مقدمه
به طور مسلم بین جامعه اطلاعاتی و کامپیوتر ارتباطی مستقیم برقرار است. طوری که می‌توان مقوله‌ای مستقل با نام computer and communication) C&C) را مطرح کرد. همگی ما به این مرحله رسیده‌ایم که فعالیت‌های تجاری، اقتصادی، مخابراتی و خلاصه انواع مدیریت‌ها را از راه دور با کامپیوتر انجام دهیم. به همین منظور نیازمند برقراری ارتباط بین کامپیوترها توسط شبکه‌های کامپیوتری هستیم. 
شبکه‌های ارتباطی مفهومی وسیع دارند. شبکه‌ برای اهداف کلانی مانند بنگاه‌های اقتصادی، تجارت الکترونیک، بانکداری الکترونیک به کار می‌رود و برای برقراری ارتباط بین کامپیوترها و ایجاد شبکه‌، پروتکل‌ها و استانداردهایی خاص وجود دارد. یکی از این پروتکل‌ها، پروتکل اینترنت (Internet Protocol) است. همانطور که می‌دانید، اطلاعات ارسالی بین کامپیوترها و مهم‌تر از آن بین شبکه‌ها براساس پروتکل IP صورت می‌پذیرد. این پروتکل وظیفه مسیریابی و آدرس‌دهی، تحویل بسته (Packet) به مقصد، مرتب‌سازی آنها و... را به عهده دارد.
 
در هر بسته اطلاعاتی یک آدرس فرستنده و یک آدرس گیرنده است. این آدرس همان آیپی ‌آدرس فرستنده و آیپی ‌آدرس گیرنده است. در نتیجه هر کامپیوتر یا دستگاه موجود در شبکه که به عنوان Host شناخته می‌شود، باید از یک آدرس منحصر به فرد تحت عنوان IP Address برخوردار باشد.

انواع آیپی ‌آدرس
آیپی ‌آدرس در دو نسخه‌ چهار (IPv4) و نسخه شش (IPv6) طراحی و ارایه شده است. 
قبل از پرداختن به بحث آیپی آدرس نسخه 6 یا به عبارت دیگر IPv6، برای درک بهتر مطلب، IPv4 را مرور کلی می‌کنیم و بعد به تفاوت‌های بین آنها و علل پیدایش IPv6 می‌پردازیم. 
همانطور که می‌دانید، آیپی آدرس نسخه چهار عددی 32 بیتی است که هر بیت آن از 0 یا 1 تشکیل شده و برای سهولت در خواندن و نوشتن، هر 8 بیت با یک نقطه 
(Dot) جدا می‌شود. اما باز هم برای راحتی کار، بنا بر قرارداد هر 8 بیت را از حالت باینری به حالت دسیمال می‌نویسیم که قابل فهم‌تر باشد. بنابراین در اصل آیپی آدرس به شکل زیر است: 

11000000101010001100100110100100101
که پس از جداسازی، تبدیل به شکل زیر می‌شود: 

 

11000000.10101000.11001001.10100101

و در انتها به صورت دسیمال 192.168.201.165 نوشته می‌شود. به همین علت به آنDotted decimal notation می‌گویند. 
نوشتن آیپی آدرس به صورت Dotted decimal (دسیمال نقطه‌ای) قواعدی دارد که شرح آن در حوصله این مقاله نیست اما برای درک بهتر مقاله، مختصری در مورد آن در کنار مطالب IPv6 صحبت خواهیم کرد.

