به‌اختصار می‌توان گفت، IP یک شناسه‌‌ی یکتای اختصاص داده‌شده به هر دستگاه فعال در شبکه است و امکان برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها و انتقال داده‌ها به‌شکل یکپارچه را فراهم می‌کند.
آدرس‌های IP علاوه‌بر تامین امکان برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها، نقشی حیاتی در مسایل امنیتی و ردیابی داده‌ها در شبکه را ایفا می‌کنند. رایج‌ترین ساختار آدرسدهی IP که بیش‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد پروتکل نسخه‌ی ۴ یا همان IPv4 است؛ اما امروزه با افزایش تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت و توسعه یافتن معماری شبکه‌های مختلف، IPv6 به‌عنوان نسخه‌ای تکامل‌یافته معرفی می‌شود.
پیش‌تر در مطلب IP چیست؟ به‌طور کامل توضیح دادیم IP چیست و چه انواع، ساختارها و کاربردهایی دارد. در این نوشته، به‌طور مفصل خصوصیات، مزایا و معایب IPv4 و IPv6 را توضیح می‌هیم و سپس مهم‌ترین تفاوت‌های آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
پروتکل IPv4 چیست؟
IPv4 در سال ۱۹۸۳ معرفی شد و تا امروز در حوزه‌ی آدرسدهی اینترنتی پروتکلی پیشرو بوده است. این ساختار از سیستم آدرسدهی ۳۲ بیتی استفاده می‌کند و تقریبن ۴,۳ میلیارد آدرس IP منحصربهفرد را ارایه می‌دهد. اگرچه در روزهای نخستین شکل‌گیری یا رواج اینترنت، این ساختار آدرسدهی کافی به نظر می‌رسید، اما با رشد تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت، ساختار آدرسدهی IPv4 دیگر نمی‌تواند پاسخ‌گوی نیازهای همه‌جانبه‌ی سرویس‌ها و کاربران باشد. در ادامه برخی از مهم‌ترین محدودیت‌های IPv4 را شرح می‌دهیم.
- آدرسدهی ۳۲ بیتی
IPv4 از چهار مجموعه اعداد تشکیل‌شده که هر کدام از 0 تا 255 متغیر هستند. (برای مثال، 192.168.1.1). این ساختار از حدود ۴,۳ میلیارد آدرس IP یکتا پشتیبانی می‌کند و در طولانی مدت می‌تواند یک محدودیت جدی باشد.
- ترجمه آدرس در شبکه (NAT)
به‌دلیل کمبود آدرس‌های IPv4، بیش‌تر کاربران (معمولن سازمان‌ها) برای نگاشت چندین آدرس IP خصوصی در یک آدرس IP عمومی، از روش NAT یا Network Address Translation استفاده می‌کنند و به‌کمک این کار دستگاهای بیش‌تری را در مسیر اتصال به یک IP عمومی قرار می‌دهند.
- اشباع شدن آدرس
رشد سریع تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت، منجر به اشباع آدرس‌های IPv4 می‌شود و این موضوع ارایه‌ی یک ساختار آدرسدهی گسترده‌تر را ضروری می‌سازد.
پروتکل IPv6 چیست؟
IPv6 برای رفع محدودیت‌های نسخه‌ی قبلی خود یعنی IPv4، با هدف اولیه‌ی پیش‌گیری از اشباع‌شدن آدرس‌ها توسعه داده شد. سیستم آدرسدهی ۱۲۸ بیتی IPv6 به گونه‌ای طراحی شده است که بتواند آرایه‌های متنوع و رو به رشد دستگاه‌ها در عصر اینترنت اشیا و فراتر از آن را در خود جای دهد. IPv6 دارای ویژگی‌هایی کاربردی متعددی است که آن را به یک پروتکل جذاب تبدیل می‌کند. برخی از مهم‌ترین آن‌ها را در ادامه نام می‌بریم.
- پیکربندی خودکار و آسان
- آدرسدهی گسترده و مقیاس‌پذیری بالا
- ساختار هدر ساده و کارایی بهتر
- بدون نیاز به ترجمه آدرس شبکه (NAT)
- امنیت پیشرفته‌تر با پشتیبانی از IPsec
- مکانیسم‌های انتقال برای تسهیل هم‌زیستی با IPv4
IPv6 در برابر IPv4
در بخش پیشین، درباره‌ی ویژگی‌های کلیدی هر دو ساختار آدرسدهی IPv4 و IPv6 توضیح دادیم، در ادامه به‌طور مختصر به مقایسه IPv4 و IPv6 می‌پردازیم.
