اليوم سوف نتعلم IPv6. لم تتطلب النسخة السابقة من دورة CCNA التعرف التفصيلي على هذا البروتوكول ، ومع ذلك ، في الإصدار الثالث 200-125 ، دراستها المتعمقة إلزامية لاجتياز الامتحان. تم تطوير IPv6 منذ فترة طويلة ، ولكن لم يتم استخدامه على نطاق واسع لفترة طويلة. من المهم جدًا تطوير الإنترنت ، حيث إنه مصمم لمعالجة أوجه القصور في بروتوكول IPv4 في كل مكان.
نظرًا لأن IPv6 موضوع واسع إلى حد ما ، فقد قسمته إلى درسين للفيديو: اليوم 24 واليوم 25. سنكرس اليوم الأول للمفاهيم الأساسية ، وفي اليوم الثاني سنبحث في إعداد عناوين IP لـ IPv6 لأجهزة Cisco. اليوم ، كالعادة ، سننظر في ثلاثة مواضيع: الحاجة إلى IPv6 ، وتنسيق عناوين IPv6 ، وأنواع عناوين IPv6.
حتى الآن ، في دروسنا ، استخدمنا عناوين IP باستخدام بروتوكول v4 ، وأنت معتاد على أنها تبدو بسيطة للغاية. عندما رأيت العنوان المبين على هذه الشريحة ، فأنت تفهم تمامًا ما كان على المحك.
ومع ذلك ، تبدو عناوين IP v6 مختلفة تمامًا. إذا لم تكن معتادًا على مبدأ إنشاء عناوين في هذا الإصدار من بروتوكول الإنترنت ، فستفاجئك أولاً وقبل كل شيء بأن هذا النوع من عناوين IP يشغل مساحة كبيرة. في الإصدار الرابع من البروتوكول ، كان لدينا 4 أرقام عشرية فقط ، وكان كل شيء بسيطًا معهم ، لكن تخيل أنك بحاجة إلى إخبار شخص ما X بعنوان IP الجديد الخاص به مثل 2001: 0db8: 85a3: 0000: 8a2e: 0370: 7334.
ولكن لا تقلق - في نهاية هذا الفيديو التعليمي ، سنكون في وضع أفضل بكثير. دعنا أولاً نلقي نظرة على سبب الحاجة إلى الإصدار IPv6.
اليوم ، يستخدم معظم الناس IPv4 وسعداء للغاية. لماذا كنت بحاجة للترقية إلى الإصدار الجديد؟ أولاً ، تتكون عناوين IP للإصدار 4 من 32 بت. يتيح لك ذلك إنشاء حوالي 4 مليارات عنوان على الإنترنت ، أي أن العدد الدقيق لعناوين IP هو 2
32 . في وقت إنشاء IPv4 ، اعتقد المطورون أن هناك أكثر من عناوين كافية. إذا كنت تتذكر ، يتم تقسيم عناوين هذا الإصدار إلى 5 فئات: الفصول النشطة A و B و C والفئات الاحتياطية D (الإرسال المتعدد) و E (البحث). وبالتالي ، على الرغم من أن عدد عناوين IP العاملة كان 75 ٪ فقط من 4 مليارات ، كان منشئو البروتوكول متأكدين من أنها ستكون كافية للبشرية جمعاء. ومع ذلك ، فيما يتعلق بالتطور السريع للإنترنت ، كان هناك كل عام نقص في عناوين IP المجانية ، وإذا لم يكن الأمر كذلك لاستخدام تكنولوجيا NAT ، فستنتهي عناوين IPv4 المجانية منذ فترة طويلة. في الواقع ، أصبح NAT منقذ بروتوكول الإنترنت هذا. لهذا السبب أصبح من الضروري إنشاء نسخة جديدة من بروتوكول الإنترنت ، خالية من أوجه القصور في الإصدار الرابع. قد تسأل لماذا من الإصدار الرابع تحولوا مباشرة إلى السادس. هذا يرجع إلى حقيقة أن الإصدار 5 ، مثل الإصدارات 1،2 و 3 ، كانت تجريبية.
