همه‌چیز درباره IPv6

شاید هیچ کس تصور نمی کرد روزی تعداد کاربران اینترنت و استفاده از آن به قدری زیاد شود که ۴ میلیارد آدرس برای آن‌ها کم باشد! اما تا ۲ سال دیگر این تعداد آدرس تمام می‌شود و نیاز است که نسخه جدید آی پی مورداستفاده قرار گیرد.  دیر یا زود باید به سمت آدرس‌دهی‌های جدید رفت تا کمبود آدرس‌ها جبران شود.
آی پی یا پروتکل اینترنت چیست؟
پروتکل اینترنت (‌Internet Protocol) یا به اختصار آی پی (IP) که در فارسی به آن «قرارداد اینترنت» گفته می‌شود، پروتکلی است که برای ارتباط داده در شبکه مورد استفاده قرار می گیرد. آی پی پروتکل اصلی در لایه اینترنت در مجموعه پروتکل های اینترنت است که برای انتقال دیتاگرام از میزبان اولیه به مقصد براساس نشانی استفاده می گردد. برای این منظور، آی پی روش های آدرس دهی و دسته بندی دیتاگرام ها را تعریف می نماید. اولین نسخه مهم ساختار آدرس دهی آی پی با نام نسخه ۴ پروتکل اینترنت یا IPv4 شناخته می شود که همچنان پروتکل اصلی اینترنت است؛ هرچند که جایگزین آن یعنی نسخه ۶ پروتکل اینترنت یا IPv6 به شکل فعالانه ای در سراسر جهان در حال گسترش است.
آی پی چه کار می کند؟
همان طور که گقتیم، آی پی میزبان ها را آدرس دهی کرده و دیتاگرام ها را از یک منبع به مقصد منتقل می نماید. آی پی یک پروتکل بدون نیاز به اتصال و نصب مدار است. شبکه های داخلی بزرگ می توانند یک یا چند آدرس آی پی داشته باشند؛ در حالی که عکس این حالت امکان پذیر نیست، یعنی یک آی پی نمی تواند به چند شبکه تعلق داشته باشد. در پس همین دامنه های اینترنتی مثل yahoo.com نیز در واقع یک آدرس آی پی وجود دارد که کاربر به آن متصل می گردد.
نسخه‌های ۱ تا ۳ آی پی هیچ گاه استفاده نشدند، همان طور که نسخه آزمایشی ۵ نیز توفیقی نیافت. در واقع آی پی ۴ تا مدت ها پاسخگوی نیازها بود؛ اما عواملی باعث شد که احتیاج به نسخه جدیدی از آی پی احساس گردد.
نوع آدرس دهی آی پی ۴
یکی از پیچیده ترین وجوه آی پی به آدرس دهی و مسیریابی (روتینگ) آن بر می گردد. آدرس دهی یعنی تخصیص آدرس های آی پی به یک میزبان خاص و چگونگی تقسیم و گروه بندی زیرشبکه های آن. در مسیریابی نیز باید از مسیریاب درون شبکه‌ای بهره برد که IGP و EGP (پروتکل‌های Gateway به دو نوع Interior  و  Exterior) در آن اهمیت دارد که در این مقاله فرصت پرداختن به جزئیات بیشتر و زیرشبکه ها نیست و به همین اشاره اکتفا می کنیم.
آی پی نسخه ۴ از آدرس های ۳۲ بیتی (۴ بایتی) استفاده می کند که فضای آدرس را به ۲ به توان ۳۲ یعنی حدود ۴ میلیارد آدرس یا دقیقا ۴۲۹۴۹۶۷۲۹۶ آدرس محدود می نماید که بدیهی است با توجه به رشد اینترنت نمی تواند برای همه کاربران کافی باشد. حدود ۶.۸ میلیارد انسان روی کره زمین زندگی می کنند و تازه بسیاری به بیش از یک آدرس آی پی برای دستگاه ها، شبکه‌ها و سیستم‌های مختلفشان نیاز دارند. همچنین آی پی ۴ برخی آدرس ها را برای شبکه های خصوصی (حدود ۱۸ میلیون آدرس) و آدرس‌های مالتی کست (حدود ۲۷۰ میلیون آدرس) اختصاص داده است. آدرس های آی پی ۴ معمولا از ۴ رقم تشکیل می شود که هر کدام از این رقم ها می توانند از ۰ تا ۲۵۵ را در بر گیرند. هر بخش ۸ بیت از آدرس را در بر گرفته و یک اکتت نامیده می شود. مثلا یک نمونه از آدرس های آی پی ۴ می تواند آدرس ۲۰۸.۷۷.۱۸۸.۱۶۶ باشد.

نیاز به جایگزینی IPv4

همان طور که اشاره شد، هیچ کس تصور نمی کرد اینترنت و شبکه این قدر رشد داشته باشد. بنابراین طراحی های انجام شده نیز نمی تواند جوابگوی تمامی نیازهای کاربران باشد. پروتکل آی پی نمی تواند از تعداد مشخصی بیشتر جوابگو باشد و آی پی ۴ در سال ۱۹۷۰ طراحی شده بود؛ زمانی که استفاده‌کنندگان اینترنت خیلی کمتر از امروز بود؛ در حالی که به نظر می رسد گنجایش آی پی ۴ تا ۲ سال دیگر به پایان برسد. از طرفی دیگر در آی پی ۴ به مسایل امنیتی توجهی نشده بود. بنابراین نیاز به نسخه جدیدی از پروتکل اینترنت احساس شد.
در سال ۱۹۹۰ IEFT یا همان Internet Engineering Task Force اعلام کرد که ظرفیت آی پی ۴ کافی نیست و در سال ۱۹۹۵ نسخه اولین آی پی نسخه ۶ طراحی شد.

