IPv6 - คู่มือฉบับย่อ
Internet Protocol เวอร์ชัน 6 เป็นโปรโตคอลการกำหนดแอดเดรสใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อรวมความต้องการทั้งหมดของอินเทอร์เน็ตในอนาคตที่เรารู้จักกันในชื่ออินเทอร์เน็ตเวอร์ชัน 2 โปรโตคอลนี้เป็น IPv4 รุ่นก่อนซึ่งทำงานบน Network Layer (Layer-3) นอกเหนือจากการนำเสนอพื้นที่ที่อยู่ตรรกะจำนวนมหาศาลแล้วโปรโตคอลนี้ยังมีคุณสมบัติมากมายที่จัดการกับข้อบกพร่องของ IPv4 ในปัจจุบัน
ทำไมต้องเป็น IP รุ่นใหม่
จนถึงขณะนี้ IPv4 ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่าเป็นโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพและให้บริการมนุษย์มานานหลายทศวรรษด้วยกลไกการส่งมอบที่ดีที่สุด ได้รับการออกแบบในช่วงต้นยุค 80 และไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในภายหลัง ในช่วงเวลาที่เกิดอินเทอร์เน็ตถูก จำกัด ไว้ที่มหาวิทยาลัยเพียงไม่กี่แห่งสำหรับการวิจัยและให้กับกระทรวงกลาโหม IPv4 มีความยาว 32 บิตซึ่งมีที่อยู่ประมาณ 4,294,967,296 (2 32 ) พื้นที่ที่อยู่นี้ถือว่ามากเกินพอในเวลานั้น ด้านล่างนี้เป็นประเด็นสำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการกำเนิด IPv6:
อินเทอร์เน็ตเติบโตขึ้นอย่างทวีคูณและพื้นที่ที่อยู่ที่อนุญาตโดย IPv4 นั้นอิ่มตัว มีข้อกำหนดของโปรโตคอลที่สามารถตอบสนองความต้องการของที่อยู่อินเทอร์เน็ตในอนาคตซึ่งคาดว่าจะเติบโตขึ้นในลักษณะที่ไม่คาดคิด
การใช้คุณลักษณะต่างๆเช่น NAT ทำให้อินเทอร์เน็ตมีความไม่ชัดเจนเช่นส่วนหนึ่งซึ่งเป็นของอินทราเน็ตส่วนใหญ่ใช้ที่อยู่ IP ส่วนตัว ซึ่งต้องผ่านกลไกจำนวนมากเพื่อเข้าถึงส่วนอื่น ๆ คืออินเทอร์เน็ตซึ่งอยู่บนที่อยู่ IP สาธารณะ
IPv4 ด้วยตัวเองไม่มีคุณลักษณะด้านความปลอดภัยใด ๆ ที่มีความเสี่ยงเนื่องจากข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นสาธารณสมบัติจะไม่ปลอดภัย ข้อมูลจะต้องเข้ารหัสด้วยแอปพลิเคชันความปลอดภัยอื่น ๆ ก่อนที่จะส่งทางอินเทอร์เน็ต
การจัดลำดับความสำคัญของข้อมูลใน IPv4 ไม่ทันสมัย แม้ว่า IPv4 จะมีบิตที่สงวนไว้สำหรับประเภทของบริการหรือคุณภาพของบริการเพียงเล็กน้อย แต่ก็ไม่มีฟังก์ชันการทำงานมากนัก
ไคลเอนต์ที่เปิดใช้งาน IPv4 สามารถกำหนดค่าได้ด้วยตนเองหรือต้องการกลไกการกำหนดค่าที่อยู่ ไม่มีเทคนิคใดที่สามารถกำหนดค่าอุปกรณ์ให้มีที่อยู่ IP เฉพาะทั่วโลกได้
ทำไมไม่ IPv5?
จนถึงวันที่ Internet Protocol ได้รับการยอมรับว่ามีเฉพาะ IPv4 เท่านั้น มีการใช้เวอร์ชัน 0 ถึง 3 ในขณะที่โปรโตคอลอยู่ระหว่างการพัฒนาและกระบวนการทดลอง ดังนั้นเราสามารถสมมติว่ากิจกรรมเบื้องหลังจำนวนมากยังคงทำงานอยู่ก่อนที่จะนำโปรโตคอลไปใช้ในการผลิต ในทำนองเดียวกันโปรโตคอลเวอร์ชัน 5 ถูกใช้ในขณะทดลองสตรีมโปรโตคอลสำหรับอินเทอร์เน็ต เรารู้จักกันในชื่อ Internet Stream Protocol ซึ่งใช้ Internet Protocol หมายเลข 5 ในการห่อหุ้มดาต้าแกรม แม้ว่าจะไม่เคยถูกนำไปใช้ในที่สาธารณะ แต่ก็ถูกใช้ไปแล้ว
นี่คือตารางเวอร์ชัน IP และการใช้งาน:
ประวัติย่อ
หลังจากการพัฒนา IPv4 ในช่วงต้นยุค 80 พูลที่อยู่ IPv4 ที่มีอยู่เริ่มลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากความต้องการที่อยู่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อใช้อินเทอร์เน็ต การรับรู้สถานการณ์ล่วงหน้าที่อาจเกิดขึ้น IETF ในปี 1994 ได้ริเริ่มการพัฒนาโปรโตคอลการกำหนดแอดเดรสเพื่อแทนที่ IPv4 ความคืบหน้าของ IPv6 สามารถติดตามได้โดยใช้ RFC ที่เผยแพร่:
1998 - RFC 2460 - โปรโตคอลพื้นฐาน
2546 - RFC 2553 - API ซ็อกเก็ตพื้นฐาน
2546 - RFC 3315 - DHCPv6
2004 - RFC 3775 - IPv6 มือถือ
2004 - RFC 3697 - ข้อกำหนดฉลาก Flow
2549 - RFC 4291 - สถาปัตยกรรมที่อยู่ (แก้ไข)
2549 - RFC 4294 - ข้อกำหนดโหนด
6 มิถุนายน 2555 บริษัท อินเทอร์เน็ตยักษ์ใหญ่บางรายเลือกที่จะวางเซิร์ฟเวอร์ของตนบน IPv6 ปัจจุบันพวกเขาใช้กลไก Dual Stack เพื่อใช้ IPv6 ขนานกับ IPv4
ตัวต่อของ IPv4 ไม่ได้ออกแบบมาให้เข้ากันได้แบบย้อนหลัง พยายามที่จะรักษาฟังก์ชันพื้นฐานของการกำหนดที่อยู่ IP IPv6 ได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมด มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
Larger Address Space:
ในทางตรงกันข้ามกับ IPv4 IPv6 ใช้บิตมากกว่า 4 เท่าในการระบุอุปกรณ์บนอินเทอร์เน็ต บิตพิเศษจำนวนมากนี้สามารถให้ที่อยู่ที่แตกต่างกันได้ประมาณ 3.4 × 10 38ชุด ที่อยู่นี้สามารถสะสมความต้องการเชิงรุกของการจัดสรรที่อยู่สำหรับเกือบทุกอย่างในโลกนี้ จากการประมาณการที่อยู่ 1564 สามารถจัดสรรให้กับทุกตารางเมตรของโลกนี้
Simplified Header:
