Մասնակից:Նելլի Ղազարյան/Ավազարկղ16

IPv6-ի գործարկման համաշխարհային լոգոն

IPv6 համացանցային հաղորդակարգ(անգլ.՝ Internet Protocol Version 6(IPv6)) , համացանցային հաղորդակարգի 6-րդ սերունդը Ցանցային շերտի(Network Layer) հաղորդակարգ է, որը թույլ է տալիս հաղորդակցությունը ցանցի միջոցով: IPv6-ը նախագծվել է Համացանցային հաղորդակարգերի փաթեթի նախորդ սերնդի՝ IPv4-ի կիրառման ընթացքում առաջացած խնդիրների լուծման համար, որոնք առնչվում էին IP հասցեների սպառման, անվտանգության, ավտոմատ կազմաձևման(auto-configuration) , ընդլայնման հետ և այլն : Համացանցում այն ապահովում է համակարգիչների նույնականացման, տեղորոշման համակարգը և տվյալների փոխանցման երթուղիները։ IPv6-ն օգտագործում է 128-բիթանոց հասցե՝ տեսականորեն թույլ տալով 2¹²⁸ կամ մոտավորապես 3,4×10³⁸ ընդհանուր հասցեներ: Փաստացի թիվը ինչ-որ չափով փոքր է, քանի որ մի քանի միջակայքեր վերապահված են հատուկ օգտագործման համար կամ ամբողջովին բացառված են օգտագործման համար: IPv6-ը,բացի հասցեների ընդլայնումից, տալիս է դրանց տեղաբաշխման հիերարխիկ մեթոդների հնարավորություն, որոնք հեշտացնում են համացանցում երթուղիների միացումը։ Multicast հասցեավորման օգտագործումն ընդլայնված ու պարզեցված է և ապահովում է լրացուցիչ օպտիմալացում ծառայությունների մատուցման համար: Հաղորդակարգի նախագծման ժամանակ հաշվի են առնվել սարքի շարժունակության, անվտանգության և կազմաձևման առանձնահատկությունները: IPv6 հասցեները ներկայացված են որպես չորս տասնվեցական թվանշաններից բաղկացած ութ խումբ՝ բաժանված երկու կետով: Ամբողջական ներկայացումը կարող է կրճատվել, օրինակ՝ 2001:0db8:0000:0000: 0000:7a6e:0680:9668 կարող է կրճատվել մինչև 2001:db8::7a6e:680:9668: IPv6-ը ստեղծվել է Internet Engineering Task Force-ի (IETF) կողմից, որը 1998 թվականի դեկտեմբերին դարձավ IETF-ի Ստանդարտ նախագիծ(Draft Standart)։ 2017 թվականի հուլիսի 14-ին IPv6-ը հաստատվեց որպես գլոբալ տեղակայման համացանցային ստանդարտ:

IPv6 հաղորդակարգի առանձնահատկությունները(IPv6 Features)

IPv6 հաղորդակարգի հասցե

IPv6 փաթեթի վերնագրի(Header) դիագրամ

• Հասցեների ավելի մեծ տարածք(Address Space)

IPv6 հաղորդակարգը, ի տարբերություն IPv4 հաղորդակարգի, համացանցում օգտագործում է 4 անգամ շատ բիթ հասցեագրման համար։ Սրա շնորհիվ IPv6 հաղորդակարգը կարող է ապահովել հասցեների մոտ 3,4*10³⁸ տարբեր համակցություններ։ Ըստ հաշվարկների՝ Երկիր մոլորակի յուրաքանչյուր քառակուսի մետրին կարող է հատկացվել 1564 հասցե։

• Պարզեցված վերնագիր(Header)

IPv6 հիդերն ունի նոր՝ պարզեցված վերնագրի ձևաչափ, որը նախատեսված է ավելի հեշտ մշակման համար՝ ի տարբերութուն IPv4-ի: Նոր կառուցվածքը կազմաձևելիս վերնագրերի ընտրովի դաշտերը(Optional Fields) և ոչ էական դաշտերը(Non-Essential Fields) տեղափոխվում են ընդլայնման վերնագրեր(Extension Headers), որոնք հայտնվում են IPv6 վերնագրից հետո: Այսպիսով՝ IPv6-ի վերնագիրն ընդամենը երկու անգամ ավելի ընդարձակ է, քան IPv4-ը՝ չնայած IPv6 հասցեները չորս անգամ ավելի մեծ են:

• Ծայրից ծայր(End-to-End) միացում

Յուրաքանչյուր համակարգ ունի իր եզակի IP հասցեն։ IPv6-ի ամբողջական ներդրումից հետո յուրաքանչյուր հոսթ(տեղական ցանցին(Local Network) կամ գլոբալ ցանցին(Global Network) միացված ցանկացած համակարգիչ) համացանցում կարող է ուղղակիորեն կապվել այլ հոսթի հետ՝ ներառելով որոշ սահմանափակումներ, ինչպիսիք են՝ Firewall-ը(տեղական ցանցի(Local Network) կամ առանձին հանգույցների պաշտպանությունն արտաքին հարձակումներից), կազմակերպության քաղաքականությունը և այլն։

• Ավտոմատ կազմաձևում(Auto-configuration)

IPv6 պրոտոկոլն աջակցում է հոսթերի ավտոմատ կազմաձևման ռեժիմը։ Այդպիսով՝ DHCP սերվերի(պրոտոկոլ, որն ավտոմատ կերպով տրամադրում է հանգույց IP արձանագրության հոսթին իր IP հասցով և հարակից կոնֆիգուրացիայի տեղեկություններով՝ ենթացանցային դիմակով(SubnetMask) և լռելյայն դարպասով(Default Gateway)) բացակայությունը չի դադարեցնում միջսեգմենտային հաղորդակցությունը:

• Ավելի արագ վերահասցեավորում(Faster Forwarding)

Քանի որ արդեն պարզեցված հիդերում ավելորդ տեղեկատվությունը դրվում է վերջում, իսկ առաջին մասում պարունակվող տեղեկատվությունը բավարար է երթուղին որոշելու համար, ուստի ավելի հեշտ և արագ է իրականանում փաթեթների(Packets) մշակումը երթուղիչներում(Router) ։

• Չունի հեռարձակում(No Broadcast)

IPv6-ն այլևս հեռարձակման աջակցություն չունի։ Այն օգտագործում է խմբային հեռարձակման բազմակաղապար(Multicast) ձևը՝ մի քանի հոսթերի հետ հաղորդակցվելու համար։

• Ցանկացած կաղապար(Anycast) տեխնոլոգիայի աջակցություն

IPv6-ում ընտրվել է փաթեթների երթուղավորման Anycast տեխնոլոգիան: Այս դեպքում մի քանի ինտերֆեյսներ համացանցում նշանակվում են նույն Anycast IP հասցեով: Երթուղիչները փաթեթն ուղարկում են մոտակա նպատակակետ:

• Շարժունակություն(Mobility)

IPv6-ը նախագծվել է՝ հաշվի առնելով շարժունակությունը: Այս հատկությունը հոսթերին (օրինակ՝ բջջային հեռախոսներին) հնարավորություն է տալիս շրջել տարբեր աշխարհագրական տարածքներում և կապվել նույն IP հասցեով: IPv6-ի շարժունակության առանձնահատկությունն օգտվում է IP-ի ավտոմատ կոնֆիգուրացիայից և ընդլայնման վերնագրերից:

• Ընդլայնված առաջնահերթության աջակցություն(Enhanced Priority Support)

Սպասարկաման որակ ապահովելու համար IPv6-ում Traffic Class-ը, որը ցույց է տալիս IPv6 փաթեթի առաջնահերթությունը, և Flow Label-ը, որը սահմանում է փաթեթների՝ որոշակի հոսքի հստակեցման մեխանիզմը, կարգավորում են փաթեթների մշակումը երթուղիչներում(Routers),այսինքն՝ սահմանվում է փաթեթների երթևեկություն՝ ելնելով դրանց առաջնահերթությունից և հաջորդականությունից: Եթե երթուղիչի վրա գերծանրաբեռնվածություն է առաջանում, ապա նվազագույն առաջնահերթություն ունեցող փաթեթները հեռացվում են :

• Հարթ անցում(Smooth Transition)

IPv6-ում IP հասցեների մեծ սխեման հնարավորություն է տալիս գլոբալ եզակի IP հասցեներով սարքերի բաշխում: Այս մեխանիզմը պահպանում է IP հասցեները՝ դարձնելով NAT-ը` ցանցային հասցեի թարգմանությունը, անհրաժեշտություն։ Այս մեխանիզմը թույլ է տալիս փոխարկել տարանցիկ փաթեթների IP հասցեները TCP/IP ցանցային տվյալների փոխանցման մոդելում։