نحوه نمایش آیپی آدرس‌ در نسخه 6 (IPv6)
یکی از مشکلات نسخه چهار، تعداد کم آیپی آدرس است. مقدار هر یک از این چهار بخش که با نقطه از هم جدا شده‌اند، بین صفر و 223 است که با این ترتیب حدود چهار میلیارد آیپی آدرس قابل استفاده در این نسخه وجود دارد. به سادگی می‌توان در یک نظر تفاوت بین IPv6 و IPv4 را تشخیص داد. یک آدرس IPv6 از 128 بیت برای آدرس‌دهی استفاده می‌کند که با این ترتیب حدود 2 به توان 128 آدرس
 (عددی 39 رقمی) خواهیم داشت و به نظر نمی‌رسد با این مقدار آدرس تا چند دهه آینده دچار کمبود آیپی آدرس شویم. 
حال برای درک آیپی آدرس نسخه 6، هر 16 بیت را به صورت شانزده‌تایی یا همان هگزادسیمال می‌نویسیم و با علامت کولن ( آنها را از هم جدا می‌کنیم. شکل 1 ساختار کلی یک آیپی آدرس نسخه 6 را نشان می‌دهد. 

شکل 1: ساختار کلّی و بخش‌های آیپی آدرس نسخه 6

به این نوع نوشتن آیپی آدرس در اصطلاح Colon-Hexadecimal Notation می‌گویند. برای نمایش ساده‌تر IPv6 می‌توان قسمت‌هایی از آن را که تماماً صفر است، فقط با یک صفر نمایش داد و یا تمام صفرها را به همراه کولن بعد از آن حذف کرد و همچنین اگر قبل از عددی هر تعداد صفر باشد، می‌توان صفرها را حذف کرد (این حالت فقط در بخش‌های 16 بیتی صدق می‌کند، نه در کل آیپی آدرس).
شکل 2 مراحل ساده‌نویسی IPV6 و نیز حذف صفرها را نمایش می‌دهد.

شکل 2: فشرده‌سازی صفرها در IPv6

برای مثال آدرسff05::2 در حقیقت FF05:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0002
است که صفرهای اضافه آن حذف شده‌اند. برای اتصال به یک IPv6 با استفاده از پروتکل Http در یک مرورگر وب مانند اینترنت اکسپلورر، باید آیپی آدرس مقصد را داخل علامت [] قرار دهیم. زیرا علامت : (کولن) در تمامی مرورگرها به معنی شماره پورت است. 
نکته1: به IPv6، آیپی نسل آینده یا IPNG هم می‌گویند. 
نکته2: آیپی آدرس نسخه 6 نمی‌تواند با :: شروع شود. 
نکته3: در هر قسمت 16 بیتی می‌توان حداکثر از عدد DDDD و حداقل از 0000 استفاده کرد. 
نکته4: یک آدرس نسخه 6 نمی‌تواند به شکل :: باشد.

پیش‌وندها در IPv6
همانطور که می‌دانید آیپی آدرس نسخه 4 از دو قسمت تشکیل می‌شود:
• قسمت ثابت که NetID یا SubnetID نیز گفته می‌شود. این بخش نشان‌دهنده تعداد بیت‌های اختصاص داده شده به آدرس شبکه است و برای تمام کامپیوترهای شبکه یکسان است و به CIDR Notation یا Slash Notation نیز معروف است.
• قسمت متغیر که به HostID معروف است. این بخش در کامپیوترهای شبکه متغیر است.
حال برای تفکیک این دو قسمت از یک عدد 32 بیتی به نام Subnet Mask استفاده می‌شود. در IPv6 چیزی به نام Subnet Mask وجود ندارد اما به جای آن
 Prefix (پیش‌وند) وجود دارد. پیش‌وند مشخص‌کننده تعداد بیت‌های ثابت در IPV6 است. 
به طور مثال آیپی آدرس 2001::3 با پیش‌وند 64 بیت به صورت 2001::3/64 نوشته می‌شود، مفهوم این است که 64 بیت از سمت چپ ثابت و نشان‌دهنده آدرس شبکه (SubnetID) است و مابقی می‌تواند برای کامپیوترهای داخل شبکه تغییر کند.

نکته: می‌توان برای هر کامپیوتر چندین SubnetID تعریف کرد که به این تکنیک Multinetting می‌گویند. 
نکته: اگر پیش‌وند آیپی آدرسی مشخص نشود، به طور پیش‌فرض 64 بیت در نظر گرفته می‌شود (شکل 3). 

