IPv6 คืออะไร?

IPv6 หรือ Internet Protocol รุ่น 6 เป็นรุ่นต่อจาก IPv4 ซึ่งเป็นโปรโตคอลเครือข่ายที่อินเทอร์เน็ตส่วนใหญ่ใช้ในปัจจุบัน เสนอครั้งแรกในปี 1998 IPv6 ถูกใช้โดยนักพัฒนาตั้งแต่ต้นปี 2000 แต่จนกระทั่งปี 2560 ได้รับการรับรองให้เป็นมาตรฐานอินเทอร์เน็ตจริงโดย IETF ( Internet Engineering Task Force )

ตามเหตุผลแล้ว มี IPv5 ระหว่าง IPv4 และ IPv6 อย่างไรก็ตาม เวอร์ชัน 5 ไม่เคยเห็นการดัดแปลงเป็นมาตรฐาน ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะเพื่อช่วยสตรีมวิดีโอและรู้จักกันในชื่อ Stream protocol หรือ ST อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับ IPv4 ที่ได้รับความเดือดร้อนจากที่อยู่ที่จำกัดมาก IPv4 และ IPv5 ใช้การกำหนดแอดเดรสแบบ 32 บิต ในขณะที่ IPv6 ได้รับการอัปเกรดให้ใช้ที่อยู่แบบ 128 บิตแทน สิ่งนี้รวมถึงปัญหาอื่น ๆ ทำให้ IPv5 ถูกข้ามไปโดยพื้นฐานแล้วตราบใดที่การใช้งานโปรโตคอลดำเนินไป

ทำไมต้อง IPv6?

หนึ่งในข้อจำกัดหลักที่ IPv4 ได้รับผลกระทบคือจำนวนที่อยู่ที่เป็นไปได้ที่จำกัด เพื่อแก้ไขปัญหานี้อย่างครอบคลุม IPv6 ใช้รูปแบบการกำหนดที่อยู่แบบ 128 บิตเทียบกับรูปแบบการกำหนดที่อยู่แบบ 32 บิตของ IPv4 ข้อจำกัดของที่อยู่ในโปรโตคอล IPv6 คือ 2128 หรือ 3.4×1038 ถ้าคุณต้องการ SI เมื่อเทียบกับ 232 ใน IPv4 ในขณะที่ IPv4 มีที่อยู่ที่เป็นไปได้ "เพียง" 4.3 พันล้านที่อยู่ 4,294,967,296 ที่แม่นยำ IPv6 มีที่อยู่ที่เป็นไปได้ นั่นคือ 340 ล้านล้านล้านล้านล้าน ทั้งหมดนี้ช่วยขจัดปัญหาเรื่องที่อยู่จำกัด

นอกเหนือจากนั้น IPv6 ยังมีการปรับปรุงเพิ่มเติมอีกด้วย – อนุญาตให้ใช้มัลติคาสติ้งเป็นข้อมูลจำเพาะพื้นฐาน ในขณะที่ IPv4 นี่เป็นคุณสมบัติเสริม มัลติคาสติ้งช่วยให้สามารถส่งแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังปลายทางหลายแห่งได้ในคราวเดียว แทนที่จะต้องดำเนินการหลายอย่าง

การปรับปรุงอื่นๆ ได้แก่ การจัดการแพ็กเก็ตข้อมูลที่ครอบคลุมมากขึ้น และตัวเลือกการประมวลผลและการกำหนดค่าที่ง่ายขึ้น ฟังก์ชันพื้นฐานจำนวนมากที่มาพร้อมกับ IPv6 จะต้องถูกใช้งานเพิ่มเติมตลอดเวลา ซึ่งนำไปสู่วิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนสำหรับปัญหาที่ค่อนข้างง่ายในการแก้ไข ที่กล่าวว่า IPv6 นั้นไม่ง่ายเหมือนการเป็นเวอร์ชันที่ 'ดีกว่า' นอกจากนี้ยังนำมาซึ่งปัญหาชุดใหม่ที่ขาด IPv4

ความท้าทายและการดำเนินการ

แม้จะมีการปรับปรุงอย่างไม่หยุดยั้งในโปรโตคอล IPv4 เกี่ยวกับที่อยู่ที่มีอยู่และสิ่งอื่นๆ อีกหลายอย่าง แต่ปัญหาบางอย่างทำให้ไม่สามารถใช้งาน IPv6 ได้อย่างง่ายดาย อุปสรรคสำคัญคือโปรโตคอลทั้งสองไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถสื่อสารระหว่างกันได้โดยตรง เป็นไปได้ที่จะเรียกใช้คอมพิวเตอร์โดยใช้ทั้งสองเครื่องพร้อมกันในการกำหนดค่าที่เรียกว่า dual-stack ขณะนี้อุปกรณ์ Dual Stack เป็นมาตรฐานแล้ว แม้ว่าจะไม่สามารถใช้ IPv6 ได้หาก ISP ไม่สนับสนุนอย่างจริงจัง

ความท้าทายมาเป็นเวลานานคือการขาดการสนับสนุนสำหรับ IPv6 ในมิดเดิลบ็อกซ์ เช่น เราเตอร์ ISP และสถาปัตยกรรมแกนหลักของอินเทอร์เน็ต แม้ว่าอุปกรณ์และเซิร์ฟเวอร์ของผู้ใช้ปลายทางจะได้รับการอัปเกรดค่อนข้างสม่ำเสมอและมีการรองรับ IPv6 ค่อนข้างเร็ว แต่มิดเดิลบ็อกซ์จำนวนมากไม่รองรับ โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นการตอร์ปิโดความพยายามในการใช้งาน ขณะนี้ ISP ส่วนใหญ่สนับสนุนอย่างจริงจัง โดยบางรายมีลูกค้าส่วนใหญ่บน IPv6

สิ่งที่ต้องพิจารณาอีกประการหนึ่งคือศักยภาพในการทำซ้ำข้อผิดพลาดในการออกแบบในอดีต แม้ว่า IPv6 จะให้พื้นที่แอดเดรสที่กว้างขวาง แต่แผนการใช้งานนั้นคล้ายกับการใช้ IPv4 ดั้งเดิมมากกว่า มากกว่าการออกแบบ CIDR สมัยใหม่ที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ที่อยู่ IPv4 ที่จำกัดอย่างมีประสิทธิภาพ แทนที่จะใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ จะมีเครือข่ายย่อย 264 รายการ ซึ่งแต่ละรายการมีที่อยู่ที่เป็นไปได้ 264 รายการ

ในตอนแรกสถาปัตยกรรมการออกแบบนี้อาจดูเหมือนว่าถึงวาระแล้วที่จะต้องทำซ้ำการเปลี่ยนแปลงการออกแบบของ IPv4 เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้พื้นที่ที่อยู่จนกว่าคุณจะรู้ว่า 264 เป็นเครือข่ายมากกว่าที่อยู่ IPv4 ถึง 4 พันล้านเท่า แต่ละรายการมีที่อยู่ที่เป็นไปได้มากกว่าที่อยู่ IPv4 ที่เป็นไปได้ถึง 4 พันล้านเท่า การตัดสินใจออกแบบนี้มีขึ้นเพื่อลดความซับซ้อนของการจัดสรรที่อยู่และการรวมเส้นทาง

ความตายของ "ไฟร์วอลล์"

NAT เป็นหนึ่งในฟังก์ชันการทำงานหลักที่ช่วยป้องกันไม่ให้ที่อยู่ IPv4 หมดไปเป็นเวลานาน NAT ช่วยให้เราเตอร์แปลที่อยู่ IP ภายในจำนวนมากเป็นที่อยู่ IP สาธารณะหนึ่งที่อยู่ ซึ่งลดจำนวนที่อยู่ที่จำเป็นสำหรับเครือข่าย สิ่งนี้มีประโยชน์เพิ่มเติมในการทำหน้าที่เป็นไฟร์วอลล์เป็นหลัก เนื่องจากไม่สามารถแปลการสื่อสารขาเข้าที่ไม่คาดคิดไปยังโฮสต์ภายในได้และถูกทิ้ง

ด้วยที่อยู่มากมายมหาศาลใน IPv6 จึงไม่มีความจำเป็นต้องสงวนพื้นที่ที่อยู่อีกต่อไป ด้วยเหตุนี้ ความตั้งใจในการออกแบบคือการกลับไปสู่แนวคิดแบบ end-to-end ที่อุปกรณ์ทั้งสองสื่อสารกันโดยตรง แทนที่จะให้ระบบ NAT อย่างน้อยหนึ่งระบบแปลที่อยู่ ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ทุกเครื่องมีที่อยู่ IPv6 สาธารณะ และโดยทั่วไปแล้วการใช้ NAT ไม่ได้มีวัตถุประสงค์

สิ่งนี้จะตัดการป้องกันเอฟเฟกต์ไฟร์วอลล์ที่ NAT ให้มา บางเครือข่ายอาจอาศัยการทำงานของไฟร์วอลล์ หมายความว่าหากไม่มีการใช้ไฟร์วอลล์จริง อุปกรณ์ภายนอกบนอินเทอร์เน็ต ซึ่งอาจถูกควบคุมโดยแฮ็กเกอร์ สามารถพยายามเชื่อมต่อโดยตรงกับที่อยู่ IP สาธารณะของอุปกรณ์ภายในได้

บทสรุป

IPv6 เป็นรุ่นต่อจากรูปแบบการกำหนดที่อยู่ IPv4 ที่มีมาอย่างยาวนานของอินเทอร์เน็ต IPv4 จำเป็นต้องเปลี่ยนเนื่องจากพื้นที่ที่อยู่จำกัดตกอยู่ในความเสี่ยง และตอนนี้หมดลงแล้ว IPv6 นำเสนอพื้นที่แอดเดรสขนาดใหญ่ที่ทำให้มั่นใจได้ว่าพื้นที่แอดเดรสหมดจะไม่เป็นปัญหาเป็นเวลานาน

การเปิดตัว IPv6 มีมาอย่างยาวนาน โดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากการขาดความสามารถในการทำงานร่วมกันกับ IPv4 และเป็นเวลาหลายปีที่ขาดการสนับสนุน IPv6 บนอุปกรณ์เครือข่ายตัวกลางจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม การสนับสนุนเกือบจะเป็นสากลแล้ว แม้ว่าเปอร์เซ็นต์ของทราฟฟิกที่ใช้ IPv6 จะยังต่ำกว่าทราฟฟิก IPv4 อยู่มาก