• Ընդարձակելիություն(Extensibility)

IPv6 վերնագրի էական առավելություններից մեկն այն է, որ այն ընդարձակելի է՝ լրացուցիչ տեղեկություններ ավելացնելու տարբերակների մասով: Եթե IPv4-ն ապահովում է ընդամենը 40 բայթ տարբերակների համար, ապա IPv6-ի տարբերակները կարող են լինել այնքան, որքան IPv6 փաթեթի չափը:

IPv6 հաղորդակարգի հասցեն(IPv6 Address)

IPv6 հասցեի օրինակ՝ երկուական ձևավորման մեջ առաջատար զրոներով

IPv6 հասցեն օգտագործում է 128 բիթ` ի տարբերություն IPv4 հասցեի,որը կիրառում է 32 բիթ: IPv6 հասցեի 128 բիթերը ներկայացված են 16 բիթանոց 8 խմբերով: Յուրաքանչյուր խումբ բաղկացած է չորս տասնվեցական թվանշաններից (երբեմն կոչվում են տասնվեցական թվեր) և միմյանցից առանձնացված են երկու կետով (:) , օրինակ ՝ 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329: Հասցեի առաջատար բիթերը նշում են IPv6 հասցեի տեսակը: Այս առաջատար բիթերը պարունակող փոփոխական երկարությամբ դաշտը կոչվում է ձևաչափի նախածանց (FP-Format Prefix ): Հասցեի միջին բիթերը ցույց են տալիս ենթացանցային ID-ն:
IPv6 hասցեն բաժանված է երկու 64-բիթանոց հատվածների: Վերին 64-բիթանոց հատվածը ցանցի բաղադրիչն(Network Component) է, իսկ ստորին 64-բիթանոցը` հանգույցի բաղադրիչն(Node Component) է: Վերին 64-բիթանոց հատվածը (ցանցային բաղադրիչ) օգտագործվում է երթուղման համար,իսկ ստորին 64-բիթանոց հատվածը (հանգույցի բաղադրիչ) նույնականացնում է ինտերֆեյսի կամ հանգույցի հասցեն: Հանգույցի բաղադրիչը ստացվում է իրական ֆիզիկական կամ Mac հասցեից՝ օգտագործելով IEEE-ի ընդլայնված եզակի նույնացուցիչի(Identifier) EUI-64 ձևաչափը: Ցանցային բաղադրիչը բաժանված է երկու բլոկի՝ համապատասխանաբար 48 և 16 բիթանոց: Ստորին 16-բիթերը վերահսկվում են ցանցի ադմինիստրատորի կողմից և օգտագործվում են ներքին ցանցի ենթացանցերի համար: Վերին 48-բիթերը նախատեսված են ինտերնետով երթուղելու համար և օգտագործվում են գլոբալ ցանցի հասցեների համար:
Հասցեի ներկայացման հարմարության և պարզության համար IPv6 հասցեն կարող է կրճատվել՝ օգտագործելով հետևյալ կանոնները`

• Մեկ կամ մի քանի առաջնային զրոներ տասնվեցական թվանշանների ցանկացած խմբից հանվում են: Օրինակ` 0042 խումբը վերածվում է 42-ի,
• Զրոների հաջորդական մասերը փոխարինվում են երկու կետով (::): Սա կարող է օգտագործվել միայն մեկ հասցեի համար, քանի որ կրկնակի օգտագործումը հասցեն կդարձնի անորոշ: Օրինակ՝ 2001:0db8:0000:0000: 0000:7a6e: 0680:9668 IPv6 հասցեն կարող է կրճատվել մինչև 2001:db8::7a6e:680:9668:
  

Գոյություն ունի IPv6 հասցեավորման 3 տեսակ՝

1. Միահեռարձակում(Unicast) ,
2. Բազմահեռարձակում(Multicast ,)
3. Ցանկացած հասցե(Anycast) :

Unicast հասցեն նույնականացնում է մեկ ցանյին ինտերֆեյս և այդ հասցեին ուղարկված փաթեթն առաքվում է հենց այդ հասցեով ճանաչված ինտերֆեյսին: Unicast-ի տեսակներ են՝