در مقایسه IPv4 و IPv6 باید گفت که IPv4 از آدرس‌های ۳۲ بیتی استفاده می‌کند که تنها حدود ۴,۳ میلیارد آدرس را پوشش می‌دهد، درحالی‌که IPv6 از ساختار آدرسدهی ۱۲۸ بیتی بهره می‌برد و امکان دسترسی به بی‌نهایت آدرس را فراهم می‌کند.
علاوه‌بر این، IPv6 از اختصاص خودکار آدرس به دستگاه‌ها پشتیبانی کرده و راه‌اندازی شبکه را آسان‌تر می‌کند. هم‌چنین، IPv6 از IPsec به‌عنوان یک ویژگی استاندارد بهره می‌برد که امنیت شبکه را بهبود می‌بخشد.
مم‌ترین مزایا و معایب IPv4 و IPv6 را بشناسید
هریک از پروتکل‌های IPv4 و IPv6 دارای مزایا و معایبی هستند که برخی از مهم‌ترین آن‌ها به تفکیک در ادامه شرح داده می‌شوند.
مزیت‌های IPv4
IPv4 درحال حاضر رایج‌ترین پروتکل IP است و تقریبن به‌وسیله‌ی همه‌ی تجهیزات و نرم‌افزارهای شبکه پشتیبانی می‌شود. این فراگیری، راه‌اندازی و نگهداری شبکه‌های IPv4 را آسان می‌کند. برخی از مزیت‌های پروتکل نسخه‌ی ۴ را در ادامه نام می‌بریم.
سادگی: سیستم آدرسدهی ۳۲ بیتی مورد استفاده در IPv4 راحت‌تر درک می‌شود و فرآیند پیکربندی ساده‌تری دارد، این سادگی می‌تواند برای شبکه‌های کوچک تا متوسط یک مزیت باشد.
سازگاری: IPv4 با دستگاه‌ها و سیستم‌های قدیمی سازگار است و می‌تواند با تجهیزات قدیمی به‌طور یکپارچه و بدون مشکل ارتباط برقرار کند.
مستندات: IPv4 برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است و دانش و تخصص برای مدیریت شبکه‌های IPv4 به‌طور گسترده دردسترس است.
معایب IPv4
IPv4 در کنار مزیت‌هایش، ممکن در برخی از مواقع مشکل‌ساز نیز باشد در ادامه به برخی از معایب آن اشاره می‌کنیم.
اشباع آدرس: مهم‌ترین نقطه‌ی ضعف IPv4 محدودیت آن در ارایه‌ی تعداد آدرس منحصربهفرد است.
چالش‌های امنیتی: IPv4 فاقد ویژگی‌های امنیتی داخلی است که آن را در برابر انواع حمله‌های مختلف، آسیب‌پذیر می‌کند.
مسیریابی پیچیده: افزایش پیچیدگی اینترنت، منجر به جداول مسیریابی پیچیده شده است و این موضوع مدیریت و بهینه‌سازی مسیریابی IPv4 را به چالش می‌کشد.
مزیت‌های IPv6
مهم‌ترین مزیت IPv6 توانایی آدرسدهی گسترده آن است که مشکل اشباع آدرس را برطرف می‌کند. در ادامه سایر مزیت‌ها را شرح می‌دهیم.
افزایش کارایی: در IPv6 هدر ساختار ساده‌تری دارد و امکان پردازش بهتر بسته‌ها (پکت‌ها) را ممکن می‌سازد. این کارایی عملکرد شبکه را به‌ویژه در شرایط پرترافیک بهبود می‌بخشد.
پیکربندی خودکار: در IPv6 دستگاه‌ها می‌توانند آدرس IP خود را به‌طور خودکار تولید کنند و نیاز به پیکربندی دستی را کاهش دهند. این ویژگی راه‌اندازی و مدیریت شبکه را آسان‌تر می‌کند.
امنیت پیشرفته: IPv6 شامل IPsec به‌عنوان یک ویژگی امنیتی استاندارد است که رمزگذاری و احراز هویت داخلی را برای بسته‌های داده فراهم می‌کند و امنیت شبکه را افزایش می‌دهد.
ساختار چندپخشی: IPv6 با پشتیبانی از ارتباطات چندپخشی و Anycast، توزیع بهتر محتوا و بهینه‌سازی شبکه را ممکن می‌سازد.
مکانیسم‌های انتقال: مکانیسم‌های انتقال مختلفی برای تسهیل هم‌زیستی IPv4 و IPv6 در طول مرحله انتقال به‌کار گرفته می‌شوند و موضوع انتقال از پروتکل قدیمی به پروتکل جدید را تضمین می‌کنند.