لذلك ، تحتوي عناوين IP v6 على مساحة عنوان 128 بت. كم مرة تعتقد أن عدد عناوين IP المحتملة قد زاد؟ ربما ستقول: "4 مرات!". ولكن هذا ليس كذلك ، لأن 2
34 هو بالفعل 4 مرات أكثر من 2
32 . وبالتالي فإن قيمة 2
128 كبيرة بشكل لا يصدق - فهي تساوي 340282366920938463463374607431768211456. هذا هو عدد عناوين IP المتاحة عبر IPv6. هذا يعني أنه يمكنك تعيين عنوان IP لكل ما تريد: سيارتك أو هاتفك أو ساعتك. يمكن لشخص عصري أن يكون لديه جهاز كمبيوتر محمول ، والعديد من الهواتف الذكية ، وساعة ذكية ، ومنزل ذكي - تلفزيون متصل بالإنترنت ، وغسالة متصلة بالإنترنت ، ومنزل كامل متصل بالإنترنت. يسمح مثل هذا العدد من العناوين بتطبيق مفهوم "إنترنت الأشياء" ، والذي تدعمه شركة سيسكو. هذا يعني أنه في حياتك ترتبط كل الأشياء بالإنترنت وكلها تحتاج إلى عنوان IP الخاص بها. مع IPv6 ، فمن الممكن! يمكن لكل شخص على وجه الأرض استخدام ملايين عناوين هذا الإصدار للأجهزة الخاصة بهم ، وسيظل هناك الكثير من العناوين المجانية. لا يمكننا التنبؤ بكيفية تطور التقنيات ، لكن يمكننا أن نأمل ألا تأتي البشرية إلى الوقت الذي سيبقى فيه جهاز كمبيوتر واحد فقط على الأرض. يمكن افتراض أن IPv6 سيستمر لفترة طويلة. دعونا نلقي نظرة على ما هو تنسيق الإصدار السادس من عنوان IP.
يتم عرض هذه العناوين على شكل 8 مجموعات من الأرقام السداسية عشرية. هذا يعني أن كل علامة عنوان بها 4 بتات ، لذلك تتكون كل مجموعة من 4 مثل هذه العلامات من 16 بت ، ويبلغ طول العنوان بالكامل 128 بت. يتم فصل كل مجموعة من 4 أحرف عن المجموعة التالية بنقطتين ، على عكس عناوين IPv4 ، حيث تم فصل المجموعات بنقاط ، لأن النقطة هي الشكل العشري لتمثيل الأرقام. نظرًا لأن تذكر مثل هذا العنوان ليس بالأمر السهل ، فهناك العديد من القواعد التي يمكن استخدامها لتقليلها. تقول القاعدة الأولى أنه يمكن استبدال مجموعات من أصفار واحدة بنقطتين مزدوجتين. يمكن إجراء عملية مماثلة على كل عنوان IP مرة واحدة فقط. النظر في ما يعنيه هذا.
كما ترون ، في المثال المعطى للعنوان ، هناك ثلاث مجموعات من 4 أصفار. إجمالي عدد الألوان النقطية التي تفصل بين هذه المجموعات 0000: 0000: 0000 هو 2. وبالتالي ، إذا استخدمت نقطتين مزدوجتين ، فهذا يعني أن مجموعات الأصفار موجودة في هذا العنوان. كيف تعرف عدد مجموعات الأصفار التي يمثلها هذا القولون المزدوج؟ إذا نظرت إلى الشكل المختصر لعناوين التسجيل ، فيمكنك حساب 5 مجموعات من 4 أحرف. ولكن بما أننا نعلم أن العنوان الكامل يتكون من 8 مجموعات ، فهذا يعني أن القولون المزدوج يمثل 3 مجموعات من 4 أصفار. هذه هي القاعدة الأولى للنموذج المختصر للعنوان.
تقول القاعدة الثانية أنه يمكنك تجاهل الأصفار البادئة في كل مجموعة من الأحرف. على سبيل المثال ، تبدو المجموعة 6 من النموذج الكامل للعنوان مثل 04FF ، وسيظهر النموذج المختصر 4FF ، لأننا تجاهلنا الصفر الأولي. وبالتالي ، فإن سجل 4FF لا يعني شيئًا سوى 04FF.