• Հղում տեղական հասցե(Link-Local Address) , որը նախատեսված է մեկ հղումով տեղական ցանցը(Local Network) օգտագործելու համար: Այս հասցեներն ավտոմատ կերպով ձևավորվում են բոլոր ինտերֆեյսերի վրա: Հղում տեղական հասցեի համար օգտագործվում է հետևյալ նախածանցը՝ fe80::/10 :
• Համաշխարհային հասցե(Global Address)

IPv6 Global Unicast հասցեի կառուցվածքը

Գլոբալ հասցեները նախատեսված են ցանկացած ցանցում օգտագործելու համար: Գլոբալ հասցեի համար օգտագործվող նախածանցը սկսվում է երկուական 001-ով:

• Չճշտված հասցե(Unspecified Address)

Չճշտված հասցեն է՝ 0:0:0:0:0:0:0:0: Հասցեն կարելի է կրճատել երկու կետով (::): Չճշտված հասցեն ցույց է տալիս հասցեի բացակայությունը, և այն երբեք չի կարող վերագրվել հոսթին: Այն կարող է օգտագործվել IPv6 հոսթի կողմից, որը դեռ չունի իրեն հատկացված հասցե: Օրինակ՝ երբ հոսթն ուղարկում է փաթեթ՝ պարզելու, թե արդյոք հասցեն օգտագործվում է մեկ այլ հանգույցի կողմից, օգտագործում է չճշտված հասցեն որպես իր սկզբնաղբյուր հասցե։

• Ետ հանգույց հասցե(Loopback)

Loopback հասցեն է՝ 0:0:0:0:0:0:0:1, որը կարող է կրճատվել որպես ::1: Loopback հասցեն օգտագործվում է հանգույցի կողմից՝ առանց մշակման կամ փոփոխման իրեն փաթեթ ուղարկելու համար: Սրա նպատակը, առաջին հերթին, կապի ենթակառուցվածքի փորձարկումն է։ Multicast հասցեն օգտագործվում է մի քանի հոսթերի կողմից և ձեռք է բերում բազմահեռարձակման աջակցություն(Support)։ Եթե որևէ փաթեթ ուղարկվի Multicast հասցեին, այն կբաշխվի բոլոր ինտերֆեյսերին, որոնք համապատասխանում են այդ հասցեին: Anycast հասցեն նշանակվում է մի խումբ ինտերֆեյսների: Anycast հասցեին ուղարկված ցանկացած փաթեթ կհանձնվի միայն մեկ անդամի ինտերֆեյսին՝ հիմնականում հնարավոր ամենամոտ հոսթին։

IPv6 հաղորդակարգի փաթեթը(IPv6 Packet)

