بقلم
إن مقولة "إن عناوين IPv4 تنفد من IPv4!" ليست بجديدة... في الواقع، إنها عبارة متوقعة من العلماء في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات، عندما بدأت الإنترنت تنمو بشكل غير متوقع.
ولكن إذا كان هناك 4 مليارات عنوان IPv4 في المجمع، فلماذا تنفد عناوين IPv4؟
هناك العديد من العوامل لهذا الاستنفاد الحتمي والمؤلم لعناوين IPv4. تشمل هذه العوامل الزيادة السريعة في التكنولوجيا المتعطشة لعناوين IP، وظهور أجهزة إنترنت الأشياء، والمحاكاة الافتراضية، والخدمات السحابية الأصلية، وغيرها.
تقنيات مثل NAT و CIDR كانت حلولاً ولدت من رحم هذا التوقع. ومع ذلك، فإن الحل الوحيد للتعامل مع IPv4 هو IPv6 الهجرة.
جدول المحتويات.
- مستقبل IPv4.
- الترحيب بـ IPv6
- ما هي فوائد الترحيل إلى IPv6؟
- تحسين كفاءة التوجيه.
- رؤوس حزم أبسط
- دعم الخدمات الجديدة والمحسّنة.
- أمان أفضل مع IPSec المدمج ومساحة عنوان أكبر.
- توفير النطاق الترددي مع التدفقات المباشرة: البث المتعدد
- تهيئة IP محسّنة.
- دعم التنقل في IPv6
- تقنيات الترحيل إلى IPv6.
- كيف أعرف ما إذا كان IPv6 ممكّنًا أو يعمل؟
- الوجبات السريعة الرئيسية.
1. مستقبل IPv4.
في 3 شباط/فبراير 2011، قام IANA (هيئة الأرقام المخصصة للإنترنت) خصصت آخر خمسة /8 (مع 16.7 مليون بالضبط) محجوزة IPv4s إلى سجلات الإنترنت الإقليمية الخمسة (RIRs). كان هذا الخبر مهمًا لأنه يعني أن عناوين IPv4 "المجانية وغير المخصصة" المتاحة من السلطة العليا قد استنفدت رسميًا. لذا، الآن (اعتبارًا من أكتوبر 2021)، كل شيء متروك لكل منطقة لتخصيص آخر مساحة IPv4 /8 بذكاء لمقدمي خدمات الإنترنت والشركات ومشغلي الشبكات وما إلى ذلك.
يوضح الرسم البياني أدناه معدل التخصيص اليومي لكل RIR. خصصت APNIC (APNIC (RIR الآسيوية باللون الأحمر) ما متوسطه 400 ألف عنوان IPv4 في أقل أيامها من 2007 إلى 2010 ووصلت إلى متوسط مليون تخصيص عنوان في اليوم خلال عام 2011. انخفض معدل تخصيص APNIC بشكل كبير عندما منحتهم IANA آخر كتلة لهم.
خصصت IANA آخر مساحات العناوين المجانية /8 (/8 هو ترميز CIDR لـ 16 مليون عنوان) في عام 2011 لجميع RIRs (راجع الرسم البياني أدناه: مخطط IPv4 CIDR IPv4). بدأت شركة RIPE NCC في استخدام آخر مساحة خالية / 8 في عام 2012، وبحلول نوفمبر 2019، خصصت RIPE NCC آخر مساحة خالية / 22 (1 ألف عنوان).
لم ينتهِ الأمر بالنسبة لـ RIRs؛ فلديهم المزيد من مساحة IPv4, تلك الإصدارات IPv4 المتاحة للانتقال إلى IPv6 وغيرها من الإصدارات IPv4 المستردة والمحجوزة. ولكن مع مرور كل يوم، تصبح عناوين IPv4 أكثر تكلفة وأصعب في الحصول عليها. ولتوفير بعض مساحة العنونة، يقوم العديد من مزودي خدمات الإنترنت بالفعل بإجراء عمليات NATs واسعة النطاق (NATs من فئة الناقل - CGNAT). ولكن على المدى الطويل، فإن الحل الوحيد هو الترحيل إلى IPv6. وقد بدأت دول أخرى، خاصةً من دول آسيا والمحيط الهادئ مثل اليابان والصين وكوريا الجنوبية، في الانتقال إلى الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6، خاصةً منذ عام 2011.
حقيقة مثيرة للاهتمام! يعتمد IPv4 على بروتوكول NAT لزيادة مساحة عناوين IP إلى أقصى حد. ولولاه، لنفدت عناوين IPv4 منذ وقت طويل جداً. وفرت NAT فرصة لاستخدام مساحة كبيرة مخصصة للشبكات الخاصة مع توفير مستوى ممتاز من الأمان. الآن، IPv6 لا يحتاج IPv6 إلى NAT؛ فهناك الكثير من العناوين التي لا تحتاج إلى حجز مساحة للاستخدام الخاص.
2. الترحيب بـ IPv6.
على الرغم من أنك قد تسمع الكثير عن بروتوكول IPv6 هذه الأيام، إلا أن البروتوكول تم تقديمه في عام 1995! في مرحلة تطويره, تم تصميم IPv6 لمعالجة مشكلة واحدة: استنفاد عنوان IPv4!
يمكن أن يدعم تنسيق IPv6 مجموعة مذهلة من عناوين الشبكة. للتلخيص 3.4^1038، هذا الرقم يساوي حوالي 340 تريليون تريليون تريليون عنوان IP. منذ عام 1995 (تطوير IPv6) وحتى اليوم، تطور البروتوكول كثيراً لدرجة أنه لا يزيد من كمية عناوين IP فحسب، بل يوفر أيضاً خدمات جديدة.
تتزايد معدلات اعتماد IPv6 بسرعة. وفقاً ل إحصائيات Google IPv6 الخاصة بـ IPv6، هناك 35% من المستخدمين العالميين يصلون إلى Google عبر اتصال IPv6 اعتبارًا من (أكتوبر 2021).
الانتقال إلى IPv6 أمر لا مفر منه. فعاجلاً أم آجلاً، سيكون IPv6 هو الطريقة الوحيدة المناسبة والفعالة لمنح الجميع عنونة الإنترنت. كما ذكرنا من قبل، استغرق الأمر من عام 2011 إلى 2019 حتى تستنفد جميع RIRs مجمعات IPv4 المجانية الخاصة بها.
3. ما هي فوائد ترحيل IPv6؟
كما ذكرنا سابقاً، فإن عناوين IPv6 ليست مجرد عناوين IPv4 أطول. بعض الصفات والتعقيدات الأخرى تجعل من IPv6 بروتوكولاً مختلفاً تماماً عن IPv4. دعونا نلقي نظرة على بعض فوائد ترحيل IPv6.
a. تحسين كفاءة التوجيه.
ينقسم عنوان IPv6 إلى ثلاثة أجزاء (بادئة الشبكة أو بادئة الموقع، ومعرف الشبكة الفرعية، ومعرف المضيف أو معرف الواجهة) بطول إجمالي يبلغ 128 بت. تحتوي مجموعة البتات الأكثر أهمية (بادئة الموقع) من عنوان IPv6 على البادئة المستخدمة للتوجيه على الإنترنت. يمكن تجميع هذه البادئات IPv6 في مجموعات بادئات مفردة (على سبيل المثال، /48)، ويمكن حذف بادئات المضيف، مما يجعل جداول التوجيه أصغر بكثير وأكثر كفاءة.
b. رؤوس حزم أبسط.
رأس حزمة IPv6 أبسط من IPv4. أحد أبرز ما يميز هذه البساطة هو أن IPv6 لا يستخدم حقل التحقق من الأخطاء. تمت إزالة هذا الحقل من الرأس لأنه كان زائدًا عن الحاجة، حيث يتم إجراء التحقق من الأخطاء في اتصالات TCP/IP في طبقات أخرى. كان نهج IPv4 القديم يجعل كل جهاز توجيه يتحقق من المجموع الاختباري ويعيد حسابه، مما يؤدي إلى عملية غير فعالة. المجال الآخر الذي تم تبسيطه هو التجزئة. مع IPv6، لم يعد التجزئة حقلاً إلزامياً في الحزمة.
c. دعم الخدمات الجديدة والمحسّنة.
لا يستخدم IPv6 NAT. وبدلاً من ذلك ينشئ اتصالاً فريداً من طرف إلى طرف بين المصدر والوجهة. يتيح اتصال IP الفردي هذا دعمًا أفضل لخدمات معينة. على سبيل المثال، ستكون خدمات P2P والألعاب والبث أكثر استقرارًا، نظرًا لتوافر المزيد من بروتوكول الإنترنت. كما ستكون خدمات مثل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت وجودة الخدمة أكثر موثوقية.
d. أمان أفضل مع IPSec المدمج ومساحة عنوان أكبر.
لا يجعل IPSec المدمج IPv6 أكثر أمانًا تلقائيًا من IPv4. على الرغم من أن حقل IPSec (الذي يوفر التشفير والمصادقة) مدمج في رأس IPv6، إلا أنه ليس إلزامياً لاستخدامه. ومع ذلك، فإن تطبيق IPSec في IPv6 يضمن التشفير والمصادقة، مما يجعل البروتوكول أكثر أماناً من IPv4. ميزة أخرى لأمان IPv6 هي أن المخترقين لن يقوموا ببساطة بمسح شبكات IPv6 كما فعلوا مع IPv4. مسح شبكات IPv6 الفرعية الكبيرة ذات العناوين المخصصة عشوائياً أمر مستحيل.
e. توفير النطاق الترددي مع التدفقات المباشرة: البث المتعدد
يستخدم IPv4 التقليدي رسائل البث التي تجبر كل جهاز مستمع في نفس الشبكة على التوقف وقراءة الحزم. يمكن أن يؤدي بث كل جهاز في شبكة واسعة النطاق لأغراض مختلفة مثل ARP إلى تسهيل الأمور، ولكنه قد يضر بالأداء ويهدد الأمان.
لا يدعم IPv6 البث- بدلاً من ذلك، يستخدم الإرسال المتعدد ورسائل أي بث. يسمح الإرسال المتعدد بإرسال تدفقات الحزمة ذات النطاق الترددي المكثف إلى عدة وجهات متزامنة داخل المجموعة. لا يتعين على الأجهزة غير المستهدفة على نفس الشبكة التوقف ومعالجة كل حزمة على حدة.
f. تحسين تعيين IP المحلي
يسمح IPv6 بتهيئة الشبكة عبر طريقة عديمة الحالة أو عديمة الحالة. ويتطلب إجراء جديد يشار إليه باسم التكوين التلقائي للعنوان عديم الحالة (SLAAC) الحد الأدنى (إن لم يكن أي تكوين يدوي لعنوان IP في أجهزة الشبكات. ويعني "عديم الحالة" أن الجهاز يقوم بإنشاء عنوان IPv6 الخاص به دون الاعتماد على خادم طرف ثالث. ويستخدم SLAAC تنسيق MAC الخاص بالمضيف المحول بتنسيق EUI 64 بت لإنشاء عنوان فريد. وبالإضافة إلى ذلك، يعمل بروتوكول IPv6 أو DHCPv6 ذو الحالة أو DHCPv6 بشكل مشابه لـ DHCPv4 الذي يعتمد على خادم. وتتمثل ميزة DHCPv6 في أن خادم DHCP لا يحتاج إلى الإعلان عن أقنعة الشبكة الفرعية؛ حيث يقوم الموجه المحلي بذلك.
g. دعم التنقل في IPv6.
يسمح IPv6 للأجهزة بالتنقل بحرية حول إنترنت IPv6 والبقاء على اتصال. يتم دائماً تحديد كل جهاز يتنقل عبر الشبكة من خلال عنوان رئيسي، بغض النظر عن النقطة الحالية التي يستخدمها حالياً للاتصال. وبينما يدعم IPv4 أيضاً التنقل عبر IPv4، فإن IPV6 يحسن هذه الميزة من خلال تحسين التوجيه واكتشاف الجار بشكل أفضل، ونفقات أقل بكثير.
4. تقنيات ترحيل IPv6.
الترحيل إلى IPv6 لا يعني فقط استبدال IPv4 بـ IPv6؛ بل يعني تمكين IPv6 من العمل جنباً إلى جنب مع IPv4. في الوقت الراهن، تعتمد معظم شبكات المؤسسات على بروتوكول IPv4، لذا من المستحيل بالنسبة لهم الانتقال إلى بروتوكول IPv6 في فترة زمنية قصيرة. سيحتاج كلا البروتوكولين إلى التعايش لبعض الوقت حتى يتمكنوا من الانتقال.
كان الترحيل إلى IPv6 بطيئاً، ولكنه يحدث بالفعل. بدأت البلدان التي تعاني من نقص مقلق في عناوين IPv4 في جعل IPv6 إلزامياً. هذا هو الحال بالنسبة لبلدان في آسيا، مثل الصين والهند. أما البلدان الأخرى فتنظر إلى ترحيل IPv6 كضرورة للابتكار وتجنب الفوضى لاحقاً. على سبيل المثال، بيلاروسيا هي أول دولة في العالم تجعل دعم IPv6 لمقدمي خدمات الإنترنت إلزامي بموجب القانون.
فيما يلي ثلاث تقنيات شائعة لترحيل الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6 التي تطبقها معظم هذه الدول.
a. الترحيل إلى IPv6 مع المكدس المزدوج.
يجب أن يبدأ الترحيل من IPv4 إلى IPv6 بنهج الشبكة ثنائية المكدس (IPv4 و IPv6)، حيث يمكن لأجهزة الكمبيوتر استخدام أي من الإصدارين (IPv4 أو IPv6) للتواصل. يجب أن يتعايش الإصداران IPv4 و IPv6 معًا لسنوات عديدة وأن يوفرا وظائف مزدوجة المكدس. وقد أصبحت المكدس المزدوج بالفعل معياراً جديداً، خاصة في المناطق التي لا يتوفر فيها IPv4 مجاناً، مثل آسيا، وقريباً أوروبا وأمريكا الشمالية.
b. حفر الأنفاق.
يعد Tunneling تقنية تتضمن تغليف أحد البروتوكولات (IPv4 أو IPv6) داخل البروتوكول الآخر (IPv4 أو IPv6). على سبيل المثال، إذا كان لديك جهازي كمبيوتر يدعمان بروتوكول IPv6 غير قادرين على الاتصال عبر شبكة IPv4، فإن التغليف النفقي يقوم ببساطة بتغليف حركة مرور IPv6 داخل حزم IPv4.
c. الترجمة.
تقنية تتضمن ترجمة بروتوكول إلى الآخر. باستخدام تقنيات الترجمة، يمكن لأجهزة كمبيوتر IPv6 التواصل بحرية مع أجهزة كمبيوتر IPv4. يمكن لـ وكيل IPv6 IPv6 يستخدم لترجمة بروتوكول إلى بروتوكول آخر. يمكن أن يكون هذا الوكيل خادماً موضوعاً على طرف الشبكة لاعتراض جميع حزم بروتوكول الإنترنت وترجمتها إلى البروتوكول الآخر.
5. كيف أعرف ما إذا كان IPv6 ممكّنًا أو يعمل؟
اليوم (اعتبارًا من أكتوبر 2020) جميع الأجهزة وأنظمة التشغيل الجديدة تقريبًا متوافقة مع الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت IPv6، ولكن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما إذا كانت هذه الأجهزة والأنظمة متوفرة في شبكة IPv6. من المؤكد أن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتوي على عنوان IPv6، وقد لا تكون على علم بذلك. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون مزود خدمة الإنترنت لديك يستخدم بالفعل شبكة مزدوجة المكدس.
أسهل طريقة لتحديد ما إذا كنت تستخدم IPv6 هي إجراء اختبار عبر الإنترنت مثل اختبار-مي-IP6 أو ipv6-test.com. يمكنك أيضًا التحقق من معلمات IPv6 على حاسوبك. على سبيل المثال، بإلقاء نظرة سريعة على خصائص شبكة macOS، يمكنك أن ترى أن IPv6 مهيأ افتراضيًا (تلقائيًا)؛ وينطبق الشيء نفسه على العديد من أنظمة لينكس وويندوز ويونيكس وحتى الأنظمة الأساسية للأجهزة المحمولة. هذا "تلقائيًا" يعني أن سيقوم جهاز الكمبيوتر الخاص بك بإجراء التهيئة التلقائية ل IPv6 عديم الحالة (على عكس IPv4 DHCP).
بالإضافة إلى ذلك، فإن نظرة سريعة على المحطة الطرفية باستخدام الأمر "ifconfig"، ستظهر لك عنوان IPv6. تذكّر أنك لن تحتاج إلى أي NAT لتحويل الخاص إلى عام، لذا سيتم استخدام IPv6 الخاص بك بشكل خاص (في المنزل) وخارجها على الإنترنت.
بالطبع، قد يبدو استخدام نفس IPv6 للاتصالات العامة وبدون أي NAT ضعيفاً ومحفوفاً بالمخاطر. ولكن لا تقلق، فلن يتمكن المخترق ببساطة من مسح تريليونات العناوين، بالإضافة إلى أن هناك احتمال كبير أن يكون لديك IPSec مفعّل.
6. الوجبات الرئيسية.
كان علماء التسعينيات على حق، فقد كانت مسألة وقت فقط قبل أن تنفد عناوين IPv4. ينمو الإنترنت بشكل غير متوقع مع التكنولوجيا المتعطشة لبروتوكول الإنترنت وأجهزة إنترنت الأشياء.
وسرعان ما أصبح الحصول على الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت IPv4 أكثر تكلفة وأصعب. حتى سلطات تخصيص IP مثل IANA و RIRs تدفع الجميع بعيداً عن IPv4 وتشجع الناس على نشر IPv6، على الأقل مع شبكة مزدوجة الحزمة حتى يتعزز دعم IPv6.
IPv6 يلحق بالركب ببطء. تدعم جميع الأجهزة الجديدة تقريباً كلا إصداري IP. سيستغرق الأمر بعض الوقت، وسيكون انتقال IPv6 بطيئاً، لكن IPv6 سيستحوذ على IPv6 قريباً.
0التعليقات