باستخدام هذه القواعد ، يمكنك تقصير أي عنوان IP. ومع ذلك ، حتى بعد التخفيض ، لا يبدو هذا العنوان قصيرًا. في وقت لاحق سننظر في ما يمكنك القيام به حيال ذلك ، والآن فقط تذكر هذه القواعد 2.
لنلقِ نظرة على عناوين عناوين IPv4 و IPv6.
هذه الصورة ، التي التقطتها من الإنترنت ، توضح جيدًا الفرق بين العنوانين. كما ترون ، يكون رأس عنوان IPv4 أكثر تعقيدًا ويحتوي على معلومات أكثر من رأس IPv6. إذا كان الرأس معقدًا ، فإن جهاز التوجيه يقضي وقتًا أطول في معالجته لاتخاذ قرار التوجيه ، لذلك عند استخدام عناوين IP الأبسط للإصدار السادس ، تعمل أجهزة التوجيه بشكل أكثر كفاءة. هذا هو السبب في أن IPv6 أفضل بكثير من IPv4.
يبلغ طول رأس IPv4 من 0 إلى 31 بت 32 بت. باستثناء السطر الأخير من Options and Padding ، عنوان IP للنسخة 4 هو عنوان 20 بايت ، أي أن الحجم الأدنى هو 20 بايت. لا يحتوي طول عنوان الإصدار السادس على الحد الأدنى للحجم ، ويبلغ طول هذا العنوان ثابتًا 40 بايت.
يحتوي رأس IPv4 أولاً على إصدار ، ثم طول رأس IHL. بشكل افتراضي ، هذا 20 بايت ، ولكن إذا كان الرأس يحتوي على معلومات خيارات إضافية ، فقد يكون أطول. إذا كنت تستخدم Wireshark ، فيمكنك قراءة قيمة الإصدار بقيمة 4 ، وقيمة IHL البالغة 5 ، مما يعني خمس كتل عمودية من 4 بايت (32 بت) لكل منها ، دون حساب كتلة الخيارات.
يشير نوع الخدمة إلى نوع الخدمة - على سبيل المثال ، الحزمة الصوتية أو حزمة البيانات ، لأن الحركة الصوتية لها الأسبقية على أنواع حركة المرور الأخرى. باختصار ، يشير هذا الحقل إلى أولوية الحركة. الطول الإجمالي هو مجموع طول الرأس البالغ 20 بايت بالإضافة إلى طول الحمولة ، وهي البيانات المرسلة. إذا كان 50 بايت ، فإن الطول الإجمالي سيكون 70 بايت. تعريف الحزمة يتم استخدام التعريف للتحقق من سلامة الحزمة باستخدام معلمة المجموع الاختباري لرأس الصفحة. إذا كانت الحزمة مجزأة إلى 5 أجزاء ، فيجب أن يكون لكل منها المعرف نفسه - إزاحة جزء الإزاحة Fragment ، والتي يمكن أن يكون لها قيمة من 0 إلى 4 ، ويجب أن يكون لكل جزء من الحزمة نفس قيمة الإزاحة. تشير العلامات إلى ما إذا كان التشرد مسموحًا به أم لا. إذا كنت لا تريد أن يحدث تجزئة البيانات ، فقم بتعيين علامة DF - لا تجزئة. هناك علم MF - أكثر شظية. هذا يعني أنه إذا كانت الحزمة الأولى مجزأة إلى 5 أجزاء ، فسيتم تعيين الحزمة الثانية على 0 ، بمعنى - لا مزيد من الأجزاء! في هذه الحالة ، سيتم وضع علامة على الجزء الأخير من الحزمة الأولى 4 ، بحيث يمكن لجهاز الاستقبال بسهولة فك الحزمة ، أي تطبيق إلغاء التجزئة.
انتبه للألوان المستخدمة في هذه الشريحة. يتم استبعاد الحقول ذات اللون الأحمر من عنوان IPv6. يُظهر اللون الأزرق المعلمات التي تغيرت من الإصدار الرابع إلى الإصدار السادس من البروتوكول في نموذج معدل. ظلت الحقول الصفراء دون تغيير في كلا الإصدارين. يشير اللون الأخضر إلى الحقل الذي ظهر لأول مرة فقط في IPv6.
تم استبعاد تحديد الحقول ، والأعلام ، وإزاحة الشظايا ، ومجموع الشيكات بسبب حقيقة أنه في الظروف الحديثة لتجزئة نقل البيانات لا يحدث وأن التحقق من المجموع الاختباري غير مطلوب. منذ عدة سنوات ، مع عملية نقل البيانات البطيئة ، كان التفتت أمرًا شائعًا إلى حد ما ، لكن معيار IEEE 802.3 Ethernet بحجم MTU الذي يبلغ 1500 بايت يستخدم على نطاق واسع اليوم ، ولم يحدث التجزئة.
TTL ، أو عمر الحزمة ، هو عداد للعد التنازلي - عندما يصل العمر إلى 0 ، يتم تجاهل الحزمة. في الواقع ، هذا هو الحد الأقصى لعدد الآمال التي يمكن تنفيذها على شبكة معينة. يشير حقل البروتوكول إلى البروتوكول أو TCP أو UDP المستخدم على الشبكة.
المجموع الاختباري للرأس عبارة عن معلمة قديمة ، وبالتالي يتم استبعادها من الإصدار الجديد من البروتوكول. فيما يلي حقول عنوان المصدر 32 بت وعنوان الوجهة 32 بت. إذا كانت لدينا أي معلومات في سطر الخيارات ، فستتغير قيمة القانون الدولي الإنساني من 5 إلى 6 ، مما يشير إلى وجود حقل إضافي في الرأس.
يتم استخدام إصدار الإصدار أيضًا في رأس IPv6 ، وتتوافق فئة حركة مرور فئة المرور مع حقل نوع الخدمة في رأس IPv4. يشبه Flow Label فئة حركة المرور ويستخدم لتبسيط توجيه دفق الحزمة الموحد. طول الحمولة النافعة يعني طول الحمولة النافعة أو حجم حقل البيانات الموجود في الحقل أسفل الرأس. طول الرأس نفسه ، 40 بايت ، ثابت وبالتالي لم يتم ذكره في أي مكان.
يشير حقل "العنوان التالي" ، العنوان التالي ، إلى نوع الرأس الذي ستحتوي عليه الحزمة التالية. هذه وظيفة مفيدة للغاية تقوم بتعيين نوع بروتوكول النقل التالي - TCP ، UDP ، إلخ ، والذي سيكون شائعًا جدًا في تقنيات نقل البيانات اللاحقة. حتى إذا كنت تستخدم بروتوكولك الخاص ، فيمكنك معرفة البروتوكول التالي.
قفزة القفزة هي نظير TTL في رأس IPv4 ، وهي آلية لمنع حلقات التوجيه. فيما يلي حقول عنوان المصدر 128 بت وعنوان الوجهة 128 بت. حجم رأس 40 بايت. كما قلت ، IPv6 أبسط بكثير من IPv4 وأكثر فاعلية لجهاز التوجيه لاتخاذ قرارات التوجيه.
النظر في أنواع عناوين IPv6. نحن نعلم ما هو الإرسال الأحادي - الإرسال الاتجاهي ، عندما يكون أحد الأجهزة متصلاً مباشرة بجهاز آخر ، ولا يمكن للجهازين الاتصال إلا ببعضهما البعض. البث المتعدد هو بث إذاعي ويعني أنه يمكن لعدة أجهزة الاتصال في وقت واحد مع جهاز واحد ، والذي بدوره يمكنه التواصل مع عدة أجهزة في وقت واحد. وبهذا المعنى ، فإن البث المتعدد يشبه محطة إذاعية يتم توزيع إشاراتها في كل مكان. إذا كنت ترغب في سماع قناة معينة ، فيجب عليك ضبط الراديو على تردد معين. إذا كنت تتذكر البرنامج التعليمي للفيديو حول بروتوكول RIP ، فأنت تعلم أن هذا البروتوكول يستخدم مجال البث 255.255.255.255 ، الذي تتصل به جميع الشبكات الفرعية ، لإرسال التحديثات. ولكن فقط تلك الأجهزة التي تستخدم بروتوكول RIP ستتلقى هذه التحديثات.
يسمى نوع آخر من البث الذي لم يشاهد في IPv4 Anycast. يتم استخدامه عندما يكون لديك العديد من الأجهزة التي تحمل نفس عنوان IP وتسمح لك بإرسال حزم إلى أقرب مستلم من مجموعة المستلمين.
في حالة الإنترنت ، حيث لدينا شبكات CDN ، يمكنك إعطاء مثال على خدمة YouTube. يتم استخدام هذه الخدمة من قبل العديد من الأشخاص في أنحاء مختلفة من العالم ، ولكن هذا لا يعني أنهم جميعًا يتصلون مباشرةً بخادم الشركة في كاليفورنيا. تحتوي خدمة YouTube على العديد من الخوادم حول العالم ، على سبيل المثال ، يوجد خادم Indian YouTube في سنغافورة. وبالمثل ، فإن IPv6 لديه آلية مدمجة للإرسال عبر تقنية CDN باستخدام بنية شبكة موزعة جغرافيا ، أي أنه يستخدم Anycast.
كما لاحظت ، لا يوجد نوع آخر من البث ، البث ، لأن IPv6 لا يستخدمه. لكن البث المتعدد في هذا البروتوكول يعمل بشكل مشابه للبث في IPv4 ، فقط بطريقة أكثر فعالية.
يستخدم الإصدار السادس من البروتوكول ثلاثة أنواع من العناوين: رابط محلي ، موقع فريد محلي ، وعالمي. نتذكر أنه في IPv4 ، واجهة واحدة لديها عنوان IP واحد فقط. لنفترض أن لدينا جهازين متصلين ببعضهما البعض ، وبالتالي ، سيكون لكل واجهة من واجهات الاتصال عنوان IP واحد فقط. عند استخدام IPv6 ، تتلقى كل واجهة تلقائيًا عنوان IP من النوع Link Local. تبدأ هذه العناوين بـ FE80 :: / 64.
يتم استخدام عناوين IP هذه فقط للاتصالات المحلية. يعرف الأشخاص الذين يعملون مع Windows عناوين متشابهة للغاية مثل 169.254.X.X - هذه عناوين يتم تكوينها تلقائيًا باستخدام IPv4.
إذا وصل الكمبيوتر إلى خادم DHCP للحصول على عنوان IP ، لكن لسبب ما لا يمكن الاتصال به ، فإن أجهزة Microsoft لديها آلية تسمح للكمبيوتر بتعيين عنوان IP لنفسه. في هذه الحالة ، سيكون العنوان مثل هذا: 169.254.1.1. سوف تنشأ حالة مماثلة إذا كان لدينا جهاز كمبيوتر ، ومحول وجهاز توجيه. افترض أن الموجه لم يتلق عنوان IP من خادم DHCP وقام تلقائيًا بتعيين نفس عنوان IP 169.254.1.1 لنفسه. بعد ذلك ، من خلال التبديل ، سيقوم بإرسال طلب ARP للبث عبر الشبكة حيث سيسأل عما إذا كان بعض أجهزة الشبكة لديه هذا العنوان. بعد تلقي الطلب ، سيقوم الكمبيوتر بالرد عليه: "نعم ، لدي نفس عنوان IP بالضبط!" ، وبعد ذلك سيقوم الموجه بتعيين عنوان عشوائي جديد ، على سبيل المثال ، 169.254.10.10 ، وسيرسل مرة أخرى طلب ARP عبر الشبكة.
إذا لم يبلغ أحد أنه لديه نفس العنوان ، فسيترك العنوان 169.254.10.10 لنفسه. وبالتالي ، قد لا تستخدم الأجهزة الموجودة على الشبكة المحلية خادم DHCP على الإطلاق ، باستخدام آلية تعيين عناوين IP تلقائيًا لأنفسهم من أجل إقامة اتصال مع بعضهم البعض. هذا هو التكوين التلقائي لعنوان IP ، والذي التقينا به عدة مرات ، ولكن لم نستخدمه مطلقًا.
وبالمثل ، فإن IPv6 لديه آلية لتعيين عناوين IP المحلية للرابط بدءًا من FE80 ::. Slash 64 يعني فصل عناوين الشبكة وعناوين المضيف. في هذه الحالة ، يعني أول 64 شبكة ، والثاني 64 - المضيف.
FE80 :: تعني عناوين النموذج FE80.0.0.0 / ، حيث توجد بعض عناوين المضيف بعد الشرطة المائلة. هذه العناوين ليست هي نفسها لجهازنا والواجهة المتصلة به ويتم تهيئتها تلقائيًا. في هذه الحالة ، يستخدم جزء من المضيف عنوان MAC. كما تعلمون ، فإن عنوان MAC هو عنوان IP مكون من 48 بت ويتألف من 6 كتل من رقمين سداسي عشري. تستخدم Microsoft مثل هذا النظام ، وتستخدم Cisco 3 كتل من 4 أرقام ست عشرية.
في مثالنا ، سوف نستخدم تسلسل Microsoft من النموذج 11: 22: 33: 44: 55: 66. كيف تقوم بتعيين عنوان MAC لجهاز؟ ينقسم تسلسل الأرقام هذا في عنوان المضيف ، وهو عنوان MAC ، إلى قسمين: على اليسار توجد ثلاث مجموعات 11:22:33 ، على اليمين ثلاث مجموعات 44:55:66 ، وتضاف FF و FE بينهما. وبالتالي ، يتم إنشاء كتلة 64 بت من عنوان IP المضيف.
كما تعلمون ، تسلسل النموذج 11: 22: 33: 44: 55: 66 هو عنوان MAC الفريد لكل جهاز. من خلال تعيين عنوان FF: FE MAC بين مجموعتين من الأرقام ، نحصل على عنوان IP الفريد لهذا الجهاز. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء عنوان IP للنوع Local Link ، والذي يستخدم فقط لإقامة اتصال بين الجيران دون تكوين خاص وخوادم خاصة. لا يمكن استخدام عنوان IP هذا إلا ضمن قطعة شبكة واحدة ولا يمكن استخدامه للاتصال الخارجي خارج هذا الجزء.
النوع التالي من العنوان هو "موقع فريد من نوعه محلي" ، والذي يتوافق مع عناوين بروتوكول IPv4 الداخلية (الخاصة) من النوع 10.0.0.0/8 و 172.16.0.0/12 و 192.168.0.0/16. السبب في أننا نستخدم عناوين IP العامة الخاصة والخارجية الداخلية بسبب تقنية NAT ، التي تحدثنا عنها في الدروس السابقة. نطاق الموقع المحلي الفريد عبارة عن تقنية تنشئ عناوين IP داخلية. يمكنك أن تقول: "عمران ، لأنك قلت إن كل جهاز يمكن أن يكون له عنوان IP خاص به ، ولهذا السبب تحولنا إلى IPv6" ، وسوف تكون على حق تمامًا. لكن بعض الناس يفضلون استخدام مفهوم عناوين IP الداخلية لأسباب أمنية. في نفس الوقت ، يتم استخدام NAT كجدار حماية ، ولا يمكن للأجهزة الخارجية الاتصال بشكل تعسفي مع الأجهزة الموجودة داخل الشبكة لأن لديها عناوين IP محلية لا يمكن الوصول إليها من الإنترنت الخارجي. ومع ذلك ، تنشئ NAT العديد من المشكلات المتعلقة بـ VPN ، على سبيل المثال ، لبروتوكول ESP. IPv4 IPSec, IPv6 , IP- .
IPv6 : Unique Local IP- IPv4, Global IPv4. Unique Local, , . , , IP-, . , IP- , – -, .
, IPv6 , VPN- , , . VPN-, IPv6 .
, , - IP . , , IPv6 . , , 1111=F, , Google, . . , .
, . ? ? ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ،
خصم 30 ٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ ( RAID1 RAID10, 24 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 ? 2 Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 $199 ! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — $99! . c Dell R730xd 5-2650 v4 9000 ?