ส่วนหัวของ IPv6 ถูกทำให้ง่ายขึ้นโดยการย้ายข้อมูลและตัวเลือกที่ไม่จำเป็นทั้งหมด (ซึ่งมีอยู่ในส่วนหัว IPv4) ไปที่ส่วนท้ายของส่วนหัว IPv6 ส่วนหัวของ IPv6 มีขนาดใหญ่กว่า IPv4 เพียงสองเท่าเท่านั้นเนื่องจากที่อยู่ IPv6 นั้นยาวกว่าถึงสี่เท่า
End-to-end Connectivity:
ขณะนี้ทุกระบบมีที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกันและสามารถเดินทางผ่านอินเทอร์เน็ตได้โดยไม่ต้องใช้ NAT หรือส่วนประกอบการแปลอื่น ๆ หลังจากใช้งาน IPv6 อย่างสมบูรณ์แล้วทุกโฮสต์สามารถเข้าถึงโฮสต์อื่น ๆ บนอินเทอร์เน็ตได้โดยตรงโดยมีข้อ จำกัด บางประการที่เกี่ยวข้องเช่นไฟร์วอลล์นโยบายขององค์กรเป็นต้น
Auto-configuration:
IPv6 รองรับทั้งโหมดการกำหนดค่าอัตโนมัติแบบ stateful และ stateless ของอุปกรณ์โฮสต์ วิธีนี้ไม่มีเซิร์ฟเวอร์ DHCP จะไม่หยุดการสื่อสารระหว่างเซ็กเมนต์
Faster Forwarding/Routing:
ส่วนหัวแบบง่ายจะใส่ข้อมูลที่ไม่จำเป็นทั้งหมดไว้ที่ส่วนท้ายของส่วนหัว ข้อมูลทั้งหมดในส่วนแรกของส่วนหัวนั้นเพียงพอสำหรับเราเตอร์ในการตัดสินใจกำหนดเส้นทางดังนั้นจึงตัดสินใจกำหนดเส้นทางได้อย่างรวดเร็วเหมือนดูที่ส่วนหัวที่จำเป็น
IPSec:
เริ่มแรกมีการตัดสินใจว่า IPv6 จะต้องมีการรักษาความปลอดภัย IPSec ทำให้ปลอดภัยมากกว่า IPv4 ขณะนี้คุณลักษณะนี้ถูกทำให้เป็นทางเลือก
No Broadcast:
แม้ว่าอีเทอร์เน็ต / โทเค็นริงจะถือเป็นเครือข่ายการออกอากาศเนื่องจากรองรับการแพร่ภาพ แต่ IPv6 ไม่มีการสนับสนุนการออกอากาศอีกต่อไป ใช้มัลติคาสต์เพื่อสื่อสารกับหลายโฮสต์
Anycast Support:
นี่เป็นอีกลักษณะหนึ่งของ IPv6 IPv6 ได้แนะนำโหมด Anycast ของการกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ต ในโหมดนี้อินเทอร์เฟซหลายตัวบนอินเทอร์เน็ตจะถูกกำหนดที่อยู่ IP Anycast เดียวกัน เราเตอร์ขณะกำหนดเส้นทางจะส่งแพ็กเก็ตไปยังปลายทางที่ใกล้ที่สุด
Mobility:
IPv6 ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงคุณสมบัติการเคลื่อนไหว คุณลักษณะนี้ช่วยให้โฮสต์ (เช่นโทรศัพท์มือถือ) สามารถท่องไปในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกันและยังคงเชื่อมต่อกับที่อยู่ IP เดียวกัน คุณสมบัติการเคลื่อนย้าย IPv6 ใช้ประโยชน์จากการกำหนดค่า IP อัตโนมัติและส่วนหัวส่วนขยาย
Enhanced Priority support:
โดยที่ IPv4 ใช้ DSCP 6 บิต (จุดรหัสบริการที่แตกต่างกัน) และ 2 บิต ECN (Explicit Congestion Notification) เพื่อให้คุณภาพการบริการ แต่จะใช้ได้ก็ต่อเมื่ออุปกรณ์ end-to-end รองรับนั่นคือต้นทางและปลายทาง อุปกรณ์และเครือข่ายพื้นฐานต้องรองรับ
ใน IPv6 จะใช้ Traffic class และ Flow label เพื่อบอกเราเตอร์พื้นฐานถึงวิธีการประมวลผลแพ็กเก็ตและกำหนดเส้นทางอย่างมีประสิทธิภาพ
Smooth Transition:
โครงร่างที่อยู่ IP ขนาดใหญ่ใน IPv6 ช่วยให้สามารถจัดสรรอุปกรณ์ที่มีที่อยู่ IP เฉพาะทั่วโลก สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่จำเป็นต้องใช้กลไกในการบันทึกที่อยู่ IP เช่น NAT ดังนั้นอุปกรณ์จึงสามารถส่ง / รับข้อมูลระหว่างกันได้เช่น VoIP และ / หรือสื่อสตรีมมิ่งใด ๆ ก็สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อเท็จจริงอื่น ๆ ก็คือส่วนหัวมีการโหลดน้อยลงเพื่อให้เราเตอร์สามารถตัดสินใจส่งต่อและส่งต่อได้โดยเร็วที่สุด
Extensibility:
ข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งของส่วนหัว IPv6 คือสามารถขยายข้อมูลเพิ่มเติมในส่วนตัวเลือกได้ IPv4 มีตัวเลือกเพียง 40 ไบต์ในขณะที่ตัวเลือกใน IPv6 สามารถมีได้มากพอ ๆ กับขนาดของแพ็กเก็ต IPv6 เอง
ในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์โหมดกำหนดแอดเดรสหมายถึงกลไกที่เราจัดการกับโฮสต์บนเครือข่าย IPv6 มีโหมดหลายประเภทที่สามารถจัดการกับโฮสต์เดียวได้สามารถจัดการโฮสต์มากกว่าหนึ่งโฮสต์พร้อมกันหรือสามารถกำหนดโฮสต์ที่ระยะใกล้ที่สุดได้
Unicast
ในโหมดการกำหนดแอดเดรสแบบยูนิคาสต์อินเทอร์เฟซ IPv6 (โฮสต์) จะถูกระบุโดยไม่ซ้ำกันในส่วนเครือข่าย แพ็กเก็ต IPv6 มีทั้งที่อยู่ IP ต้นทางและปลายทาง อินเทอร์เฟซโฮสต์มีที่อยู่ IP ซึ่งไม่ซ้ำกันในส่วนเครือข่ายนั้น สวิตช์เครือข่ายหรือเราเตอร์เมื่อได้รับแพ็กเก็ต unicast IP ที่กำหนดไว้ที่โฮสต์เดียวจะส่งออกไปยังหนึ่งในอินเทอร์เฟซขาออกซึ่งเชื่อมต่อกับโฮสต์นั้น ๆ
มัลติคาสต์
โหมดมัลติคาสต์ IPv6 เหมือนกับ IPv4 แพ็กเก็ตที่ถูกส่งไปยังโฮสต์หลายรายการจะถูกส่งไปยังที่อยู่แบบหลายผู้รับพิเศษ โฮสต์ทั้งหมดที่สนใจข้อมูลมัลติคาสต์นั้นจำเป็นต้องเข้าร่วมกลุ่มมัลติคาสต์นั้นก่อน อินเทอร์เฟซทั้งหมดที่เข้าร่วมกลุ่มจะได้รับแพ็กเก็ตมัลติคาสต์และประมวลผลในขณะที่โฮสต์อื่น ๆ ที่ไม่สนใจแพ็กเก็ตแบบหลายผู้รับจะไม่สนใจข้อมูลมัลติคาสต์