شکل 3: پیش‌وند به جای Subnet Mask در IPv6

انواع آدرس‌دهی در IPv6
همانطور که در شکل 4 می‌بینید، در IPv6 سه نوع آدرس‌دهی به نام‌های 
Unicast، Multicast و Anycast وجود دارد که در ادامه به توضیح هر یک می‌پردازیم.

شکل 4: ساختار آدرس‌دهی در IPv6

آدرس‌های unicast 
این آدرس‌ها مشخص‌کننده تنها یک اینترفیس (interface) در شبکه هستند و بسته‌ای که به مقصد آدرس unicast فرستاده می‌شود، تنها به دست یک اینترفیس که با این نوع آدرس مشخص شده می‌رسد. در واقع این نوع آدرس‌ها همانند آدرس‌های unicast در IPv4 هستند. البته تکنیکی وجود دارد که براساس آن می‌توان یک آیپی آدرس نسخه 6 و از نوع unicast را به چندین اینترفیس یا کلاینت و یا سرور اختصاص داد. معمولاٌ از این تکنیک به منظور موازنه کاری یا همان Load Balancing در سرورهای پرکاربرد و مهم مثل میل سرور استفاده می‌شود. 
همانطور که در شکل 4 نیز نشان داده شده است، این نوع آدرس‌دهی خود چند نوع دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌شود.

آدرس‌های Global Unicast 
این آدرس‌ها قابلیت مسیردهی در اینترنت را دارند و به عنوان یک لینک معتبر در اینترنت شناخته می‌شوند. به این نوع آدرس‌ها Aggregatable Address نیز می‌گویند. ساختار و بخش‌های مختلف این نوع آدرس‌ را در شکل 5 مشاهده می‌کنید. 

شکل 5: ساختار و قسمت‌های مختلف آدرس‌های Global Unicast

این ساختار از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
Format Prefix) FP): سه بیت بوده و تعیین‌کننده نوع آیپی آدرس است. به عنوان مثال fp در آدرس‌های Global unicast معادل001 است.
top Level Aggregate IDentifier) tLA-ID): این قسمت توسط سازمان بین‌المللی تخصیص آدرس‌های اینترنتی IANA اختصاص داده می‌شود. با اطلاع از این قسمت می‌توانیم از محل جغرافیایی یک آیپی آدرس مطلع شویم.
Reserve) Res): این شناسه 8 بیتی در واقع فضای کمکی برای tLA-ID و NLA-ID است. به این مفهوم که اگر در آینده tLA-ID و یا NLA-ID با کمبود فضا مواجه شدند، از این فضای کمکی برداشته و به خود اضافه کنند. 
Next Level Aggregate Identifier) NLA-ID): شناسه 24 بیتی برای حوزه‌های کوچکتر از tLA است.
Site Level Aggregate IDentifier) SLA-ID): از این قسمت برای مشخص کردن حوزه‌های کوچک‌تر از سطح NLA استفاده می‌شود. به عنوان مثال برای مشخص کردن شرکت‌ها و سازمان‌های دولتی در داخل یک کشور از این قسمت استفاده می‌شود. 
Interface Identifier) Interface ID): از این شناسه برای مشخص کردن آدرس منحصر به فرد هر اینترفیس شبکه استفاده می‌شود. فضای اختصاص داده شده به این قسمت ثابت بوده و 64 بیت است.

آدرس‌های Link-Local unicast 
این نوع آدرس‌ها معادل آدرس‌های APIPA در IPV4 هستند و به صورت خودکار پیکربندی می‌شوند. این آدرس‌ها که در غیاب DHCP Server ایجاد می‌شوند، در IPv4 برابر 169.254.0.0/16 و در IPv6 معادل fe80::/64 هستند. به بیانی دیگر اگر در هنگام تنظیم آیپی آدرس، در کادر محاوره‌ای Properties کارت شبکه گزینه
 Obtain IPV6 address Automatically را انتخاب کنیم، سیستم عامل به طور خودکار براساس تلفیقی از MAC Address مربوط به کارت شبکه با آدرسlink-local، یک آدرس IPv6 به کارت شبکه اختصاص می‌دهد. شکل 6 ساختار این آدرس‌ها را نشان می‌دهد. 