آشنایی با IPv6
اولین و مهم ترین ویژگی آی پی ۶ ظرفیت آدرس پذیری بسیار بالای آن است. آی پی ۴ از آدرس های ۳۲ بیتی استفاده می کرد، ولی آی پی ۶ از آدرس ۱۲۸ بیتی استفاده می کند که امکان آدرس دهی آن را به عدد نجومی ۳.۴ ضربدر ۱۰ به توان ۳۸ آدرس می رساند که آنقدر این ظرفیت زیاد است که هرگز مشکل فضای آدرس دهی پیش نخواهد آمد. در واقع هر نفر می تواند تقریبا ۵ ضربدر ۱۰ به توان ۲۸ آدرس برای خودش داشته باشد! اما این تنها مزیت و برتری آی پی ۶ نسبت به نسخه‌های قبلی نیست. در آی پی ۶ به غیر از برتری در بحث‌های امنیتی، پیکربندی اتوماتیک stateless توسط DHCPv6  انجام می شود که به دستگاه ها اجازه می دهد آدرس آی پی خود را با یک روتر پیکربندی کنند که باعث کاهش هزینه های مدیریت شبکه می شود. قابلیت مالتی کست در آی پی ۶ تقریبا مشابه آی پی ۴ است اما تغییرات و پیشرفت هایی با توجه به نیاز پروتکل ها داشته است.
شکل و فرم آدرس دهی در آی پی ۶ به عنوان مثال به صورت 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334 می‌باشد که از دو قسمت تشکیل شده: یک قسمت ۶۴ بیتی (زیر)شبکه و یک بخش ۶۴ بیتی میزبان.

گسترش آی پی ۶
از سال ۲۰۰۸ تمامی سیستم های دولتی امریکا ملزم به پشتیبانی از IPv6 شده‌اند. چند سازمان هم در آزمایش و تکمیل آی پی ۶ شرکت داشته‌اند؛ از وزارت دفاع امریکا گرفته تا دانشگاه نیوهمشایر. در حال حاضر در ساختارهای اینترنت به ویژه در خارج از امریکا فعالیت های مثبتی در جهت پشتیبانی از آی پی ۶ انجام شده است.
بازی های المپیک ۲۰۰۸ رخداد مهمی در گسترش آی پی ۶ بود، چرا که برای اولین بار در یک رویداد مهم جهانی از آی پی ۶ استفاده شد و در http://ipv6.beijing2008.cn/en با آدرس آی پی 2001:252:0:1::2008:6 و 2001:252:0:1::2008:8 در دسترس قرار گرفت و تمامی سیستم های شبکه ای در المپیک از آی پی ۶ استفاده کردند. بسیاری معتقدند که المپیک بزرگترین نمایش برای فناوری IPv6 از زمان آغاز آن بوده است.
برای گسترش آی پی ۶ البته موانعی نیز وجود دارد. پشتیبانی سخت افزاری آن موجب تحمیل هزینه به کاربران می گردد، تازه ممکن است اصلا سازنده سخت افزار قصد تولید محصولی با پشتیبانی IPv6 نداشته باشد. از طرفی پشتیبانی نرم افزاری آن نیز گران است. همچنین کاربران تا زمانی که به راستی با مشکل کمبود گنجایش آدرس آی پی روبرو نشوند، شاید واقعا نیاز به آی پی ۶ را درک نکنند؛ چرا که برنامه ها در حال حاضر خوب کار می کنند و مشکلی ندارند.
اما از طرف دیگر، بسیاری از ابزارها در صورتی که فضای کافی داشته باشند با یک به روز رسانی برنامه یا فرم ویرمی توانند با آی پی ۶ کار کنند. تمامی سیستم عامل ها یا از آی پی ۶ پشتیبانی می کنند یا برنامه دارند که پشتیبانی از آن را اضافه کنند.
با توجه به این که نیاز به آی پی ۶ هر روز بیشتر از دیروز احساس می شود، حرکت به سوی آن نیز شتاب بیشتری می گیرد. در ژانویه ۲۰۱۰، کامکست از آزمایش های عمومی آی پی ۶ در شبکه اش خبر داد. در اپریل ۲۰۱۰ هم XS4ALL (سومین آی اس پی بزرگ هلند) و Verizon آی پی ۶ را روی شبکه‌هایشان امتحان کردند. در ماه جون ۲۰۱۰ نیز فیس بوک در زیردامنه v6 از طریق آی پی ۶ قابل دسترس شد. همچنین در ۱۳ جولای سال گذشته در هلند آزمایش های موفقیت آمیزی با همکاری یک شرکت بلژیکی در پشتیبانی از آی پی ۶ در زمینه مخابرات انجام شد.
حقیقت آن است که چاره ای جز حرکت به سمت آی پی ۶ وجود ندارد. دیر یا زود، تمامی سیستم ها باید از آن پشتیبانی کنند. این بار گنجایش آدرس های آی پی رو به پایان است و انتخابی جز IPv6 وجود ندارد!