Anycast
IPv6 ได้เปิดตัวการกำหนดแอดเดรสรูปแบบใหม่ซึ่งเรียกว่าการกำหนดแอดเดรส Anycast ในโหมดกำหนดแอดเดรสนี้อินเทอร์เฟซหลายตัว (โฮสต์) จะถูกกำหนดที่อยู่ IP Anycast เดียวกัน เมื่อโฮสต์ต้องการสื่อสารกับโฮสต์ที่มีที่อยู่ IP Anycast ให้ส่งข้อความ Unicast ด้วยความช่วยเหลือของกลไกการกำหนดเส้นทางที่ซับซ้อนข้อความ Unicast จะถูกส่งไปยังโฮสต์ที่ใกล้เคียงที่สุดกับผู้ส่งในแง่ของต้นทุนการกำหนดเส้นทาง
ลองมาดูตัวอย่างของเว็บเซิร์ฟเวอร์ของ TutorialPoints.com ซึ่งมีอยู่ในทุกทวีป สมมติว่าเว็บเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดได้รับการกำหนด IPv6 Anycast IP Address เดียว ตอนนี้เมื่อผู้ใช้จากยุโรปต้องการเข้าถึง TutorialsPoint.com DNS จะชี้ไปยังเซิร์ฟเวอร์ซึ่งตั้งอยู่ในยุโรป หากผู้ใช้จากอินเดียพยายามเข้าถึง Tutorialspoint.com DNS จะชี้ไปที่ Web Server ที่ตั้งอยู่ในเอเชียเท่านั้น คำที่ใกล้เคียงที่สุดหรือใกล้เคียงที่สุดใช้ในแง่ของ Routing Cost
ในภาพด้านบนเมื่อคอมพิวเตอร์ไคลเอนต์พยายามเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์คำขอจะถูกส่งต่อไปยังเซิร์ฟเวอร์ด้วยต้นทุนการกำหนดเส้นทางที่ต่ำที่สุด
ระบบเลขฐานสิบหก
ก่อนที่จะแนะนำรูปแบบที่อยู่ IPv6 เราจะพิจารณาถึงระบบเลขฐานสิบหก เลขฐานสิบหกคือระบบตัวเลขตำแหน่งซึ่งใช้เลขฐานสิบหก (ฐาน) เป็น 16 เพื่อแสดงค่าในรูปแบบที่อ่านได้ระบบนี้ใช้สัญลักษณ์ 0-9 เพื่อแทนค่าจากศูนย์ถึงเก้าและสัญลักษณ์ AF เพื่อแสดงค่าตั้งแต่สิบถึงสิบห้า ทุกหลักในเลขฐานสิบหกสามารถแทนค่าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 15
โครงสร้างที่อยู่
ที่อยู่ IPv6 ประกอบด้วย 128 บิตแบ่งออกเป็นแปดบล็อก 16 บิต จากนั้นแต่ละบล็อกจะถูกแปลงเป็นเลขฐานสิบหก 4 หลักคั่นด้วยสัญลักษณ์โคลอน
ตัวอย่างเช่นด้านล่างนี้คือที่อยู่ IPv6 128 บิตที่แสดงในรูปแบบไบนารีและแบ่งออกเป็นบล็อก 16 บิตแปดบล็อก:
0010000000000001 0000000000000000 0011001000110100 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011
จากนั้นแต่ละบล็อกจะถูกแปลงเป็นเลขฐานสิบหกและคั่นด้วยสัญลักษณ์ ':':
2001: 0000: 3238: DFE1: 0063: 0000: 0000: FEFB
แม้ว่าจะแปลงเป็นรูปแบบเลขฐานสิบหกแล้ว แต่ที่อยู่ IPv6 ก็ยังคงยาว IPv6 มีกฎบางอย่างเพื่อย่อที่อยู่ กฎเหล่านี้คือ:
Rule:1 ยกเลิกศูนย์นำหน้า:
ในบล็อก 5, 0063 สามารถละ 0 สองตัวนำหน้าได้เช่น (บล็อกที่ 5):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63: 0000: 0000: FEFB
Rule:2 หากบล็อกอีกสองบล็อกมีศูนย์ติดต่อกันให้ละเว้นทั้งหมดและแทนที่ด้วยเครื่องหมายโคลอนคู่ :: เช่น (บล็อกที่ 6 และ 7):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
บล็อกที่ต่อเนื่องกันของศูนย์สามารถถูกแทนที่ได้เพียงครั้งเดียวโดย :: ดังนั้นหากยังคงมีบล็อกของศูนย์ในแอดเดรสอยู่ก็สามารถลดขนาดลงเหลือศูนย์เดียวเช่น (บล็อกที่ 2):
2544: 0: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
ID อินเทอร์เฟซ
IPv6 มีรูปแบบที่อยู่ Unicast ที่แตกต่างกันสามประเภท ครึ่งหลังของแอดเดรส (64 บิตสุดท้าย) จะใช้สำหรับ Interface ID เสมอ ที่อยู่ MAC ของระบบประกอบด้วย 48 บิตและแสดงเป็นเลขฐานสิบหก ที่อยู่ MAC ถือเป็นการกำหนดที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลก ID อินเทอร์เฟซใช้ประโยชน์จากความเป็นเอกลักษณ์ของที่อยู่ MAC นี้ โฮสต์สามารถกำหนดค่า ID อินเทอร์เฟซโดยอัตโนมัติโดยใช้รูปแบบ Extended Unique Identifier (EUI-64) ของ IEEE ขั้นแรกโฮสต์จะแบ่งที่อยู่ MAC ของตัวเองออกเป็นสองส่วน 24 บิต จากนั้นค่า Hex 16 บิต 0xFFFE จะถูกประกบเข้ากับที่อยู่ MAC ทั้งสองครึ่งซึ่งส่งผลให้ ID อินเทอร์เฟซ 64 บิต
ที่อยู่ Global Unicast
ประเภทที่อยู่นี้เทียบเท่ากับที่อยู่สาธารณะของ IPv4 ที่อยู่ Global Unicast ใน IPv6 สามารถระบุตัวตนได้ทั่วโลกและระบุตำแหน่งได้โดยไม่ซ้ำกัน
Global Routing Prefix: 48 บิตที่สำคัญที่สุดถูกกำหนดให้เป็น Global Routing Prefix ซึ่งกำหนดให้กับระบบอัตโนมัติเฉพาะ สามบิตที่สำคัญที่สุดของ Global Routing Prefix จะถูกตั้งค่าเป็น 001 เสมอ
ที่อยู่ Link-Local
ที่อยู่ IPv6 ที่กำหนดค่าอัตโนมัติเรียกว่าที่อยู่ Link-Local ที่อยู่นี้ขึ้นต้นด้วย FE80 เสมอ ที่อยู่ Link-Local 16 บิตแรกตั้งค่าเป็น 1111 1110 1000 0000 (FE80) เสมอ 48 บิตถัดไปถูกตั้งค่าเป็น 0 ดังนั้น:
ที่อยู่ Link-Local ใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างโฮสต์ IPv6 บนลิงก์ (ส่วนการออกอากาศ) เท่านั้น ที่อยู่เหล่านี้ไม่สามารถกำหนดเส้นทางได้ดังนั้นเราเตอร์จะไม่ส่งต่อที่อยู่เหล่านี้นอกลิงก์
ที่อยู่เฉพาะในท้องถิ่น