شکل 6: ساختار آدرس‌های Link-Local

این آدرس‌ها دارای 10 بیت اولیه با عدد 1111111010 و به دنبال آن 54 بیت فقط صفر هستند. پس در نتیجه 64 بیت اوّل ثابت و 64 بیت دوم براساس MAC Address تغییر می‌کند.

آدرس‌های Site-Local Unicast 
این نوع آدرس‌ها در واقع از نوع آدرس‌های Private هستند که در اینترنت غیر معتبرند و قابلیت مسیردهی در اینترنت را ندارند (به اصطلاح Valid نیستند). این آدرس‌ها همانند آدرس‌های Private در IPv4 هستند. آدرس‌های Site-Local را به نام
 Unique Local نیز می‌شناسند. 
همانطور که در شکل 7 مشاهده می‌کنید، این آدرس‌ها با 16 بیت ثابت (fec0) شروع می‌شوند و به دنبال آن 32 بیت صفر و سپس 16 بیت مربوط به SubnetID است که معمولاً آن را هم صفر در نظر می‌گیرند. 64 بیت پایانی این نوع آدرس‌ها همان interfaceID یا HostID است که برای هر کامپیوتر منحصر به فرد است.

شکل 7: ساختار آدرس‌های Site-Local

آدرس‌های Special Unicast 
آدرس‌های Special به دو دسته Unspecified و LoopBack تقسیم می‌شوند. آدرس‌های Unspecified معمولاً به صورت 0:0:0:0:0:0:0:0 یا به طور خلاصه :: نمایش داده می‌شوند (به مفهوم عدم حضور آیپی آدرس). یعنی اگر هیچ آیپی آدرسی به کارت شبکه اختصاص داده نشود، این نوع آیپی آدرس به کارت شبکه اختصاص می‌یابد. این نوع آدرس در IPv4 معادل 0.0.0.0 است.
نکته: هیچ‌گاه از آدرس Special Unicast به عنوان آدرس فرستنده یا گیرنده استفاده نخواهد شد. 
اما آدرس‌های Loopback برای آزمایش کارکرد داخلی TCP/IP مورد استفاده قرار می‌گیرند و نباید به عنوان یک آدرس مشخص برای اینترفیس تعیین شود. این آدرس به صورت 0:0:0:0:0:0:0:1 و یا در حالت خلاصه به صورت ::1 نوشته می‌شود که معادل آدرس 127.0.0.1 در IPv4 است.

آدرس‌های NSAP:
آدرس‌های (NSAP (Network Service Access Point معمولاً در شبکه‌هایی که از مدل OSI استفاده می‌کنند، کاربرد دارد. لازم به ذکر است که شبکه اولیه ARPANET که توسط وزارت دفاع آمریکا ایجاد شده بود، به جای استفاده از مدل چهار لایه TCP/IP از مدل هفت لایه OSI پیروی می‌کرد. در این شبکه برای آدرس‌دهی قطعات و دستگاه‌ها، از نوع آدرس‌دهی تحت عنوان NSAP استفاده می‌شد. این نوع آدرس‌دهی امروزه فقط برای شبکه‌های داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و در شبکه‌های عمومی که قصد مسیردهی در اینترنت را دارند کار برد ندارد، زیرا اینترنت براساس TCP/IP است و با NSAP سازگاری ندارد. امروزه بیشترین کاربرد NSAP در روترها و براساس پروتکل مسیردهی ISIS است. این آدرس‌ها معمولاً به عنوان آدرس‌های Anycast به روترها اختصاص داده می‌شوند. 
فرض ‌کنید یک آدرس NSAP به صورت زیر داریم: 