IPv6 փաթեթի դաշտերը և հարաբերական չափերը

IPv6 հաղորդակարգի փաթեթը բաղկացած է երկու մասից՝ Ֆիքսված վերնագիր(Fixed Header) և Ընդլայնման վերնագիր(Extension Header):
Ֆիքսված վերնագիրը(Fixed Header) ունի բոլոր փաթեթների համար պահանջվող նվազագույն ֆունկցիոնալությունը և զբաղեցնում է IPv6 փաթեթի առաջին 40 օկտետները(320 բիթ) : Օկտետը ութ երկուական թվանշան է, որը կարող է ընդունել 256 հնարավոր վիճակ(կոդեր, արժեքներ, բիթերի համակցություններ՝ զրոներ և միավորներ) ։ Ֆիքսված վերնագիրը պարունակում է՝ Տարբերակ(Version) ,Երթևեկության դաս(Traffic Class), Հոսքի պիտակ(Flow Lebel) , Օգտակար բեռ(Payload) , Հաջորդ վերնագիր(Next Header) , Ցատկի սահմանաչափ(Hop Limit) , Սկզբնաղբյուրի հասցե(Source Address) և Նպատակակետի հասցե(Destination Address) դաշտերը:
Version դաշտը(4 բիթ) ցույց է տալիս համացանցային հաղորդակարգի(IP) տարբերակը, որը պարունակում է 0110 բիթերի հաջորդականություն։
Traffic class դաշտը(8 բիթ) ցույց է տալիս IPv6 փաթեթի առաջնահերթությունը։ Այն օգնում է երթուղիչին(Router) կարգավորել փաթեթի փոխանցումը՝ ելնելով առաջնահերթությունից։ Երթուղիչի վրա գերծանրաբեռնվածություն առաջանալու դեպքում նվազագույն առաջնահերթություն ունեցող փաթեթները հեռացվում են։
Flow Lebel դաշտը(20 բիթ) անհրաժեշտ է նույն հոսքին պատկանող փաթեթները պիտակավորելու համար։ Հոսքը տարբերելու համար միջանկյալ երթուղիչը կարող է օգտագործել Սկզբնաղբյուրի հասցե(Source Address) և Նպատակակետի հասցե(Destination Address) դաշտերը։ Սրանց միջև կարող են լինել բամաթիվ հոսքեր, քանի որ շատ պրոցեսներ կարող են միաժամանակ գործարկվել։ Հոսքի պիտակի դաշտը սահմանվում է 0, երբ երթուղիչները կամ հոսթերը չեն աջակցում Հոսքի պիտակի դաշտի ֆունկցիոնալությանը և երթուղիչի լռելյայն մշակմանը: Հոսքի պիտակը կարգավորելիս աղբյուրը պետք է նշի նաև հոսքի ժամկետը:
Payload դաշտը(16 բիթ) երթուղիչներին տեղեկացնում է փաթեթի պարունակած տեղեկատվության ընդհնուր չափի և որոշակի քանակի մասին։ Եթե փաթեթը գերազանցում է 16 բիթը, ապա դաշտի արժեքը սահմանվում է 0։
Next Header դաշտը(8 բիթ) ցույց է տալիս Ընդլայնման վերնագրի(Extension Header) տեսակը(եթե առկա է) , իսկ որոշ դեպքերում՝ վերին շերտի փաթեթներում պարունակվող հաղորդակարգերը՝ TCP, UDP:
Hop Limit դաշտ(8 բիթ) ցույց է տալիս միջանկյալ հանգույցների առավելագույն քանակը, որոնցով փաթեթներին թույլատրվում է երթևեկել։ Փաթեթի արժեքը նվազում է մեկով յուրաքանչյուր հանգույցի կողմից։ Փաթեթը մերժվում է, եթե արժեքը նվազում է մինչև 0։
Source Address դաշտը(128 բիթ) ցույց է տալիս սկզբնական աղբյուրի IPv6 հասցեն։ Destination Address դաշտը(128 բիթ) ցույց է տալիս վերջնական նպատակակետի IPv6 հասցեն։ Բոլոր միջանկյալ հանգույցները կարող են օգտագործել այս տեղեկատվությունը փաթեթը ճիշտ ուղղորդելու համար։
Ընդլայնման վերնագիր(Extension Header) դաշտը IPv6 հաղորդակարգում ներդրվել է IPv4 հաղորդակարգի սահմանափակումները շտկելու համար։ Extension Header մեխանիզմը IPv6 կառուցվածքի կարևոր մասն է։

IPv6 և IPv4 հաղորդակարգերի տարբերությունը

Համացանցում տվյալները փաթեթներով փոխանցելու համար՝ IPv6 հաղորդակարգը սահմանում է նոր ձևաչափ՝ երթուղիչների կողմից մշակված հաղորդագրությունների վերնագրերը նվազագույնի հասցնելու նպատակով։ Քանի որ IPv4 և IPv6 հաղորդակարգերի վերնագրերը տարբեր են, ուստի այս երկու հաղորդակարգերը անհամատեղելի են՝ չնայած շատ դեպքերում IPv6-ը IPv4-ի պահպանողական ընդլայնումն է։ IPv6 հաղորդակարգը բարդության և արդյունավետության առումով շատ ավելի լավն է, քան IPv4 հաղորդակարգը։

