 = 532,676,608 آدرس قابل استفاده داریم.


رده D:


این رده برای آی‌پی‌های گروهی و چند بخشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 4 بیت اول آن به صورت 1110 است که معرف رده مورد استفاده است. 28 بیت باقی‌مانده هم نمایانگر نشانی‌های گروهی است. اکتت اول آی‌پی‌ها در این رده، از 224 تا 239 تغییر می‌کند.


رده E:


از این رده، استفاده خاصی نمی‌شود و برای کاربرد بعدی، رزرو شده‌‌اند. در این نوع رده، 5 بیت اول، به صورت 11110 است.


کمی بیشتر درباره نسخه 6 بدانید


ششمین بازنگری IP و دومین نسخه‌ای که به صورت عمومی مورد استفاده قرار گرفته است. در این نسخه، بیت‌های آی‌پی، از 32 (4 اکتت در نسخه 4) به 128 بیت (16 اُکتت در نسخه 6) افزایش یافت. پس در این چیزی حدود 340 میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد آدرس منحصر به فرد آی‌پی در دسترس خواهیم داشت.

امروزه تمام سیستم‌عامل مدرن، همچنین سیستم‌عامل سرور، از نسخه ششم آی‌پی پشتیبانی می‌کنند.


آدرس‌دهی


یک آدرس آی‌پی نسخه 6 می‌تواند به صورت زیر باشد. این نمایش آی‌پی نسخه 6 در مبنای 16، یعنی هگزا دسیمال است:


1801:0dd8:0000:0000:8abe:03a0:7cd4


در نسخه 4 آی‌پی، هر اکتت با یک نقطه از هم جدا می‌شدند، ولی در این نسخه، اکتت‌ها با دو نقطه “:” جدا می‌شوند. آدرس‌ها ی آی‌پی نسخه 6 به دو قسمت اصلی تقسیم می شوند: 64 بیت برای شناسه شبکه یا زیر شبکه (Subnetwork) و 64 بیت برای شناسه میزبان.


برای تسهیل کار با آی‌پی‌های نسخه 6، می‌توان از یک سری نماد سازی‌ها استفاده کرد. به عنوان مثال می توان از نوشتن “صفر‌های مقدم” در یک گروه، صرف نظر کرد.مانند مثال زیر :


1801:0dd8:0000:0000:8abe:03a0:7cd4


1801:0dd8:0:0:8abe:03a0:7cd4


همچنین به جای یک یا چند گروه از صفر‌های پی در پی، می‌توان از یک دو نقطه “‌::‌“ استفاده کرد:


1801: 0dd8 : 0000 : 0000 : 8abe : 03a0 : 7cd4


1801: 0dd8 :: 8abe : 03a0 : 7cd4


اما از جانشانی چند گروه از صفر‌ها ، فقط می‌توان یکبار استفاده کرد. چرا که استفاده چند باره از این خلاصه‌نویسی، ممکن به جای دیگری اشاره پیدا کند. به عنوان مثال، به یک آدرس آی‌پی اشتباه که چند بار از جانشانی استفاده کرده است، دقت کنید:


2fa1::1ab3::144b


حال، این آدرس آی‌پی، می تواند خلاصه شده هر کدام از این آی‌پی‌ها باشد :


2fa1: 0 : 0 : 0 : 0 : 1ab3: 0 : 144b


2fa1: 0 : 0 : 0 : 1ab3: 0 : 0 : 144b


2fa1: 0 : 0 : 1ab3: 0 : 0 : 0 : 144b


2fa1: 0 : 1ab3: 0 : 0 : 0 : 0: 144b


نکته جالب و بسیار مهمی که باید بدانید این است که برای هر آدرس آی‌پی نسخه 4 یک معادل در نسخه 6 وجود دارد. حال برای نمایش یک آی‌پی نسخه 4 در حالت نسخه 6 دو راه پیش‌رو دارید: یا دقیقا معادل آن را در نسخه 6 بنویسید یا 4 اکتت آخر یک آدرس آی‌پی نسخه 6 را می‌توان به حالت آی‌پی نسخه 4 نوشت. یعنی از نقطه برای جداسازی استفاده کرد و اعداد را در مبنای 10 نوشت؛ که به این نوع آدرس‌دهی Dual-Stack گفته می شود و آدرس‌های آی‌پی نسخه 4 را در نسخه 6 نشان می‌دهد. به عنوان مثال هر دو آدرس آی‌پی نسخه 6 که در ادامه می‌بینید، نشان‌دهنده یک آدرس هستند:


:: ffff: 0c22:384e


:: ffff: 12.34.56.78


گذشته چگونه گذشت

طبق نظر منتقدان، نسخه 4 ام آی‌پی، فقط برای 30 سال قابل استفاده است. به همین دلیل بود که نسخه 6 ام معرفی شد. با وجود آمادگی بسیاری از میزبان‌ها و روتر‌ها برای پشتیبانی از نسخه 6، اما مشکلات پیش روی استفاده از آن وجود دارد. از جمله وسایل انتقال داده سطح پائین مانند، کابل‌ها، سوئیچ‌های سطح 2 و همچنین بیشتر آدابتورهای اترنت. حتی سیستم ADSL هم با آدرس‌های آی‌پی نسخه 6 مشکل دارد.

به عنوان مهمترین جایگاه استفاده‌کننده از نسخه 6 آی‌پی، می‌توان به بازی‌های المپیک سال 2008 پکن اشاره کرد. در این مسابقات تمام عملیات شبکه بر اساس نسخه 6 آی‌پی صورت می‌گرفت. بزرگ‌ترین نمایش و استفاده از آی‌پی 6 در این مسابقات صورت گرفت.

در سال 1995، اولین پشتیبانی از نسخه 6، در هسته لینوکس قرار داده شد. در سال 1997،AIX شرکت IBM اولین پلتفرم تجاری بود که از نسخه 6 استفاده می‌کرد. مایکروسافت ابتدا نسخه آزمایشی از نسخه 6 در ویندوز 2000 قرار داد و در ویندوز NT نسخه 4 و ویندوز 2000 سرویس پک 1، پشتیبانی محدودی را برای محققان قرار داد. سیستم‌عامل Sun شرکت سولاریس که در 2000 ارائه شد، پشتیبانی از نسخه 6 را در خود به همراه داشت. شرکت Cisco هم اولین پشتیبانی خود را از نسخه 6 آی‌پی، در سال 2001 ارائه کرد. در سال 2001 و 2002، در ویندوزهایXP و سرور 2003 در هسته ویندوز، آی‌پی 6 وجود داشت. در 2003، شرکت Apple به صورت پیش فرض، پشتیبانی از آی‌پی 6 را در سیستم‌عامل خود یعنی Mac OSX v10 قرار داد. مایکروسافت بالاخره با ارایه ویندوز ویستا، پشتیبانی پیش‌فرضی از آی‌پی 6 را در سیستم‌عامل خــود ارایـه کرد. شرکت Hurricane Electric در 11 دسامبر 2008، به عنوان اولین شبکه در جهان به بیش از 300 شبکه نسخه 6 آی‌پی، متصل شد. در ژانویه 2009، گوگل دست به ابتکاری جالب زد، سرویس‌های گوگل را سازگار با آی‌پی 6 در دسترس قرار داد.

اما در دوم فوریه 2011 بالاخره آدرس‌های آی‌پی نسخه 4 تقریبا تمام شد و کل جهان به نسخه ششم جابه‌جا شد. بعد از آن موقع ایران هنوز مقداری از آی‌پی 4 که استفاده نشده باقی مانده بود را به صورت خاص مورد استفاده قرار داد و به احتمال زیاد خود شما هم هم‌اکنون از نسخه 6 استفاده می‌کنید. برای اینکه بدانید آی‌پی شما دقیقا چیست می‌توانید منوی استارت را باز کنید و در فیلد جستجوی این منو عبارت cmd را تایپ کنید و اینتر را بزنید. سپس در پنجره باز شده دستور ipconfig را وارد کرده و دوباره اینتر را بفشارید. اطلاعاتی به نمایش در خواهد آمد. برــای مثــال در جـلوی عبــارت Link-local IPv6 Address آی‌پی شما در نسخه 6 نشان داده می‌شود. برای اینکه اطلاعات بیشتری ببینید به جای دستور بالا دستور ipconfig|more را وارد کنید.


چرا آی‌پی نسخه 6


صنعت کامپیوتر به صورت قابل توجهی در حال رشد است و جزئی جدا‌ناپذیر از زندگی شده است. در خود دنیای کامپیوتر هم، بحث آنلاین بودن نیز داغ شده و این دو در حال تبدیل شدن به یک عنصر واحد هستند؛ حتی در جاهایی نمی‌توان مرزی میان این دو قائل شد. پس با فناوری‌ها یی که هم اکنون وجود دارد، فناوری‌هایی که بعدها معرفی خواهند، استفاده از اینترنت یک ضرورت انکار ناپذیر است. اما محدودیت‌هایی وجود دارد که باید رفع شوند. یکی از این محدودیت‌ها، رشد زیاد اینترنت، در عین حال، کمبود آی‌پی است که راهکار آن استفاده از آی‌پی نسخه 6 است. در این جا به چند مورد ساده‌ای که ما را به استفاده از آی‌پی 6 ملزم می‌کند اشاره می‌کنم.

با گسترش بازی‌های آنلاین، نیاز استفاده از آی‌پی 6 بیشتر احساس می‌شود. اما زمانی عمق این نیاز بیشتر به چشم می‌خورد که سیستم‌های مخابراتی باید از نسل سوم، یعنی 3G به نسل چهارم (4G) تبدیل شود. در نسل چهارم، دیگر مکـالمات بر اسـاس VoIP (Voice over Internet Protocol) صورت می‌گیرد. یعنی در آن موقع هرکسی که قصد دارد از تلفن برای مکالمه استفاده کند، باید از طریق آی‌پی این کار انجام دهد. در واقع هر شماره تلفن یک آدرس آی‌پی منحصر به فرد خواهد داشت. همچنین خود نسخه 6 امکان داخلی به نام MIPv6 برای پشتیبانی از شبکه‌های موبایلی دارد. البته ناگفته نماند که سیستم مخابرات همراه ایران هنوز نسخه 2.5 و 2.75 است.

در واقع آی‌پی 6 برای شبکه‌های نقطه به نقطه (Peer to Peer) مانند ویدیو کنفرانس، بازی‌های آنلاین چند نفره، شبکه‌های VoIP و... کاربردی‌تر از نسخه 4 خواهد بود.


مدتی است که تلویزیون‌های اینترنتی وارد عرصه رقابت شده‌اند و این‌طور که پیدا است، استقبال خوبی از آنها شده‌ است و به زودی همه‌گیر خواهند شد. تصور کنید که این تلوزیون را طوری تنظیم می‌کنید که فقط برنامه مورد علاقه شما را نمایش دهد. یا حتی کنسول بازی شما که شرکت سازنده کنسول وصل می‌شود.

دستگاه پخش‌کننده موسیقی که آنلاین است و مانند یکی رادیو برای پخش موسیقی عمل می‌کند. ابزار‌های کوچک و دستی ارایه می‌شود که برای چک کردن ایمیل خود، خواندن RSS‌ها، استفاده از پیغام رسان‌ها، مدیریت وب‌سایت خود، استفاده از تقویم‌های آنلاین و یا حتی ابزاری برای به روز کردن پروفایل خود در شبکه‌های اجتماعی همه اینها نیازمند استفاده از آی‌پی خواهند بود. بدون شک، این نوع استفاده از آی‌پی، با تعداد ‌‌اندک آی‌پی نسخه 4 امکان‌پذیر نخواهد بود.

یکی دیگر از ویژگی جالب نسخه 6 قابلیت پیکربندی خودکار آن است. این پیکربندی خودکار به این صورت است که به محض اتصال یک وسیله به شبکه کامپیوتری مبتنی بر نسخه 6، به صورت اتوماتیک پیکربندی شده و یک آی‌پی به آن اختصاص داده می‌شود. در واقع این اختصاص دادن آی‌پی از طرف میزبان (Host) صورت می‌گیرد و نیازی به تنظیم دستی آن نیست.

در نسخه ششم سرعت انتقال اطلاعات و بسته‌های اطلاعاتی (Packets) نسبت به نسخه چهار بیشتر است. در نسخه چهار هر بسته‌ اطلاعاتی می‌بایست بررسی و پردازش شود و همچنین هر مسیریاب تمام بسته‌های اطلاعاتی را بررسی کند. اما در نسخه 6 دیگر به این شکل عمل نمی‌شود و در سرعت انتقال تاثیر به سزایی دارد. از طرف دیگر امنیت در این نسخه بهینه‌سازی شده است و امکانات منحصر به‌فردی در رابطه با امنیت اطلاعات و کاربران فراهم می‌کند.


asreertebat.com

.