49000000C04fC32B4601 $

• ساختار این آدرس با شماره‌گذاری ارقام از صفر و از سمت چپ به شرح زیر است: 
• علامت $ مشخص کننده این است که آدرس باید به صورت هگزادسیمال نوشته شود. 
• دو رقم اول (که در این جا 49 است) یعنی رقم‌هایی که در مکان صفر و یک قرار دارند، مشخص کننده نوع آدرس هستند. به طور مثال عددهای 49 یا 48 به معنی محلی بودن آدرس است. 
• رقم‌های دوم تا پنجم مشخص کننده subnet هستند که در اصطلاح به 
Area Number معروفند. 
• رقم‌های 6 تا 17 مختص به Mac Address هستند. 
• دو رقم آخر (رقم‌های 18 و 19 ( مشخص کننده نوع دستگاه هستند. به عنوان 
مثال00  به معنی روتر و 01 به معنی سوییچ لایه 3 و 02  به معنی فایروال است. شکل 8 ساختار کلی این نوع آدرس را نشان می‌دهد. 
 

شکل 8: ساختار کلی آدرس‌های NSAP

آدرس‌های IPX
آدرس‌های (IPX (Internetwork Packet Exchange مخصوص شبکه‌های 
Novel Netware است و امروزه استفاده چندانی ندارد، زیرا شبکه‌های ناول از پروتکل TCP/IP نیز پشتیبانی می‌کنند.

آدرس‌های Multicast 
آدرس‌های Multicast قادر به ارسال بسته‌های اطلاعاتی به بیش از یک کامپیوتر در شبکه هستند. در واقع می‌توان این‌گونه بیان کرد که این آدرس‌ها یک ارتباط یک به چند را فراهم می‌کنند. این نوع آدرس‌ها با تفاوت اندکی همانند آدرس‌های Multicast در IPv4 بوده و در واقع جایگزینی برای آدرس‌های Broadcast هستند. همانطور که می‌دانید در Broadcast مقصد وآیپی آدرس، تمامی Hostهای داخل شبکه است اما در Multicast منظور فقط Hostهای مورد نظر است.
نکته: آدرس‌های IPv6 Multicast را با نام one to many addresses نیز می‌شناسند. 
همانطور که در شکل 9 ملاحظه می‌کنید، این نوع آدرس‌ها با 8 بیت 1 در (FP) شروع می‌شوند که معادل FF در مبنای 16 است و به دنبال آن از 4 بیت برای فیلد Flag و 4 بیت برای فیلد scope و 112 بیت برای فیلد GroupID تشکیل شده است.

شکل 9: ساختار کلی آدرس‌های Multicast در IPv6

در ادامه به توضیح مختصر هر یک از این فیلدها می‌پردازیم:
flags: این فیلد برخی از تنظیمات مربوط به آیپی را در خود نگه می‌دارد و تا کنون تنها Flag تعریف شده پرچم (T) Transient است. برای تنظیم این پرچم از کم‌ارزش‌ترین بیت این بخش استفاده می‌شود. اگر بیت مربوطه صفر باشد، نشان‌دهنده این است که آدرس Multicast دایمی بوده و توسط IANA اختصاص داده شده است و اگر این پرچم یک باشد، یعنی آدرس مذکور موقتی است. برای مشاهده آدرس‌های دایمی IPv6 اختصاص داده شده تا کنون توسط IANA، می‌توانید به آدرس اینترنتی زیر مراجعه کنید:

www.iana.org/assinments/IPv6-multicast-address

scope: این فیلد ناحیه‌ای را که آیپی مذکور باید تحت پوشش قرار دهد، مشخص می‌کند.
روترها با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی خود و اطلاعاتی که از این قسمت به دست می‌آورند‌، تشخیص می‌دهند که آیا بسته Multicast را به بیرون و به شبکه مجاور انتقال دهند یا خیر.
جدول 1 فهرستی از ناحیه‌ها و مقادیر اختصاص داده شده در این فیلد را نشان می‌دهد.