ที่อยู่ IPv6 ประเภทนี้ซึ่งแม้ว่าจะไม่ซ้ำกันทั่วโลก แต่ควรใช้ในการสื่อสารในพื้นที่ ที่อยู่นี้มีครึ่งหลังของ ID อินเทอร์เฟซและครึ่งแรกจะแบ่งออกเป็น Prefix, Local Bit, Global ID และ Subnet ID
คำนำหน้าจะถูกตั้งค่าเป็น 1111 110 เสมอ L bit ซึ่งตั้งค่าเป็น 1 หากกำหนดแอดเดรสภายในเครื่อง จนถึงขณะนี้ยังไม่ได้กำหนดความหมายของ L bit ถึง 0 ดังนั้นที่อยู่ IPv6 เฉพาะในเครื่องจะเริ่มต้นด้วย "FD" เสมอ
ขอบเขตของที่อยู่ IPv6 Unicast:
ขอบเขตของ Link-local address จำกัด เฉพาะเซ็กเมนต์ ที่อยู่ในท้องถิ่นที่ไม่ซ้ำกันแม้ว่าจะอยู่ทั่วโลก แต่ไม่ได้ถูกส่งผ่านอินเทอร์เน็ตโดย จำกัด ขอบเขตไว้ที่ขอบเขตขององค์กร ที่อยู่ Global Unicast มีเอกลักษณ์และเป็นที่รู้จักทั่วโลก พวกเขาจะทำให้สาระสำคัญของการกำหนดแอดเดรสอินเทอร์เน็ต v2
เวอร์ชัน 6 มีโครงสร้างที่อยู่ IP ซับซ้อนกว่า IPv4 เล็กน้อย IPv6 สงวนที่อยู่และสัญกรณ์ที่อยู่ไว้เพียงไม่กี่รายการเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ ดูตารางด้านล่าง:
ที่อยู่พิเศษ:
ดังแสดงในตารางด้านบน 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0/128 ที่อยู่ไม่ได้ระบุถึงสิ่งใด ๆ และกล่าวว่าเป็นที่อยู่ที่ไม่ได้ระบุ หลังจากทำให้ง่ายขึ้น 0s ทั้งหมดจะถูกบีบอัดเป็น :: / 128
ใน IPv4 ที่อยู่ 0.0.0.0 พร้อม netmask 0.0.0.0 แสดงถึงเส้นทางเริ่มต้น แนวคิดเดียวกันนี้ยังใช้กับ IPv6 ที่อยู่ 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0 โดย netmask ทั้งหมด 0s แสดงถึงเส้นทางเริ่มต้น หลังจากใช้กฎการจำลอง IPv6 ที่อยู่นี้จะถูกบีบอัดเป็น :: / 0
ที่อยู่ลูปแบ็คใน IPv4 แสดงด้วยซีรีส์ 127.0.0.1 ถึง 127.255.255.255 แต่ใน IPv6 เฉพาะที่อยู่ 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 1/128 แทนที่อยู่ลูปแบ็ค หลังจากการจำลองที่อยู่ลูปแบ็คสามารถแสดงเป็น :: 1/128
ที่อยู่หลายผู้รับที่สงวนไว้สำหรับโปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง:
ตารางด้านบนแสดงที่อยู่แบบหลายผู้รับที่สงวนไว้ซึ่งใช้โดยโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางภายใน
ที่อยู่ทั้งหมดถูกสงวนไว้ในรูปแบบ IPv4 ที่คล้ายกัน
ที่อยู่แบบหลายผู้รับที่สงวนไว้สำหรับเราเตอร์ / โหนด:
ที่อยู่เหล่านี้ช่วยให้เราเตอร์และโฮสต์สามารถพูดคุยกับเราเตอร์และโฮสต์ที่มีอยู่ในเซ็กเมนต์โดยไม่ต้องกำหนดค่าด้วยที่อยู่ IPv6 โฮสต์ใช้การกำหนดค่าอัตโนมัติตาม EUI-64 เพื่อกำหนดค่าที่อยู่ IPv6 ด้วยตนเองจากนั้นจึงพูดคุยกับโฮสต์ / เราเตอร์ที่มีอยู่ในเซ็กเมนต์โดยใช้ที่อยู่เหล่านี้
ความน่าอัศจรรย์ของ IPv6 อยู่ที่ส่วนหัว ที่อยู่ IPv6 มีขนาดใหญ่กว่า IPv4 4 เท่า แต่ส่วนหัวของ IPv6 ใหญ่กว่า IPv4 เพียง 2 เท่า ส่วนหัว IPv6 มีส่วนหัวคงที่หนึ่งส่วนและส่วนหัวเสริม (ส่วนขยาย) เป็นศูนย์หรือมากกว่า ข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับเราเตอร์จะถูกเก็บไว้ใน Fixed Header ส่วนหัวของส่วนขยายมีข้อมูลที่เป็นทางเลือกซึ่งช่วยให้เราเตอร์เข้าใจวิธีจัดการแพ็คเก็ต / โฟลว์
ส่วนหัวคงที่
ส่วนหัวคงที่ของ IPv6 มีความยาว 40 ไบต์และมีข้อมูลต่อไปนี้
| SN | ฟิลด์และคำอธิบาย |
|---|---|
| 1 | Version (4 บิต): แสดงถึงเวอร์ชันของ Internet Protocol คือ 0110 |
| 2 | Traffic Class(8 บิต): 8 บิตเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองส่วน 6 บิตที่สำคัญที่สุดใช้สำหรับประเภทของบริการซึ่งจะบอกเราเตอร์ว่าควรให้บริการใดกับแพ็กเก็ตนี้ มีการใช้ 2 บิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดสำหรับ Explicit Congestion Notification (ECN) |
| 3 | Flow Label(20 บิต): เลเบลนี้ใช้เพื่อรักษาการไหลตามลำดับของแพ็กเก็ตที่เป็นของการสื่อสาร ซอร์สจะติดป้ายกำกับลำดับซึ่งช่วยให้เราเตอร์ระบุว่าแพ็กเก็ตนี้เป็นของโฟลว์ข้อมูลเฉพาะ ฟิลด์นี้ช่วยหลีกเลี่ยงการจัดลำดับแพ็กเก็ตข้อมูลซ้ำ ออกแบบมาสำหรับสื่อสตรีมมิ่ง / เรียลไทม์ |
| 4 | Payload Length(16 บิต): ฟิลด์นี้ใช้เพื่อบอกเราเตอร์ว่าแพ็กเก็ตนี้มีข้อมูลเท่าใดในเพย์โหลด Payload ประกอบด้วย Extension Headers และ Upper Layer data ด้วย 16 บิตสามารถระบุได้ถึง 65535 ไบต์ แต่ถ้าส่วนขยายมีส่วนหัวของส่วนขยายแบบ Hop-by-Hop มากกว่าน้ำหนักบรรทุกอาจเกิน 65535 ไบต์และฟิลด์นี้ถูกตั้งค่าเป็น 0 |
| 5 | Next Header(8 บิต): ฟิลด์นี้ใช้เพื่อระบุชนิดของส่วนขยายส่วนหัวหรือหากไม่มีส่วนหัวของส่วนขยายแสดงว่ามี PDU ชั้นบน ค่าสำหรับประเภทของ Upper Layer PDU จะเหมือนกับของ IPv4 |
| 6 | Hop Limit(8 บิต): ฟิลด์นี้ใช้เพื่อหยุดแพ็กเก็ตเพื่อวนซ้ำในเครือข่ายแบบไม่สิ้นสุด ซึ่งเหมือนกับ TTL ใน IPv4 ค่าของฟิลด์ขีด จำกัด การกระโดดจะลดลง 1 เมื่อส่งผ่านลิงค์ (เราเตอร์ / ฮอป) เมื่อฟิลด์ถึง 0 แพ็คเก็ตจะถูกทิ้ง |
