Интернэт протокол хувилбар-6

Түүх

Интернэт протокол гэдэг нь дэлхий дээрх интернэтийн сүлжээгээр компьютерыг өөр хооронд нь холбох, харилцан ажиллахад шаардлагатай стандарт, дүрмийн нэгдэл юм. Интернэтийн сүлжээний өгөгдөл дамжуулалт ба алдаа хяналтыг хангах зарчмуудыг програм хангамжийн гүйцэтгэлээр хэрэгжүүлэх дүрмүүдийн нэгтгэлийг протокол гэж үзэж болно. Интернэтийн протокол-IP нь зөөврийн удирдлагын протокол-TCP (Transmission Control Protocol) сүлжээний түвшний протокол буюу интернэт протокол (IP)-оор интернэтээр өгөгдлийг багцлан дамжуулахад хамтдаа ашиглагддаг. IP нь гурван чухал ойлголтыг багтаадаг ба нэгдүгээрт:IP нь IP/IPИнтернэтэд хэрэглэгддэг өгөгдөл дамжуулалтын үндсэн нэгжийг тодорхойлно. Иймд энэ нь IP/IPИнтернэтээр дамжих бүх өгөгдлийн форматыг нарийн заана. Хоёрдугаарт:IP -ын програм хангамж нь өгөгдлийг яг ямар замаар дамжуулах замчлах үүргийг гүйцэтгэнэ. Гуравдугаарт: Өмнөх 2 үйл ажиллагаанаас гадна өгөгдлийн форматын болон замчлалын өвөрмөц онцлогийн нарийн тодорхойлолтыг хийнэ. IPv6 нь сүүлийн үеийн интернэт протокол юм. IPv6 нь интернэтийн хөгжлийн хурдны хөшүүрэг ба хөдөлгөөнт, төгсгөлөөс төгсгөл хамгаалал бүхий үйлчилгээний хүсэлт шаардлагуудыг хангахуйц протокол юм. . IPv6 -г үндэслэгчид түүнийг одоогоос 17 жилийн өмнөөс олж мэдсэн ба хаягийн зай нь 32 битээс 128 бит болж өргөтгөгдсөн.Интернэтийн протоколын IPv6-г анх 1994 оны 7 дугаар сард интернэтийн инженерын группынхэн RFC-1752 баримт бичгийн хүрээнд 1998 оны 8 дугаар сард анхны стандартыг гаргасан байна.

Онол:

Энэ хувилбарын үндсэн зорилго болох хаягийг нэмэгдүүлэхээс гадна мэдээллийн сүлжээний замчлалыг хурдан болгох, мэдээлэл холбооны шинэ үйлчилгээ хэрэглээг нэвтрүүлэхэд техникийн дэвшил гаргах зорилготой юм. Интернэтийн протоколын IPv6-ын хаягууд нь 128-бит (16 байт) бөгөөд сүлжээ болгон өөр өөрийн хаягийг хэрэглэсэн ч ойрын ирээдүйн 30 жилд хангалттай хүрэлцэхүйц гэж мэргэжилтнүүд үзэж байна. Энэхүү шинэ хаяглалт нь 2-тын 128 зэрэгт буюу 3.403 * 1038 онцгой хаяг байх боломжтой юм. Мөн энэ хаягийн дизайн нь сүлжээнүүдийн хооронд нэгдсэн зам үүсгэхэд хялбар байхаар бүтээгдсэн болно. 2004 онд нэгэн нийтлэлд дурдсанаар, дэлхийн бөмбөрцгийн хавтгай дөрвөлжин миллиметр тус бүрт ойролцоогоор 5000 ширхэг IPv6 ноогдож байна гэж тооцоолсон. IPv6-ын ерөнхий ажиллах зарчим нь өмнөх IPv4-тэй төстэй бөгөөд хэрэглэгчийн интерфэйсын /MAC/ хаягийн тусламжтайгаар боловсруулалтыг хийдэг. IPv6-г толгой мэдээлэл илүү их зурвасыг ашигладаг ба хаягыг тогтооход хүндрэлтэй боловч домэйн нэрийн /Домэйн Name Service/ тусламжтайгаар уг асуудлыг шийдэх боломжтой болно. ДНС /ДНС/ нь IPv6 дээр бүрэн ажиллах боломжтой бөгөөд DHCP сервертэй холбогдон ажиллах бүрэн бололцоотой. IPv6-ын хаягийн бүтэц, дизайн нь сүлжээнүүдийн хооронд нэгдсэн зам үүсгэхэд хялбар байхаар бүтээгдсэн болно. IPv6 хаяг нь 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 байдлаар бичигддэг. IPv6 хаягийн нөөц нь ирэх 30-40 гаруй жилдээ хангалттай гэж мэргэжилтнүүд үзсэн байна. IPv6 багцын толгойн урт тогтмол 40 байт байдаг. Харин IPv4 хамгийн бага толгойн урт 20 байт боловч options нэмэгдвэл 4-60 байт хүртэл өргөтгөх боломжтой. Харин IPv6 толгойн өргөтгөлд сонголтыг дамжуулдаг. Эдгээрийг хэрэг болох тохиолдолд л оруулдаг учир багцын дамжуулалтыг хурдасгадаг. IPv4 замчлагч багцыг жижиг хэсгүүдэд хуваан олон багц хэлбэрээр цааш дамжуулна. Хүлээн авах хост багцыг цуглуулж дахин угсарна. Хэрэв ганц л багц хаягдвал алдаа заах ба дамжуулалтыг дахин хийх учир үр дүн муутай. IPv6-д хост дамжууллын хамгийн урт замын (MTU) хэмжээг олж мэдээд дамжууллын хамгийн урт замыг илрүүлэх процедурыг дууддаг. Илгээгч IPv6 хост багцыг хэсэгчлэхдээ толгойн өргөтгөлийг ашигладаг. Толгойн шалгалт талбарыг процессын хурдыг нэмэгдүүлэх үүднээс өөрчилсөн. Хэрэв замчлал шалгагдахгүй, сайжруулалт хийгдэхгүй бол процесс маш хурдан болно.

Зураг 1.1 Ipv4 болон Ipv6-ийн багцын формат

Version (Хувилбар): Энэ 4 битийн талбар нь протоколын хувилбарыг заана. IPv6-н хувьд дугаар нь 6 байна.
Traffic Class (Ачааллын бүлэг): IPv4-д байдаг үйлчилгээний төрлийн талбар шиг юм. Энэ нь өөр өөр төрлийн ангилалын хоорондох хамгийн сүүлийн өгөгдөл болон бусад өгөгдлийг дамжуулах, түүнийг хүлээн авах үйл ажиллагааг удирдана.
Flow Label (Урсгалын хаяг): Энэ нь сүүлийн ачааллын адил үүрэг гүйцэтгэх ба гол ялгаа нь зөв хуваарилалтын замыг зааж өгнө.
Payload Length (Ачааны урт): Энэ талбар нь интернэт протоколын толгойн дараа зөөгдөх өгөгдлийн урт юм. IPv4-н нэгийн тооллоос IPv6-н тоолол өөр байдаг. Мөн IPv6 толгойг дагаж буй өгөгдлийн урт нь ачааны уртад агуулагддаг. Толгойн өргөтгөл нь ачааны нэг хэсэгт багтдаг учир тоололд ордог. Ачааны урт 2 байт боловч хэрэглээнд 64 КВ байдаг.
Next Header (Дараагийн толгой): Энэ нь IPv4 протоколын төрлийн талбар гэдэг бол IPv6-д интернэт протоколын багцын шинэ зохион байгуулалт гэж нэрлэдэг. Хэрэв дараагийн толгой UDP, TCP бол IPv4-тай адил протоколын дугаар агуулдаг. Жишээ нь: UDP-н хувьд 17, TCP-н хувьд 6 гэх мэт.

Hop Limit (Алхамын хязгаар) : Энэ нь IPv4-н TTL талбартай төстэй. TTL талбар нь сүлжээнд мэдээлэл устахаас өмнө хэдий хэр удаан байх хугацааг (сек)-р заана. IPv4-т ихэнх рутер алхам бүрээ нэгээр хасдаг. Энэ хугацааг IPv6-д секундээр биш алхмаар тооцдог.
Source address (Эх үүсвэр талын хаяг) : Энэ талбар нь илгээгч талын интернэт протоколын хаягийг заана.
Destination address (Хүлээн авах талын хаяг) : Энэ талбар нь багцыг хүлээн авах талын интернэт протоколын хаягийг агуулна.

IPv6 нь хост болон замчлалын хувьд протоколын бүтэц, техникийн нөхцөл, үзүүлэлтийг тодорхойлсон Интернэтийн инженерын группынхэн (IETF: Internet Engineering Task Force) IETF RFC-2460, RFC-4443, RFC-5095, RFC-2711, RFC-4884 зэрэг стандартыг тус тус хангасан байна. Түүнчлэн IETF RFC-1981, RFC-4861, RFC-4294, RFC-4862, RFC-4868, RFC-3315, RFC-4941, RFC3736, RFC-4361, RFC-3633 протокол стандартыг мөрддөг.

Толгойн өргөтгөл: Толгойн өргөтгөлийг шаардлагатай үед суулгах ба суулгасан тохиолдолд үйлдлийг илүү хурдан дамжуулна. Одоогоор IPv6-д дараах өргөтгөл ашиглагдаж байна. IPv6 багцад толгойн өргөтгөлийг хэрэглэсэн ч болно, хэрэглэхгүй байсан болно.

Алхам алхмаар сонголтын толгой -Энэ толгой нь багцын дамжих зам дахь зангилаа бүрээр шалгагддаг боломжит мэдээллийг агуулдаг. IPv6 толгойн дараа шууд шалгагдах ба дараагийн толгой тэгээр танигдана.

Замчлалын толгой -Энэ толгой нь багцын очих хаягт хүрэх зам дахь нэг болон түүнээс их завсрын зангилаануудын жагсаалтыг гаргахад ашиглагддаг. Үүнийг IPv4-т замчлалыг тэмдэглэж эхлэлийг сул орхих сонголт гэдэг. Замчлалын толгой нь өмнөх толгойдоо дараагийн толгойн 43 гэсэн утгаар танигдана.

Хэсэгчилсэн толгой -IPv6 хост багц илгээхдээ багцын максимум хэмжээг тодорхойлох MTU-г ашигладаг. Хэрэв багц хэт урт байвал эхлэлийн хост хэсэгчлэл хийдэг. Хэсэгчлэл эхлэл хост дээр л хийгддэг бөгөөд хүлээж авах тал хэсэгчилсэн багцыг буцаан угсардаг. Хэсэгчилсэн толгойг өмнөх толгой нь дараагийн толгойн 44 утгаар танина.

Очих байршлын сонголтын толгой-Энэ толгой нь очих хаягийн зангилаагаар шалгагдах мэдээллийг агуулдаг. Толгойн энэ төрлийг дараагийн толгой 60 гэсэн утгаар танина. IPv6 багцад энэ толгой 2 удаа гарч ирнэ. Замчлалын толгойг оруулахаас өмнө рутеруудаар боловсруулагдах мэдээллийг агуулах үед, мөн дээд түвшний протокол толгойг оруулахаас өмнө багцын төгсгөлийн цэгийн мэдээллийг агуулах үед тус тус гарч ирнэ.

IPv4 ба IPv6 интернэт протоколын харьцуулалт

Интернэт протокол хувилбар	IPv4	IPv6
Хэрэглээнд нэвтрүүлж эхэлсэн он	1981	1999
Хаягийн хэмжээ	32 bit	128 bit
Хаягийн формат	192.0.2.76	2001:ODB8:0234:AB00:0123:1567:8901:ABCD
Префиксын тэмдэглэгээний тоо	232=4,294,967,296	2128=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456
Префикс тэмдэглэгээний жишээ	192.0.2.0/24 10/8	2001:0DB8:0234::/48 2600:0000::/12

Хүснэгт 1.2 Интернэтийн протоколын хувилбарын үндсэн үзүүлэлтийн харьцуулалт

IPv6-ын дотоод хаяг:

IPv4-тэйадил дотоод сүлжээнд зориулсан хаягууд байгаа бөгөөд эдгээрийг unique local addresses (ULA) буюу онцгой дотоод хаягууд гэдэг. RFC 4193 стандартын дагуу fc00::/7 угтвартай хаягуудыг нөөцөлсөн байна. Үүний дээрээс 40 бит-ийн дурын тоо үүсгэгч оруулсан учраас сүлжээний хаяг давхардах (IP address collision) эрсдлийг бууруулж байгаа юм. fec0:: болон fe80: угтваруудыг мөн тодорхой сүлжээний боломжид зориулан нөөцөлсөн бөгөөд дээрх 3 хэсэг нь интернэтээр цацагддаггүй болно.

IPv6 хаягуудын төрлүүд:

IPv6-д 3 төрлийн хаяг байдаг. Үүнд:

Юникаст Зөвхөн IPv6 –н мэдээлэл дамжуулах дохионы интерфейсээр танигддаг юникаст хаяг руу багц дамжуулахад интерфейс нь тухайн хаягаар танина.
Мультикаст - энэ нь IPv6 интерфейсийн группээр танигдана. Мультикаст хаяг руу багц дамжуулахад мультикаст группын бүх гишүүдээр дамжигдана.
Эникаст - Олон тооны интерфейсүүдэд зориулагдсан багц эникаст хаяг руу дамжуулагдахад багц хамгийн ойр интерфейс дээр очно.

IPv6-ын хаягийн бичлэг:

IPv6-ын хаягийн бичлэгийн форматыг RFC 1886 баримт бичигт заасан ба хаяг нь АААА бичлэгийн хэвийг А эх бичлэгтэй адилаар тодорхойлдог. IPv6 хаяг 128 бит буюу 16 байт хэмжээтэй бөгөөд давхар цэгээр тусгаарлагдсан найман 16-тын тооллын блок хэлбэртэй бичигдэнэ. Жишээ нь: 2001:DB8:0000:0000:0202:B3FF:FE1E:8329. Үүнийг илүү хялбараар бичих боломжтой. Ингэхийн тулд тухайн хаягийн тэгийн оронд тодорхойлох цэгийг бичиж өгнө. Дан тэгээс тогтсон бит-ийг хаяж болно. Жишээ нь:

2001:DB8:0:0:202:B3FF:FE1E:8329

Мөн дараалсан тэгүүдийг 2 тодорхойлох цэгээр орлуулж болно.

2001:DB8::202:B3FF:FE1E:8329

Хаяг 2 тодорхойлох цэг ганц л байх хэрэгтэй. Учир нь компьютер тодорхойлох цэгийг олон тэгүүдэд задлан 128 бит болгон ашигладаг.

Хэрэв хаяг хоёроос их тодорхойлох цэгтэй бол компьютер түүнийг хэрхэн задлахаа мэдэхгүй байж болох талтай.IPv4 болон IPv6 зангилаанууд холилдсон орчинд IPv6 хаягийн тохиромжтой хэлбэрийн бичлэгээр хаягийн бага байтын хэсэгт IPv4 хаягийн утгыг тавина. Жишээ нь: 192.168.0.2 хаягийг х:х:х:х:х:х:192.168.0.2 гэж бичих бөгөөд 0:0:0:0:0:0:192.168.0.2 болно. Мөн ::C0A8:2 гэж бичсэн ч болно.

Префиксийн тэмдэглэл: Энэ тэмдэглэл нь RFC4291-ээр тодорхойлогддог. Глобал замчлалын префикс нь интернэт протоколын хаягийн ахлах битүүд бөгөөд сабнэт болон тусгай хаягийг танихад ашиглагдана. Префикс нь доорх байдлаар бичигддэг.

IPv6 префиксийн урт: Глобал замчлалын префикс - дараах хүснэгтэд одоо дамжуулагдаж байгаа нөөцлөгдсөн префикс болон тусгай хаягуудын байршуулалтыг үзүүлэв. Хаягийн зайн ихэнх хэсэг байршуулалтыг үзүүлэв. Хаягийн зайн ихэнх хэсэг байршуулагдаагүй.

Юникаст хаягууд префиксээрээ мультикаст хаягаас ялгардаг. Харин глобал цор ганц юникаст хаягууд 001 ахлах байтаар эхэлдэг. 1111 1111 ахлах байтын IPv6 хаягууд үргэлж мультикаст хаяг байдаг. Эникаст хаяг нь юникаст хаягийн зайнаас авдаг. Тиймээс префиксээрээ танигдах аргагүй болно. Глобал юникаст хаягууд нь хоёртын 001-ээр танигддаг. Түүний формат нь RFC4291-ээр тодорхойлогдоно. Глобал юникаст хаягийн префикс нь хуудасны байрлалын хаягийн хэмжээг тодорхойлогддог.

Тусгай хаягууд: Энэ нь тусгай хаягийн дугаар юм. 00000000 префикстэй IPv6 хаягийн талбарын эхний хэсгийг нөөцөлсөн байдаг. Тусгай хаягууд нь доорх хаягуудаар тодорхойлогддог . Үүнд:

Тодорхойгүй хаяг: 0:0:0:0:0:0:0:0 байдаг учир бүгд “0” хаяг ч гэдэг.

Буцаж давтах хаяг (loopback): Loopback буюу буцаж давтах хаяг нь өөрийнлокал компьютерүүдийг алсын компьютертэй ижил зарчмаар хаяглахыг хэлнэ.Энэ нь IPv4-т 127.0.0.1 гэж харагдах ба PC гэнэт унтрах үед ашиглагдана. IPv6-д харагдах байдал 0:0:0:0:0:0:0:1 (0::1) байна. IPv6 –ийн нөөц хаягуудыг хүснэгтээр нэгтгэн үзүүлэв.

Линк болон сайт локал хаяг: IPv6 нь хоёр салангид хаяг болох Link болон Site Local хаягийг байрлуулдаг ба хоёулаа өөрсдийн префиксээрээ танигддаг.

Линк локал хаяг : Линк локал хаяг нь зөвхөн нэг чиглэлд л ашиглагддаг ба автомат тохиргоо ашигладаг. Хэрэв таны ашиглаж байгаа компьютер утасгүй сүлжээгээр холбогдож эсвэл Ethernet интерфейс нь кросс кабелиар холбогдсон бол тусгай тохиргоо хийлгүйгээр үүнийг ашиглаж болно

Сайт локал хаяг: Үүнийг цор ганц IPv6 юникаст хаяг гэх ба товчоор локал IPv6 хаяг гэдэг. RFC4193-ээр тодорхойлогдоно. Энэ хаягууд нь цор ганц байх ба Интернэтэд замчлагдахгүй бөгөөд сүлжээг хязгаарлах болон сайтуудыг нэгтгэхэд ашиглагдана.

Эникаст хаяг: Энэ хаяг нь олон тооны хост эсвэл ижил үйлчилгээгээр хангаж байгаа рутерын илүүдэл болон тэнцвэрт байдлыг хангах зориулалттай хаяг юм. IPv6-г судлаачид эхэн үедээ эникаст хаягийн сүлжээний түвшинд RFC1516-ийн дагуу хамтран ашиглаж байсан. Энэ хаяг нь тодорхой префикс байхгүй. IPv6-ийн эникаст хаяг нь глобал юникаст хаягтай ижил дугаарлагддаг.

Мультикаст хаяг: Энэ хаяг нь ахлах FF байтын мөн хоёртын тооллын 11111111 зангилааны группыг танигч юм. Нэг зангилаа нь нэг болон түүнээс их мультикаст хаягт хамаарч болно. Хэрэв багцыг мультикаст хаяг руу илгээвэл түүний бүх гишүүд багцыг боловсруулдаг.

Глобал юникаст хаяг:

Глобал юникаст хаягууд нь хоёртын тооллын плефикс 001-ээр танигддаг. Түүний формат нь RFC4291-ээр тодорхойлогдоно. Глобал юникаст хаягийн префикс нь хуудасны байрлалын хаягийн хэмжээг тодорхойлогддог. Энэ хаягийн хэсэг нь ISP болон IRS(олон улсын бүртгэлийн үйлчилгээ)-с өгөгддөг.

IPv6

Гарчиг