جدول 1

group field: این بخش مشخص کننده گروه Multicast است و برای هر ناحیه منحصر به فرد است. این شناسه (group ID field) با شناسه ناحیه (scope field) مرتبط است، اما آدرس‌هایی که دایمی هستند، شناسه گروه‌شان با شناسه ناحیه‌شان مرتبط نخواهد بود. برخی از آدرس‌های Multicast به صورت رزرو شده هستند و به جایی اختصاص داده نمی‌شوند. از این قبیل آدرس‌ها می‌توان به FF01:: تا FF0F:: اشاره کرد.

تبدیل آدرس‌های IPv6 Multicast به آدرس‌های Ethernet 
هنگامی که یک پکت به آدرس multicast فرستاده می‌شود Mac Address مقصد به صورت (33-33-mm-mm-mm-mm) تنظیم می‌شود که در آن mm-mm-mm-mm نشان دهنده 32 بیت انتهای آدرس multicast می‌باشد. برای آن که کارت شبکه‌های موجود در یک شبکه بتوانند بسته‌های multicast را دریافت کنند، می‌توان 
Mac address مورد نظر را در Mac table مربوط به کارت شبکه ذخیره نمود. 
هنگامی که یک پکت توسط کارت شبکه دریافت شود، در صورت یکی بودن
 Mac address مقصد و Mac Address موجود در جدول این بسته به لایه‌های بالاتر ارسال خواهد شد. 
به عنوان مثال یک Host با آدرس فیزیکی 00-AA-00-3f-2A-1C که دارای آدرس
 IPv6 link-local به صورت 
Fe80:: 2AA:FF:Fe3F:2A1C است، آدرس‌های زیر را در Mac Table خود ذخیره می‌کند.
• آدرس 33-33-FF-3F-2A-1C که منطبق به آدرس
 Multicast Solicited Node Address یا همان ff02:: 1:ff3f:2A1c می‌باشد. 
• آدرس33-33-00-00-00-01 که معادل با آدرس تمامی  hostهادر شبکه می‌باشد (یعنی همان آدرس ff02::1). 
• آدرس‌های Multicast دیگر نیز بسته به مورد خود در جدول اضافه یا کم می‌شوند.

آدرس‌های Anycast 
در حال حاضر آدرس‌های Anycast به عنوان آدرس مقصد برروی  routerها تعیین می‌شوند. آدرس‌های anycast از روی آدرس‌های unicast بدست می‌آیند و محدوده کاری آنها بستگی به محدوده کاری Address unicastهای مرجع دارند. 

نکته1: آدرس های IPv6 anycast را با نام one to one of many address هم می‌شناسند.
نکته2: تمامی routerهای داخل یک شبکه دارای آدرس‌های anycast یکسانی هستند. 

برای ساختن یک آدرس Anycast و اختصاص دادن آن به یک router باید ابتدا بخش NetID مربوط به IPv6 Address شبکه را ثابت و قسمت SubnetID را صفر قرار دهیم. در واقع می‌توان گفت که برای ساخت چنین آدرسی نیاز به داشتن IP Prefix شبکه داریم . به طور مثال برای شبکه2001:4188:1:1::/64 آدرس Anycast برابر با 2001:1:1:0:0:0:0 یا در حالت فشرده 2001:4188:1:1:: خواهد بود . حال اگر بسته‌ای به آدرس Anycast ارسال شود ، به دست نزدیک‌ترین آدرس Anycastای که روی نزدیکترین router ، تنظیم شده است می‌رسد. 
 این عمل با استفاده از ساختارهای مسیریابی آدرس های
 Anycast و Routing Metric های مسیریابی اتفاق می‌افتد. 
زمانی که یک پکت با آدرس Anycast ارسال شود بعد از این که به دست اولین و نزدیکترین دستگاه برسد، دیگر به دنبال دستگاه‌های دیگر نمی‌گردد و مسیریابی به اتمام می‌رسد.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: