يعتمد عالم الشبكات على بروتوكول الإنترنت (IP)، وهو مجموعة من القواعد التي تحدد كيفية إرسال حزم البيانات واستقبالها ومعالجتها عبر الشبكات. بمرور الوقت، ازداد الطلب على عناوين IP بشكل كبير، مما أدى إلى التطور من IPv4 إلى IPv6. تستكشف هذه المدونة IPv4 مقابل IPv6: ما الفرق بينهما؟ مثل، مزايا كل منهما، ولماذا يعتبر IPv6 مستقبل الإنترنت.
جدول المحتويات
ما هو بروتوكول الإنترنت (IP)؟
بروتوكول الإنترنت (IP) هو مجموعة من القواعد التي تحكم كيفية إرسال البيانات واستقبالها عبر الشبكات. وباعتباره العمود الفقري للإنترنت، فإنه يسهل الاتصال بين الأجهزة من خلال توفير عناوين فريدة وإدارة توجيه حزم البيانات. يقوم كل جهاز متصل بالشبكة بتعيين عنوان IP لنفسه، مما يضمن وصول المعلومات إلى الوجهة الصحيحة.
كيف بروتوكول الإنترنت يعمل:
العنوان: يقوم جهاز الشبكة بتعيين معرف فريد لكل جهاز، وهو عنوان IP (على سبيل المثال، 192.168.1.1.1 لـ IPv4 أو سلسلة سداسية عشرية أطول لـ IPv6). وهذا يضمن قدرة الأجهزة على إرسال البيانات واستقبالها دون تشويش.
الحزم: يقوم النظام بتقسيم البيانات الكبيرة إلى أجزاء أصغر تسمى حزم، تحتوي كل منها على عناوين IP المصدر والوجهة.
التوجيه: تنتقل هذه الحزم عبر سلسلة من الموجهات والمفاتيح، باستخدام عنوان IP لتوجيهها إلى وجهتها.
إعادة التجميع: في الوجهة، يقوم النظام بإعادة تجميع الحزم في شكلها الأصلي.
إصدارات بروتوكول الإنترنت:
IPv4 (إصدار بروتوكول الإنترنت 4): الإصدار الأكثر استخدامًا، ويتميز بنظام عناوينه المكون من 32 بت.
IPv6 (الإصدار 6 من بروتوكول الإنترنت): البروتوكول الأحدث المصمم للتغلب على قيود IPv4 بمساحة عنوان 128 بت وميزات محسّنة.
ما هو IPv4؟
ما هو IPv4؟
أنشأ فريق عمل هندسة الإنترنت (IETF) IPv4، أو بروتوكول الإنترنت الإصدار 4، باعتباره التكرار الرابع لبروتوكول الإنترنت في عام 1983. وهو يشكل العمود الفقري لاتصالات الإنترنت الحديثة، حيث يعمل كبروتوكول أساسي لتعيين عناوين رقمية فريدة للأجهزة. مع بنية عنوان 32 بت، يسمح IPv4 بحوالي 4.3 مليار عنوان فريد.
ونظراً لبساطة تصميمه واعتماده في وقت مبكر، أصبح IPv4 البروتوكول الأكثر تطبيقاً على نطاق واسع للاتصالات الشبكية. يتم استخدامه لتحديد الأجهزة على الشبكة، مما يضمن توجيه حزم البيانات بشكل صحيح من المرسل إلى المستقبل.
رؤية موسعة:
- عادةً ما يتم عرض عناوين IPv4 بتنسيق عشري منقط، مثل
192.168.0.1. - وهو يدعم ميزات مثل الشبكة الفرعية، التي تقسم الشبكة الكبيرة إلى شرائح أصغر يمكن التحكم فيها.
- على الرغم من محدودية IPv4 في مساحة العنوان، قام مسؤولو الشبكات بتطبيق تقنيات مثل ترجمة عناوين الشبكة (NAT) على نطاق واسع لتوسيع نطاق قابليتها للاستخدام.
إيجابيات وسلبيات IPv4
الإيجابيات:
- اعتماد واسع النطاق: على مدى عقود، أثبت بروتوكول IPv4 نفسه كمعيار فعلي، مما يضمن دعمه عبر جميع أجهزة الشبكة والأنظمة والبرامج تقريبًا.