| 7 | Source Address (128 บิต): ฟิลด์นี้ระบุที่อยู่ของผู้สร้างแพ็กเก็ต |
| 8 | Destination Address (128 บิต): ฟิลด์นี้ระบุแอดเดรสของผู้รับที่ต้องการของแพ็กเก็ต |
ส่วนหัวของส่วนขยาย
ใน IPv6 ส่วนหัวคงที่มีเฉพาะข้อมูลที่จำเป็นและหลีกเลี่ยงข้อมูลที่ไม่จำเป็นหรือแทบไม่ได้ใช้ ข้อมูลดังกล่าวทั้งหมดจะอยู่ระหว่างส่วนหัวคงที่และส่วนหัวของชั้นบนในรูปแบบของส่วนหัวส่วนขยาย ส่วนหัวของส่วนขยายแต่ละรายการถูกระบุโดยค่าที่แตกต่างกัน
เมื่อใช้ Extension Headers ฟิลด์ Next Header ของ IPv6 Fixed Header จะชี้ไปที่ส่วนหัวส่วนขยายแรก หากมีส่วนหัวของส่วนขยายอีกหนึ่งช่องฟิลด์ 'ส่วนหัวถัดไป' ของส่วนขยายแรกจะชี้ไปที่ส่วนที่สองและอื่น ๆ ฟิลด์ 'Next-Header' ของส่วนขยายสุดท้ายชี้ไปที่ Upper Layer Header ดังนั้นส่วนหัวทั้งหมดจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในลักษณะรายการที่เชื่อมโยง
หากช่อง Next Header มีค่า 59 แสดงว่าไม่มีส่วนหัวหลังจากส่วนหัวนี้ไม่มีแม้แต่ Upper Layer Header
ต้องรองรับส่วนหัวส่วนขยายต่อไปนี้ตาม RFC 2460:
ลำดับของส่วนหัวส่วนขยายควรเป็น:
ส่วนหัวเหล่านี้:
1. ควรดำเนินการโดยจุดหมายแรกและปลายทางที่ตามมา
2. ควรดำเนินการโดย Final Destination
ส่วนหัวของส่วนขยายจะถูกจัดเรียงทีละรายการในลักษณะรายการที่เชื่อมโยงดังที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง:
ใน IPv4 โฮสต์ที่ต้องการสื่อสารกับโฮสต์อื่น ๆ บนเครือข่ายก่อนอื่นจำเป็นต้องมีที่อยู่ IP ที่ได้มาไม่ว่าจะด้วย DHCP หรือโดยการกำหนดค่าด้วยตนเอง ทันทีที่โฮสต์มีที่อยู่ IP ที่ถูกต้องบางส่วนก็สามารถพูดคุยกับโฮสต์ใดก็ได้บนซับเน็ต ในการสื่อสารบนเลเยอร์ 3 โฮสต์ต้องทราบที่อยู่ IP ของโฮสต์อื่นด้วย การสื่อสารบนลิงค์สร้างขึ้นโดยใช้ที่อยู่ MAC ที่ฝังอยู่ในฮาร์ดแวร์ หากต้องการทราบที่อยู่ MAC ของโฮสต์ที่ทราบที่อยู่ IP โฮสต์จะส่งการออกอากาศ ARP และในการเปลี่ยนกลับโฮสต์ที่ต้องการจะส่งที่อยู่ MAC กลับ
ใน IPv6 ไม่มีกลไกการออกอากาศ ไม่จำเป็นสำหรับโฮสต์ที่เปิดใช้งาน IPv6 เพื่อรับที่อยู่ IP จาก DHCP หรือกำหนดค่าด้วยตนเอง แต่สามารถกำหนดค่า IP ของตัวเองโดยอัตโนมัติได้ แล้วโฮสต์จะสื่อสารกับผู้อื่นบนเครือข่ายที่เปิดใช้งาน IPv6 ได้อย่างไร?
ARP ถูกแทนที่ด้วย ICMPv6 Neighbor Discovery Protocol
Neighbor Discovery Protocol
โฮสต์ในเครือข่าย IPv6 สามารถกำหนดค่าตัวเองโดยอัตโนมัติด้วยที่อยู่ลิงค์ภายในที่ไม่ซ้ำกัน ทันทีที่ติดตั้งที่อยู่ IPv6 มันจะเข้าร่วมกลุ่มมัลติคาสต์หลายกลุ่ม การสื่อสารทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับส่วนนั้นเกิดขึ้นกับที่อยู่แบบหลายผู้รับเท่านั้น โฮสต์ผ่านชุดของสถานะใน IPv6:
Neighbor Solicitation: หลังจากกำหนดค่า IPv6 ทั้งหมดด้วยตนเองหรือโดยเซิร์ฟเวอร์ DHCP หรือโดยการกำหนดค่าอัตโนมัติโฮสต์จะส่งข้อความ Neighbor Solicitation ไปยัง FF02 :: 1/16 ที่อยู่มัลติคาสต์สำหรับที่อยู่ IPv6 ทั้งหมดเพื่อให้ทราบว่าไม่มีใครครอบครองที่อยู่เดียวกัน ที่อยู่
DAD (Duplicate Address Detection): เมื่อโฮสต์ไม่รับฟังสิ่งใด ๆ จากส่วนที่เกี่ยวกับข้อความการชักชวนเพื่อนบ้านจะถือว่าไม่มีที่อยู่ที่ซ้ำกันในกลุ่ม
Neighbor Advertisement: หลังจากกำหนดที่อยู่ให้กับอินเทอร์เฟซและสร้างและรันแล้วโฮสต์จะส่งข้อความโฆษณาเพื่อนบ้านอีกครั้งเพื่อบอกโฮสต์อื่น ๆ ทั้งหมดในเซ็กเมนต์ว่าได้กำหนดที่อยู่ IPv6 เหล่านั้นให้กับอินเทอร์เฟซ
เมื่อโฮสต์เสร็จสิ้นด้วยการกำหนดค่าที่อยู่ IPv6 มันจะทำสิ่งต่อไปนี้:
Router Solicitation: โฮสต์ส่งแพ็คเก็ตมัลติคาสต์การชักชวนเราเตอร์ (FF02 :: 2/16) ออกไปที่เซ็กเมนต์เพื่อให้ทราบว่ามีเราเตอร์ใด ๆ ในส่วนนี้ สิ่งนี้ช่วยโฮสต์ในการกำหนดค่าเราเตอร์เป็นเกตเวย์เริ่มต้น หากเราเตอร์เกตเวย์เริ่มต้นหยุดทำงานโฮสต์สามารถเปลี่ยนไปใช้เราเตอร์ใหม่และทำให้เป็นเกตเวย์เริ่มต้นได้
Router Advertisement: เมื่อเราเตอร์ได้รับข้อความการชักชวนเราเตอร์มันจะตอบกลับไปยังโฮสต์ที่โฆษณาว่ามีอยู่บนลิงก์นั้น
Redirect: นี่อาจเป็นสถานการณ์ที่เราเตอร์ได้รับคำขอการชักชวนเราเตอร์ แต่ทราบว่าไม่ใช่เกตเวย์ที่ดีที่สุดสำหรับโฮสต์ ในสถานการณ์เช่นนี้เราเตอร์จะส่งข้อความ Redirect กลับไปโดยแจ้งให้โฮสต์ทราบว่ามีเราเตอร์ 'next-hop' ที่ดีกว่า Next-hop คือที่ที่โฮสต์จะส่งข้อมูลที่กำหนดปลายทางไปยังโฮสต์ซึ่งไม่ได้อยู่ในเซ็กเมนต์เดียวกัน
ใน IPv4 แอดเดรสถูกสร้างขึ้นในคลาส ที่อยู่ IPv4 แบบคลาสสิกกำหนดบิตที่ใช้สำหรับคำนำหน้าเครือข่ายและบิตที่ใช้สำหรับโฮสต์บนเครือข่ายนั้นอย่างชัดเจน ในการซับเน็ตใน IPv4 เราเล่นกับ netmask ที่เป็นคลาสดีฟอลต์ซึ่งอนุญาตให้เรายืมบิตของโฮสต์เพื่อใช้เป็นซับเน็ตบิต ส่งผลให้เกิดเครือข่ายย่อยหลายเครือข่าย แต่มีโฮสต์น้อยกว่าต่อเครือข่ายย่อย นั่นคือเมื่อเรายืมบิตโฮสต์เพื่อสร้างซับเน็ตที่ทำให้เราเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่าเพื่อใช้สำหรับที่อยู่โฮสต์
ที่อยู่ IPv6 ใช้ 128 บิตเพื่อแสดงที่อยู่ซึ่งรวมถึงบิตที่จะใช้สำหรับซับเน็ต ครึ่งหลังของที่อยู่ (64 บิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด) จะใช้สำหรับโฮสต์เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่มีการประนีประนอมหากเราซับเน็ตเครือข่าย
ซับเน็ต 16 บิตเทียบเท่ากับเครือข่ายคลาส B ของ IPv4 การใช้ซับเน็ตบิตองค์กรเหล่านี้สามารถมีเครือข่ายย่อยได้มากกว่า 65 พันแห่งซึ่งมากเกินพอ
ดังนั้นคำนำหน้าเส้นทางคือ / 64 และส่วนโฮสต์คือ 64 บิต แม้ว่าเราจะสามารถซับเน็ตเครือข่ายได้มากกว่า 16 บิตของ Subnet ID ยืมบิตโฮสต์ แต่ขอแนะนำว่าควรใช้ 64 บิตสำหรับที่อยู่โฮสต์เสมอเนื่องจากการกำหนดค่าอัตโนมัติต้องใช้ 64 บิต
ซับเน็ต IPv6 ทำงานบนแนวคิดเดียวกับ Variable Length Subnet Masking ใน IPv4
/ 48 คำนำหน้าสามารถจัดสรรให้กับองค์กรได้โดยให้ประโยชน์ของการมีคำนำหน้าเครือข่ายย่อยสูงสุด / 64 ซึ่งเป็นเครือข่ายย่อย 65535 ซึ่งแต่ละเครือข่ายมี 2 64โฮสต์ คำนำหน้า A / 64 สามารถกำหนดให้กับการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดซึ่งมีเพียงสองโฮสต์ (หรืออุปกรณ์ที่เปิดใช้งาน IPv6) บนลิงก์
ปัญหาหนึ่งในการเปลี่ยนจาก IPv4 เป็น IPv6 โดยสิ้นเชิงคือ IPv6 ไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่ไซต์อยู่บน IPv6 หรือไม่ใช่ แตกต่างจากการใช้เทคโนโลยีใหม่ที่เทคโนโลยีใหม่กว่าสามารถทำงานร่วมกันได้ดังนั้นระบบเก่าจึงยังคงสามารถทำงานร่วมกับระบบใหม่ได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม
เพื่อเอาชนะการมาในระยะสั้นนี้มีเทคโนโลยีบางอย่างที่สามารถใช้ในการเปลี่ยนจาก IPv4 ไปเป็น IPv6 อย่างช้าๆและราบรื่น:
เราเตอร์แบบ Dual Stack
เราเตอร์สามารถติดตั้งได้โดยมีทั้งที่อยู่ IPv4 และ IPv6 ที่กำหนดค่าไว้บนอินเทอร์เฟซที่ชี้ไปยังเครือข่ายของโครงร่าง IP ที่เกี่ยวข้อง
ในแผนภาพด้านบนเซิร์ฟเวอร์ที่มี IPv4 และที่อยู่ IPv6 ที่กำหนดค่าไว้ตอนนี้สามารถพูดคุยกับโฮสต์ทั้งหมดบนเครือข่าย IPv4 และเครือข่าย IPv6 ด้วยความช่วยเหลือของ Dual Stack Router Dual Stack Router สามารถสื่อสารกับทั้งสองเครือข่ายและเป็นสื่อกลางสำหรับโฮสต์ในการเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์โดยไม่ต้องเปลี่ยนเวอร์ชัน IP ที่เกี่ยวข้อง
การขุดอุโมงค์
ในสถานการณ์ที่มีเวอร์ชัน IP ที่แตกต่างกันบนเส้นทางกลางหรือเครือข่ายการขนส่งการทันเนลจะเป็นโซลูชันที่ดีกว่าซึ่งข้อมูลของผู้ใช้สามารถส่งผ่านเวอร์ชัน IP ที่ไม่รองรับได้
แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าเครือข่าย IPv4 ระยะไกลสองเครือข่ายสามารถสื่อสารผ่าน Tunnel ได้อย่างไรซึ่งเครือข่ายการขนส่งอยู่บน IPv6 ในทางกลับกันยังเป็นไปได้ที่เครือข่ายการขนส่งอยู่บน IPv6 และไซต์ระยะไกลที่ตั้งใจจะสื่อสารอยู่บน IPv4
การแปลโปรโตคอล NAT
นี่เป็นอีกวิธีหนึ่งที่สำคัญในการเปลี่ยนไปใช้ IPv6 โดยใช้อุปกรณ์ที่เปิดใช้งาน NAT-PT (Network Address Translation - Protocol Translation) ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ NAT-PT การแปลงจริงจะเกิดขึ้นระหว่างแพ็กเก็ต IPv4 และ IPv6 และในทางกลับกัน ดูแผนภาพด้านล่าง:
โฮสต์ที่มีที่อยู่ IPv4 ส่งคำขอไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่เปิดใช้งาน IPv6 บนอินเทอร์เน็ตซึ่งไม่เข้าใจที่อยู่ IPv4 ในสถานการณ์นี้อุปกรณ์ NAT-PT สามารถช่วยสื่อสารได้ เมื่อโฮสต์ IPv4 ส่งแพ็กเก็ตคำขอไปยังเซิร์ฟเวอร์ IPv6 อุปกรณ์ NAT-PT / เราเตอร์ตัดแพ็กเก็ต IPv4 ลบส่วนหัว IPv4 และเพิ่มส่วนหัว IPv6 และส่งผ่านอินเทอร์เน็ต เมื่อการตอบสนองจากเซิร์ฟเวอร์ IPv6 มาสำหรับโฮสต์ IPv4 เราเตอร์จะทำในทางกลับกัน
เมื่อโฮสต์เชื่อมต่อกับลิงค์หรือเครือข่ายเดียวโฮสต์จะได้รับที่อยู่ IP และการสื่อสารทั้งหมดจะเกิดขึ้นโดยใช้ที่อยู่ IP นั้นบนลิงก์นั้น ทันทีที่โฮสต์เดียวกันเปลี่ยนตำแหน่งทางกายภาพนั่นคือย้ายไปยังพื้นที่ / เครือข่ายย่อย / เครือข่าย / ลิงค์ที่แตกต่างกันที่อยู่ IP ของมันจะเปลี่ยนไปตามนั้นและการสื่อสารทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนโฮสต์โดยใช้ที่อยู่ IP เก่าจะหยุด
การเคลื่อนย้าย IPv6 จัดเตรียมกลไกที่จัดเตรียมโฮสต์ที่มีความสามารถในการท่องไปมาท่ามกลางลิงก์ต่างๆโดยไม่สูญเสียการสื่อสาร / การเชื่อมต่อและที่อยู่ IP
หลายหน่วยงานมีส่วนเกี่ยวข้องในเทคโนโลยีนี้:
Mobile Node: อุปกรณ์ที่ต้องการความคล่องตัว IPv6
Home Link: ลิงก์นี้ได้รับการกำหนดค่าด้วยคำนำหน้าเครือข่ายย่อยที่บ้านและนี่คือที่ที่อุปกรณ์ Mobile IPv6 ได้รับที่อยู่บ้าน
Home Address: นี่คือที่อยู่ที่ Mobile Node ได้มาจาก Home Link นี่คือที่อยู่ถาวรของ Mobile Node หาก Mobile Node ยังคงอยู่ใน Home Link เดียวกันการสื่อสารระหว่างเอนทิตีต่างๆจะเกิดขึ้นตามปกติ
Home Agent: นี่คือเราเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นผู้รับจดทะเบียน Mobile Nodes Home Agent เชื่อมต่อกับ Home Link และดูแลรักษาข้อมูลเกี่ยวกับ Mobile Nodes ทั้งหมดที่อยู่บ้านและที่อยู่ IP ปัจจุบัน
Foreign Link: ลิงก์อื่นใดที่ไม่ใช่ลิงก์หลักของโหนดมือถือ
Care-of Address: เมื่อ Mobile Node เชื่อมต่อกับ Foreign Link จะได้รับที่อยู่ IP ใหม่ของเครือข่ายย่อยของ Foreign Link นั้น Home Agent จะเก็บรักษาข้อมูลทั้งที่อยู่บ้านและที่อยู่ดูแล สามารถกำหนดที่อยู่ Care-of หลายรายการให้กับ Mobile Node ได้ แต่ที่อยู่ Care-of เพียงแห่งเดียวเท่านั้นที่มีผลผูกพันกับที่อยู่บ้าน
Correspondent Node: อุปกรณ์เปิดใช้งาน IPv6 ใด ๆ ที่ตั้งใจจะให้มีการสื่อสารกับ Mobile Node
การทำงานของ Mobility
เมื่อ Mobile Node อยู่ใน Home Link การสื่อสารทั้งหมดจะเกิดขึ้นตามที่อยู่บ้าน ดังแสดงด้านล่าง:
เมื่อ Mobile Node ออกจาก Home Link และเชื่อมต่อกับ Foreign Link บางส่วนฟีเจอร์ Mobility ของ IPv6 จะเข้ามามีบทบาท หลังจากเชื่อมต่อกับ Foreign Link แล้ว Mobile Node จะได้รับที่อยู่ IPv6 จาก Foreign Link ที่อยู่นี้เรียกว่า Care-of Address Mobile Node ส่งคำขอผูกมัดไปยัง Home Agent พร้อมกับ Care-of Address ใหม่ Home Agent ผูกที่อยู่บ้านของ Mobile Node กับ Care-of Address เพื่อสร้าง Tunnel ระหว่างทั้งสอง
เมื่อใดก็ตามที่ Correspondent Node พยายามสร้างการเชื่อมต่อกับ Mobile Node (ในที่อยู่บ้าน) Home Agent จะสกัดกั้นแพ็กเก็ตและส่งต่อไปยังที่อยู่ Care-of Address ของ Mobile Node บน Tunnel ที่สร้างขึ้นแล้ว
การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทาง
เมื่อโหนดผู้สื่อข่าวเริ่มต้นการสื่อสารโดยส่งแพ็กเก็ตไปยัง Mobile Node บนที่อยู่โฮมแพ็กเก็ตเหล่านี้จะถูกปรับไปยัง Mobile Node โดย Home Agent ในโหมด Route Optimization เมื่อ Mobile Node ได้รับแพ็กเก็ตจาก Correspondent Node จะไม่ส่งต่อการตอบกลับไปยัง Home Agent แต่จะส่งแพ็กเก็ตโดยตรงไปยัง Correspondent Node โดยใช้ที่อยู่บ้านเป็นที่อยู่ต้นทาง โหมดนี้เป็นทางเลือกและไม่ได้ใช้โดยค่าเริ่มต้น
แนวคิดการกำหนดเส้นทางยังคงเหมือนเดิมในกรณีของ IPv6 แต่โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเกือบทั้งหมดได้รับการกำหนดใหม่ตามนั้น เราได้เห็นในการสื่อสารในส่วน IPv6 ว่าโฮสต์พูดกับเกตเวย์อย่างไร การกำหนดเส้นทางเป็นกระบวนการส่งต่อข้อมูลที่กำหนดเส้นทางได้โดยเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดจากเส้นทางที่มีอยู่หลายเส้นทางหรือเส้นทางไปยังปลายทาง เราเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ส่งต่อข้อมูลที่ไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจน
โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางมีอยู่สองรูปแบบ
Distance Vector Routing Protocol: เราเตอร์ที่รันโปรโตคอลเวกเตอร์ระยะทางโฆษณาเส้นทางที่เชื่อมต่อและเรียนรู้เส้นทางใหม่จากเพื่อนบ้าน ต้นทุนการกำหนดเส้นทางไปยังปลายทางคำนวณโดยวิธีกระโดดระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยทั่วไปเราเตอร์จะอาศัยเพื่อนบ้านในการเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดหรือที่เรียกว่า“ การกำหนดเส้นทางตามข่าวลือ” RIP และ BGP คือ Distance Vector Protocols
Link-State Routing Protocol: โปรโตคอลนี้รับทราบสถานะของลิงก์และโฆษณาไปยังเพื่อนบ้าน ข้อมูลเกี่ยวกับลิงก์ใหม่สามารถเรียนรู้ได้จากเราเตอร์เพียร์ หลังจากข้อมูลการกำหนดเส้นทางทั้งหมดถูกรวมเข้าด้วยกัน Link-State Routing Protocol จะใช้อัลกอริทึมของตัวเองเพื่อคำนวณเส้นทางที่ดีที่สุดไปยังลิงก์ที่มีอยู่ทั้งหมด OSPF และ IS-IS เป็นโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางสถานะลิงก์และทั้งสองใช้อัลกอริทึมที่สั้นที่สุดของเส้นทางแรกของ Dijkstra
โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:
Interior Routing Protocol: โปรโตคอลในหมวดหมู่นี้ใช้ภายในระบบอิสระหรือองค์กรเพื่อกระจายเส้นทางระหว่างเราเตอร์ทั้งหมดภายในขอบเขต ตัวอย่าง: RIP, OSPF