معایب IPv6
با توجه به این‌که IPv6 می‌تواند طیف وسیعی از نیازهای کاربران یا سرویس‌های امروزی را برطرف کند، اما در عین‌حال می‌تواند مشکلاتی را نیز به‌همراه داشته باشد.
منحنی یادگیری: IPv6 مفاهیم و فرمت‌های آدرسدهی جدیدی را ارایه می‌دهد که می‌تواند برای مدیران و مهندسان شبکه که فقط با IPv4 آشنا هستند، چالش‌برانگیز باشد.
سازگاری: IPv6 با دستگاه‌ها یا نسخه‌های قدیمی سازگاری دارد، اما ممکن است دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای قدیمی به‌طور کامل از آن پشتیبانی نکنند و نیاز به جایگزینی یا به‌روزرسانی داشته باشند.
تجربه محدود: IPv6 پروتکلی نسبتن جدید است و شاید متخصصان کم‌تری با تجربه‌ی بالا در مدیریت شبکه IPv6 فعال باشد.
به‌طور خلاصه، پیاده‌سازی IPv4 ممکن است ساده باشد، اما مشکلات و ضعف‌هایی را هم به‌همراه دارد. در طرف دیگر، IPv6 محدودیت‌های نسخه‌ی قبلی خود را تا حد زیادی برطرف کرده و می‌تواند پروتکلی جامع و کامل باشد. انتخاب بین IPv4 و IPv6 در بیش‌تر مواقع به نیازهای خاص سازمان و آمادگی آن‌ها برای پذیرش نسل بعدی پروتکل‌های اینترنتی بستگی دارد.
IPv4 بهتر است یا IPv6؟ کدام یک برای سازمان شما مناسب است؟
قبل از پاسخ به این سوال که IPv4 بهتر است یا IPv6، ما باید شرایط و نیازهای اختصاصی هر سازمان را مورد بررسی قرار دهیم. در بخش مقایسه IPv4 و IPv6 به‌وضوح متوجه شدیم که هر دو ساختار نقاط قوت و ضعف خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها بیش‌تر به عواملی مانند میزان اهمیت مقیاس‌پذیری، امنیت و سازگاری بستگی دارد.
اگر سیستم‌ها یا شبکه‌ی سازمان شما از نسل‌های قدیمی هستند و از IPv6 پشتیبانی نمی‌کنند و یا در بسیاری از مواقعی به سازگاری فوری با سیستم‌های قدیمی‌تر نیاز دارید، استفاده از IPv4 ممکن است برای شما انتخاب بهتری باشد.
IPv6 زمانی انتخاب بهتری است که به ویژگی‌های زیر نیاز دارید:
- مقیاس‌پذیری بالا
آدرسدهی گسترده‌ی IPv6 برای سازمان‌ها یا شبکه‌هایی که به تعداد قابل‌توجهی آدرس IP نیاز دارند، مناسب است. از این‌رو، سازمان‌هایی که در حوزه‌ی اینترنت اشیا (IoT) متمرکز هستند یا به استقرارهای گسترده نیاز دارند، بهتر است از IPv6 استفاده کنند.
- امنیت بالا
IPv6 ویژگی‌های امنیتی داخلی مانند IPsec را ارایه می‌دهد اگر امنیت شبکه در اولویت سازمان شما است، IPv6 می‌تواند گزینه‌ی بهتری باشد.
- کارایی بالا
ساختار هدر ساده‌ی IPv6 و کاهش سربار پردازش بسته‌ها، به‌ویژه در موقعیت‌های پرترافیک سیستم را کارآمدتر می‌کند، این ویژگی برای شبکه‌هایی با الزامات عملکرد سریع، می‌تواند بسیار مفید باشد.
به‌طور کلی عواملی مانند «نیازهای سازمان یا شبکه»، «میزان و درصد احتمال رشد و توسعه در آینده»، «آمادگی برای پذیرش و استفاده تجهیزات جدید» و «میزان دانش فنی تیم شما» در انتخاب هریک از ساختارهای IPv4 و IPv6 موثر است.
بدون‌شک، با توجه به اشباع شدن آدرس‌های IPv4 در بلندمدت، IPv6 از یک انتخاب به یک ضرورت تبدیل می‌شود. با این‌حال، در بسیاری از موارد، سازمان‌ها رویکردی ترکیبی را اتخاذ می‌کنند و هر دو پروتکل IPv4 و IPv6 را پیاده‌سازی می‌کنند که در مقطع فعلی راه‌حلی منطقی به‌نظر می‌آید؛ این رویکرد ترکیبی به آن‌ها اجازه می‌دهد از سیستم‌های قدیمی پشتیبانی کرده و به تدریج به شبکه‌های مقیاس‌پذیرتر و ایمن‌تر منتقل شوند.