- البساطة: نظام العناوين 32 بت مباشر، مما يجعل IPv4 سهل التكوين والتنفيذ.
- التوافق: نظرًا لاستخدامه على نطاق واسع، فإنه يضمن إمكانية التشغيل البيني عبر بيئات الشبكة المختلفة.
السلبيات:
- استنفاد العنوان: لقد أدى التوسع السريع في الأجهزة المتصلة بالإنترنت (مثل أدوات إنترنت الأشياء والهواتف الذكية) إلى استنفاد حد الـ 4.3 مليار عنوان تقريبًا، مما يستلزم حلولاً مثل IPv6.
- القيود الأمنية: لم يتم تصميم IPv4 مع وضع الاحتياجات الأمنية الحديثة في الاعتبار. فهو يفتقر إلى ميزات التشفير أو المصادقة المدمجة، مما يجعله عرضة للتهديدات مثل انتحال بروتوكول الإنترنت.
- عدم الكفاءة: يمكن أن يؤدي الاعتماد على NAT لتعويض النقص في العناوين إلى زيادة تعقيد الشبكة وتقليل الكفاءة.
ما هو IPv6؟
ما هو IPv6؟
أنشأ المطورون IPv6 (الإصدار 6 من بروتوكول الإنترنت) لمعالجة قيود IPv4، بما في ذلك مساحة العنوان المحدودة ونقص الميزات الحديثة. تم تقديمه في أواخر التسعينيات، ويستخدم الإصدار 6 من بروتوكول الإنترنت IPv6 نظام عناوين 128 بت، مما يوفر ما يقرب من 340 مليون عنوان IP فريد، وهو ما يكفي لاستيعاب العدد المتزايد باستمرار من الأجهزة المتصلة بالإنترنت. بالإضافة إلى ذلك، يقدم بروتوكول IPv6 وظائف متقدمة مثل تحسين الأمان، وتحسين التوجيه، والتكامل السلس مع التقنيات الناشئة مثل إنترنت الأشياء.
- تنسيق العناوين: تتم هيكلة عناوين IPv6 بصيغة سداسية عشرية، تتكون من ثماني مجموعات من أربعة أرقام سداسية عشرية مفصولة بنقطتين (على سبيل المثال، 2001:0db8:85a3:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334). لتبسيط سهولة القراءة، يمكن للمرء حذف الأصفار المتتالية داخل عنوان IPv6 واستبدالها بنقطتين (::::)، ولكن هذا الحذف يمكن أن يظهر مرة واحدة فقط لكل عنوان (على سبيل المثال، 2001:db8:85a3:8a2e:370:7334).
- المرونة وقابلية التوسعة: قصد مصممو بروتوكول IPv6 أن يكون أكثر مرونة وقابلية للتوسع، مما يتيح تطوير ميزات وبروتوكولات جديدة في المستقبل دون تعطيل الوظائف الحالية.
- التخلص من NAT: لا يتطلب IPv6 ترجمة عنوان الشبكة (NAT) لأنه يوفر عناوين كافية لكل جهاز عنواناً فريداً قابلاً للتوجيه عالمياً. وهذا يزيل التعقيد ومشاكل الأمان المحتملة المرتبطة بـ NAT في شبكات IPv4.
إيجابيات وسلبيات IPv6
الإيجابيات:
- موسع مساحة العنوان: تضمن مجموعة عناوين IPv6 الواسعة قابلية التوسع لعقود من الزمن، وتلبية متطلبات الأجهزة الذكية وشبكات إنترنت الأشياء.
- أمان معزز: يتضمن IPv6 بروتوكول IPv6 IPsec مدمجاً يوفر التشفير والمصادقة لحماية تكامل البيانات وسريتها.
- أداء محسّن: على سبيل المثال، تعمل ميزات مثل بنية الرأس المبسطة وإلغاء ترجمة عناوين الشبكة (NAT) على تعزيز الكفاءة وتقليل زمن الاستجابة.
- دعم التقنيات الحديثة: صُمم IPv6 المصمم لإنترنت الأشياء، وهو يعمل على تبسيط اتصالات الأجهزة وإدارتها.
السلبيات:
- تحديات الانتقال: يتطلب الترحيل من IPv4 إلى IPv6 تحديثات كبيرة في البنية التحتية، بما في ذلك الأجهزة والبرمجيات والخبرة.
- التوافق المشكلات: لا تزال بعض الأنظمة والتطبيقات القديمة تفتقر إلى الدعم الكامل للإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6، مما يؤدي إلى صعوبات محتملة في التكامل.
IPv4 مقابل IPv6: ما الفرق بينهما؟
| الميزة | IPv4 | IPv6 |
| الحقول | 10 حقول رئيسية (رأس + خيارات) | 8 حقول رئيسية (رأس مبسط) |
| طول العنوان | 32 بت | 128 بت |
| عدد العناوين | ~حوالي 4.3 مليار دولار | ~حوالي 340 ديسيليون دولار أمريكي (حوالي 3.4 × 10^38 10 ^ 38) |
| مساحة العنوان | مستنفد (مع NAT و CIDR) | غير محدود تقريباً |
| الفصول الدراسية | العنونة حسب الفئة (أ، ب، ج، د، ه) | العنونة الهرمية (مثل CIDR) |
| تكوين العنوان | يدوي أو DHCP أو APIPA | SLAAC (التهيئة التلقائية للعناوين عديمة الحالة) أو DHCPv6 |
| VLSM (إخفاء الشبكة الفرعية متغيرة الطول) | مدعومة | مدعومة (بكفاءة أكبر بسبب مساحة العنوان الأكبر) |
| التدابير الأمنية | محدود (IPSec اختياري) | محسّن باستخدام IPsec (إلزامي في بعض التطبيقات) |
| التجزئة | مدعوم من قبل المرسل وأجهزة التوجيه (ولكن لا يشجع على ذلك) | مدعوم فقط من قبل المرسل (لا تقوم أجهزة التوجيه بالتجزئة) |
| تحديد تدفق الحزمة | تسميات التدفق غير موجودة | ملصقات التدفق موجودة لإدارة حركة المرور بشكل أفضل |
| التشفير والمصادقة | غير متأصل (IPSec اختياري) | متأصل مع IPsec (إلزامي في بيئات IPv6 فقط) |
| مخطط الإرسال | البث والبث الأحادي | الإرسال المتعدد والبث المتعدد والبث الأحادي |
| الاتصال من طرف إلى طرف | قد يتطلب NAT للعنونة الخاصة | لا وجود لشبكة NAT، اتصال حقيقي من طرف إلى طرف |
| مجموع الشيكات | المجموع الاختباري للرأس موجود | لا يوجد مجموع اختباري للرأس (معالجة مبسطة) |
| خيارات الرأس | معقدة ومتغيرة (يمكن أن تزيد الخيارات من حجم الرأس) | مبسطة وثابتة الحجم (يتم التعامل مع الإضافات بشكل منفصل) |
| ترجمة عناوين الشبكة (NAT) | غالبًا ما تستخدم لحفظ العناوين | غير مطلوب (بسبب مساحة العنوان الكبيرة) |
| نطاق العنوان | البث الأحادي، والبث الأحادي، والبث المتعدد المحدود | البث الأحادي والبث الأحادي والبث الأحادي والبث المتعدد (أكثر مرونة) |
| طول الرأس | متغير (20-60 بايت مع الخيارات) | ثابت (40 بايت) |
| رؤوس التمديدات | غير مستخدم | تُستخدم للميزات الاختيارية (مثل التوجيه والتجزئة) |
| جودة الخدمة (QoS) | دعم محدود (حقل نوع الخدمة) | دعم محسّن (حقول تسمية التدفق وفئة حركة المرور) |
| ICMP (بروتوكول رسائل التحكم في الإنترنت) | ICMPv4 | ICMPv6 (مع أنواع الرسائل والرموز الجديدة) |
| ARP (بروتوكول حل العناوين) | ARP المستخدم لحل عناوين IPv4 إلى عناوين MAC | بروتوكول اكتشاف الجيران (NDP) المستخدم لحل عنوان IPv6 إلى عنوان MAC |
| نظام أسماء النطاقات (DNS) | تم تقديم سجلات AAAA لعناوين IPv6 | دقة DNS مزدوجة المكدس (سجلات A و AAAA) |
ما هي ميزة IPv6 على IPv4؟
يوفر IPv6 العديد من المزايا مقارنةً بـ IPv4، مثل
- عنونة غير محدودة:
- يزيل خطر استنفاد العناوين: يوفر بروتوكول IPv6 مساحة عنوان أكبر بكثير (3.4 × 10^38 عنواناً) مقارنةً ببروتوكول IPv4 (4.3 مليار عنوان). وهذا يضمن أن كل جهاز متصل بالإنترنت يمكن أن يكون له عنوان IP فريد، مما يلغي الحاجة إلى تقنيات مثل NAT (ترجمة عناوين الشبكة) والشبكات الفرعية للحفاظ على العناوين.
- تبسيط إدارة الشبكة: بينما مع وجود عناوين فريدة لكل جهاز، يمكن لمسؤولي الشبكة إدارة الشبكات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسهولة أكبر.
- الأمن المتكامل:
- يضمن سلامة البيانات وسريتها: يتضمن IPv6 دعمًا مدمجًا لـ IPsec (أمن بروتوكول الإنترنت)، والذي يوفر المصادقة والتكامل والتشفير لحزم IP. وبالتالي، يساعد ذلك على حماية البيانات من التنصت والتلاعب وأشكال الهجوم الأخرى.
- يقلل من العبء الأمني الزائد: يوفر IPv6 العديد من المزايا مقارنة بسابقه IPv4. تتمثل إحدى هذه المزايا في قدرته على دمج ميزات الأمان مباشرة في البروتوكول. من خلال القيام بذلك، يمكن أن يقلل IPv6 من الحاجة إلى برامج وأجهزة أمان إضافية، مما يقلل من التكاليف والتعقيد.
- التوجيه المحسّن:
- يقلل من زمن الاستجابة: يبسط IPv6 رؤوس الحزم، مما يقلل من حجمها وتعقيدها. يمكن أن يؤدي ذلك إلى معالجة أسرع للحزم وتقليل زمن الوصول، وهو أمر مهم لتطبيقات الوقت الحقيقي مثل مؤتمرات الفيديو والألعاب عبر الإنترنت.
- يحسن كفاءة الشبكة: تعني الرؤوس الأبسط أيضاً أنه يمكن لأجهزة التوجيه معالجة الحزم بشكل أكثر كفاءة، مما يقلل من ازدحام الشبكة ويحسن الأداء العام.
- قابلية التوسع:
- مثالية لإنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء): إن مساحة العنوان الواسعة لبروتوكول الإنترنت IPv6 مناسبة بشكل خاص لإنترنت الأشياء (IoT)، حيث ستتصل مليارات الأجهزة بالإنترنت. وبالنظر إلى ذلك، يمكن أن يكون لكل جهاز عنوان فريد خاص به، مما يسهل بدوره إدارة الأجهزة والأمان وقابلية التشغيل البيني بشكل أفضل. لذا فإن هذه الفوائد ضرورية لضمان التشغيل السلس والآمن لأجهزة إنترنت الأشياء في مختلف التطبيقات.
- يدعم النمو المستقبلي: بينما مع IPv6، لا داعي للقلق بشأن استنفاد العنوان، حتى مع استمرار نمو عدد الأجهزة المتصلة بشكل كبير.
- التدفق الفعال للبيانات:
- يدعم البث المتعدد وأي بث: يتضمن IPv6 دعمًا لعنونة الإرسال المتعدد وأي بث، مما يمكن أن يحسن كفاءة توصيل البيانات. يرسل الإرسال المتعدد حزمة واحدة إلى وجهات متعددة في وقت واحد، مما يقلل من استخدام النطاق الترددي ووقت الاستجابة. يسمح البث المتعدد (Anycast) بمشاركة واجهات متعددة في نفس العنوان، مما يوفر التكرار وموازنة التحميل.
- تحسين أداء التطبيقات: يُعد التدفق الفعال للبيانات أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أداء التطبيقات المختلفة. عندما تتدفق البيانات بكفاءة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء لمجموعة كبيرة من التطبيقات، مثل الوسائط المتدفقة والحوسبة السحابية وأدوات التعاون في الوقت الفعلي. يمكن أن تؤدي هذه التحسينات إلى تحسين تجربة المستخدم وكفاءة النظام بشكل عام.
الأسئلة الشائعة حول IPv4 و IPv6 (الأسئلة الشائعة)
يمكنك التحقق من عنوان IP الخاص بك باستخدام إعدادات النظام أو الأدوات عبر الإنترنت. إليك بعض الطرق:
النوافذ: Oقلم موجه الأوامر واكتب ipconfig. ابحث عن حقلي "عنوان IPv4" و "عنوان IPv6" تحت محول الشبكة الذي تستخدمه.
macOS: افتح Terminal واكتب ifconfig أو ip أ. ابحث عن عنواني "inet" (IPv4) و "inet6" (IPv6).
لينكس: افتح الطرفية واكتب ip أ أو ifconfig. ابحث عن عنواني "inet" (IPv4) و "inet6" (IPv6).
أدوات عبر الإنترنت: مواقع إلكترونية مثل whatismyipyipaddress.com أو ipinfo.io عرض عناوين IPv4 و IPv6 العامة الخاصة بك.
يتم تمكين IPv6 في معظم الأجهزة الحديثة بشكل افتراضي. إذا لم يتم تمكينه، يمكنك التحقق منه أو تمكينه في إعدادات الشبكة. إليك بعض الخطوات العامة:
ويندوز: افتح مركز الشبكة والمشاركة، وانقر فوق اتصال الشبكة الذي تستخدمه، وانقر فوق خصائص، ثم انقر نقرًا مزدوجًا فوق الإصدار 6 من بروتوكول الإنترنت (TCP/IPv6). تأكد من تحديد الخيارين "الحصول على عنوان IP تلقائياً" و"الحصول على عنوان خادم DNS تلقائياً".
macOS: بشكل عام، يتم تمكين IPv6 بشكل افتراضي على معظم الأنظمة. ومع ذلك، للتحقق من ذلك والتأكد من إعداد كل شيء بشكل صحيح، افتح تفضيلات النظام، وانقر على الشبكة، وحدد اتصال الشبكة الخاص بك، وانقر على خيارات متقدمة. انتقل إلى علامة التبويب TCP/IP وابحث عن إعدادات IPv6.
لينكس: يعتمد دعم IPv6 على التوزيع الخاص بك ومدير الشبكة. يمكنك عادةً تمكينه من خلال واجهة المستخدم الرسومية لمدير الشبكة أو عن طريق تحرير ملفات تكوين الشبكة.
يعد IPv6 أفضل بشكل عام لقابلية التوسع والأمان والتطبيقات الحديثة. ومع ذلك، يظل IPv4 مستخدمًا على نطاق واسع للتوافق مع الأنظمة والأجهزة القديمة.
بينما يوفر الإصدار السادس من بروتوكول IPv6 كفاءة أفضل في التوجيه والعناوين، إلا أن الاختلافات الفعلية في السرعة تعتمد على تكوينات الشبكة والبنية التحتية. في معظم الحالات، يكون الفرق في السرعة بين IPv4 و IPv6 ضئيلاً.
إن اعتماد IPv4 على نطاق واسع وتوافقه مع الأنظمة الحالية يجعل من الصعب استبداله بالكامل. فالعديد من الأجهزة والتطبيقات القديمة لا تزال تعتمد على الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت IPv4، وقد يكون الانتقال إلى الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6 معقداً ومكلفاً.
IPv4 أبسط وأكثر توافقاً مع الأجهزة والأنظمة القديمة. كما أنه مألوف أكثر لمسؤولي الشبكات والمطورين الذين عملوا به لعقود. ومع ذلك، مع تزايد ندرة عناوين IPv4، أصبح IPv6 أكثر ضرورة للشبكات والتطبيقات الجديدة.
السبب الرئيسي لاستبدال IPv6 بـ IPv4 هو استنفاد العنوان. في العديد من المناطق، استنفدت مساحة العناوين المحدودة لـ IPv4، مما أدى إلى الحاجة إلى NAT وتقنيات حفظ العناوين الأخرى.وبناءً على ذلك, مساحة عنوان IPv6 الواسعة ضرورية لقابلية التوسع العالمي ولدعم العدد المتزايد من الأجهزة المتصلة.
استخدم IPv6 إذا كانت شبكتك وتطبيقاتك تدعمه. يوفر IPv6 قابلية أفضل للتوسع والأمان وكفاءة التوجيه. ومع ذلك، إذا كانت شبكتك أو تطبيقاتك لا تدعم IPv6، يظل IPv4 خياراً موثوقاً به. في العديد من الحالات، ستدعم الأجهزة والشبكات كلاً من IPv4 و IPv6 في نفس الوقت.