Exterior Routing Protocol: ในขณะที่โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางภายนอกจะกระจายข้อมูลการกำหนดเส้นทางระหว่างสองระบบหรือองค์กรอิสระที่แตกต่างกัน ตัวอย่าง: BGP
โปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง
RIPng
RIPng ย่อมาจาก Routing Information Protocol Next Generation นี่คือโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางภายในและเป็นโปรโตคอลเวกเตอร์ระยะทาง RIPng ได้รับการอัปเกรดเพื่อรองรับ IPv6
OSPFv3
BGPv4
BGP ย่อมาจาก Border Gateway Protocol เป็นโปรโตคอลภายนอกภายนอกแบบเปิดมาตรฐานเดียวที่มีอยู่ BGP เป็นโปรโตคอล Distance Vector ซึ่งใช้ระบบ Autonomous เป็นตัวชี้วัดการคำนวณแทนที่จะใช้จำนวนเราเตอร์เป็น Hop BGPv4 เป็นการอัปเกรด BGP เพื่อรองรับการกำหนดเส้นทาง IPv6
Open Shortest Path First version 3 คือ Interior Routing Protocol ซึ่งได้รับการแก้ไขเพื่อรองรับ IPv6 นี่คือ Link-State Protocol และใช้อัลกอริทึม Shortest Path First ของ Djikrasta เพื่อคำนวณเส้นทางที่ดีที่สุดไปยังปลายทางทั้งหมด
เปลี่ยนโปรโตคอลเพื่อรองรับ IPv6:
ICMPv6: Internet Control Message Protocol เวอร์ชัน 6 เป็นการปรับใช้ ICMP เพื่อรองรับข้อกำหนด IPv6 โปรโตคอลนี้ใช้สำหรับฟังก์ชั่นการวินิจฉัยข้อผิดพลาดและข้อความข้อมูลวัตถุประสงค์ทางสถิติ Neighbor Discovery Protocol ของ ICMPv6 จะแทนที่ ARP และช่วยค้นหาเพื่อนบ้านและเราเตอร์บนลิงก์
DHCPv6: Dynamic Host Configuration Protocol เวอร์ชัน 6 คือการนำ DHCP ไปใช้ แม้ว่าโฮสต์ที่เปิดใช้งาน IPv6 จะไม่ต้องการเซิร์ฟเวอร์ DHCPv6 ใด ๆ ในการรับที่อยู่ IP เนื่องจากสามารถกำหนดค่าอัตโนมัติได้ พวกเขาไม่จำเป็นต้องใช้ DHCPv6 เพื่อค้นหาเซิร์ฟเวอร์ DNS เนื่องจากสามารถค้นพบและกำหนดค่า DNS ผ่าน ICMPv6 Neighbor Discovery Protocol ยังสามารถใช้ DHCPv6 Server เพื่อให้ข้อมูลเหล่านี้ได้
DNS: ไม่มี DNS เวอร์ชันใหม่ แต่ตอนนี้มีการติดตั้งส่วนขยายเพื่อรองรับการสืบค้นที่อยู่ IPv6 เพิ่มระเบียน AAAA (quad-A) ใหม่เพื่อตอบกลับข้อความค้นหา IPv6 ตอนนี้ DNS สามารถตอบกลับด้วย IP ทั้งสองเวอร์ชัน (4 และ 6) โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสืบค้น
IPv4 ตั้งแต่ปี 1982 เป็นผู้นำด้านอินเทอร์เน็ตที่ไม่มีปัญหา ด้วยการหมดพื้นที่แอดเดรสของ IPv4 ตอนนี้ IPv6 กำลังเข้าควบคุมอินเทอร์เน็ตซึ่งเรียกว่า Internet2
IPv4 ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางและการย้ายไปยัง IPv6 ไม่ใช่เรื่องง่าย จนถึงขณะนี้ IPv6 สามารถเจาะพื้นที่ที่อยู่ของ IPv4 ได้น้อยกว่า 1%
โลกได้เฉลิมฉลอง 'วัน IPv6 โลก' ในวันที่ 8 มิถุนายน 2554 โดยมีจุดประสงค์เพื่อทดสอบที่อยู่ IPv6 ผ่านอินเทอร์เน็ตอย่างเต็มรูปแบบ เมื่อวันที่ 6 มิถุนายน 2555 ชุมชนอินเทอร์เน็ตได้เปิดตัว IPv6 อย่างเป็นทางการ วันนี้ ISP ทั้งหมดที่เสนอ IPv6 ต้องเปิดใช้งานบนโดเมนสาธารณะและเปิดใช้งานต่อไป ผู้ผลิตอุปกรณ์ทั้งหมดยังมีส่วนร่วมในการนำเสนอ IPv6 โดยค่าเริ่มต้นที่เปิดใช้งานบนอุปกรณ์
นี่เป็นขั้นตอนหนึ่งในการส่งเสริมให้ชุมชนอินเทอร์เน็ตย้ายไปใช้ IPv6
องค์กรมีวิธีมากมายในการย้ายจาก IPv4 ไปเป็น IPv6 นอกจากนี้องค์กรยินดีที่จะทดสอบ IPv6 ก่อนที่จะโอนย้ายโดยสมบูรณ์สามารถรันทั้ง IPv4 และ IPv6 พร้อมกันได้ เครือข่ายของ IP เวอร์ชันต่างๆสามารถสื่อสารกันได้และข้อมูลผู้ใช้สามารถปรับให้เดินไปอีกด้านหนึ่งได้
อนาคตของ IPv6
อินเทอร์เน็ตที่เปิดใช้งาน IPv6 เวอร์ชัน 2 จะแทนที่อินเทอร์เน็ตที่เปิดใช้งาน IPv4 ในปัจจุบัน เมื่ออินเทอร์เน็ตเปิดตัวด้วย IPv4 ประเทศที่พัฒนาแล้วเช่นสหรัฐอเมริกาและยุโรปใช้พื้นที่ขนาดใหญ่กว่าของ IPv4 สำหรับการปรับใช้อินเทอร์เน็ตในประเทศของตนโดยคำนึงถึงความจำเป็นในอนาคต แต่อินเทอร์เน็ตระเบิดไปทุกหนทุกแห่งที่เข้าถึงและเชื่อมต่อทุกประเทศทั่วโลกเพิ่มความต้องการพื้นที่ที่อยู่ IPv4 เป็นผลให้จนถึงทุกวันนี้ในสหรัฐอเมริกาและยุโรปมีพื้นที่ที่อยู่ IPv4 เหลืออยู่จำนวนมากและประเทศต่างๆเช่นอินเดียและจีนจะต้องจัดการกับความต้องการพื้นที่ IP ของตนโดยการปรับใช้ IPv6
การติดตั้ง IPv6 ส่วนใหญ่กำลังดำเนินการนอกสหรัฐอเมริกายุโรป อินเดียและจีนกำลังเดินหน้าเปลี่ยนพื้นที่ทั้งหมดเป็น IPv6 จีนได้ประกาศแผนการปรับใช้ 5 ปีในชื่อ China Next Generation Internet
หลังจากวันที่ 6 มิถุนายน 2012 ISP รายใหญ่ทั้งหมดได้เปลี่ยนไปใช้ IPv6 และส่วนที่เหลือยังคงเคลื่อนไหวอยู่
IPv6 มีพื้นที่แอดเดรสกว้างขวางและออกแบบมาเพื่อขยายบริการอินเทอร์เน็ตในปัจจุบัน คุณสมบัติที่หลากหลายของอินเทอร์เน็ตที่เปิดใช้งาน IPv6 เวอร์ชัน 2 อาจให้ผลมากกว่าที่คาดไว้