IPv4 և IPv6 հաղորդակարգերի տարբերությունները

IPv4	IPv6
IPv4-ը կազմված է 32 բիթ հասցեից։	IPv6-ը կազմված է 128 բիթ հասցեից։
IPv4-ը գործակցվում է ֆիզիկապես։	Ipv6-ը գործակցվում է ավտոմատ։
IPv4-ում ծայրից ծայր կապի ամբողջականությունն անհասանելի է։	IPv6-ում ծայրից ծայր կապի ամբողջականությունը հասանելի է։
IPv4 ստեղծում է 4,29*109 հասցեների տարածք։	Ipv6 ստեղծում է 3,4*1038 հասցեների տարածք։
IPv4 -ի անվտանգության գործառույթը կախված է դիմումից(Application) ։	IPsec(Internet Protocol Security)-ը IPv6 հաղորդակարգի ներկառուցված գործառույթ է,որն ավելացնում է գաղտնագրում և նույնականացում՝ հաղորդակարգն ավելի անվտանգ դարձնելու համար։
IPv4-ի դեպքում հատվածավորումը(Fragmentation) իրականացվում է ուղարկողի և վերահասցեավորող երթուղիչների կողմից	IPv6-ի դեպքում հատվածավորումը(Fragmentation) իրականացվում է միայն ուղարկողի կողմից։
IPv4-ում փաթեթի հոսքի նույնականացումը հասանելի չէ:	IPv6-ում փաթեթի հոսքի նույնականացումը հասանելի է և օգտագործվում է վերնագրի(Header) Հոսքի պիտակ դաշտում:
IPv4-ում նույնականությունը ստուգելու(Cheksum) դաշտը հասանելի է:	IPv6-ում նույնականությունը ստուգելու(Cheksum) դաշտը հասանելի չէ:
IPv4-ն ունի Հեռարձակում(Boardcast) ՝ տվյալների փոխանցման մեթոդ, երբ փաթեթը ստանում են ցանցի բոլոր մասնակիցները։	IPv6-ը չունի Boardcast մեթոդը, հասանելի է տվյալների երթուղման Խմբային փոխանցում մեթոդը, երբ ցանցային փաթեթի նպատակային հասցեն բազմահեռարձակող խումբ է (Multicast) , և Ցանկացած փոխանցում մեթոդը, երբ առկա է փաթեթների փոխանցման մի քանի երթուղիներ(Anycast) ,որից ընտրվում է ամենահարմար նպատակակետը։
IPv4 հաղորդակարգը կոդավորման(Encryption) և նույնականացման(Authentication) հնարավորություն չունի։	IPv6 հաղորդակարգն ունի կոդավորման(Encryption) և նույնականացման(Authentication) հնարավորություն։
IPv4 փաթեթի վերնագիրը(Header) 20-60 բայթ է։	IPv6 փաթեթի վերնագիրը(Header) 40 բայթ է:
IPv4-ը կարող է փոխարկվել IPv6-ի։	IPv6-ը չի կարող փոխարկվել IPv4-ի։
IPv4 հաղորդակարգի հասցեն բաղկացած է 4 դաշտից, որոնք բաժանված են կետով (.) ։	IPv6 հաղորդակարգի հասցեն բաղկացած է 8 դաշտից, որոնք բաժանված են երկու կետով (:) ։
IPv4-ի IP հասցեները բաժանված են հինգ տարբեր դասերի՝ Դաս A, Դաս B, Դաս C, Դաս D, Դաս E։	IPv6-ը չունի IP հասցեի որևէ դաս:
IPv4-ն աջակցում է VLSM-ին (Subnet Mask) , որը ցույց է տալիս, թե IP հասցեի որ բիթերն են կապված հոսթի հասցեի հետ:	IPv6-ը չի աջակցում VLSM-ին:
IPv4-ի օրինակ՝ 66.94.29.13	IPv6-ի օրինակ՝ 2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB

IPv4-ից IPv6 հասցեի անցում

IPv4-ից IPv6 հասցեի անցումը նշանակում է ոչ թե փոխարինում, այլ՝ IPv4-ից IPv6-ի փոխանցում։ IPv4-ից IPv6 հասցեի անցումը պայմանավորված է այս երկու հաղորդակարգերի միջև առկա տարբերությամբ։ Դրա համար կիրառվում են որոշակի տեխնոլոգիաներ։

Երկակի երթուղիչ(Dual-Stack Routers) տեխնոլոգիան

Երկակի երթուղիչների տեխնոլոգիան` IPv4 և IPv6 հաղորդակարգերի միաժամանակյա օգտագործման համար

Երկակի երթուղիչ տեխնոլոգիայի դեպքում երթուղիչին(Router) միանում են երկու տարբեր ցանց, որոնցից մեկը գործում է IPv4 հասցեով, իսկ մյուսը՝ IPv6 հասցեով։ Երթուղիչն էլ սերվերին միանում է կրկնակի ձևով՝ մեկը IPv4 տիրույթով, մյուսը՝ IPv6 տիրույթով։ Երբ երթուղիչը կարդում է փաթեթի վերնագիրը(Header) և առաջին չորս բիթում տեսնում է, որ IPv4-ի փաթեթ է, ուղարկում է IPv4-ի համար նախատեսված երթուղով, իսկ եթե IPv6-ի փաթեթ է, ուղարկում է IPv6-ի համար նախատեսված երթուղով։ Երկակի երթուղիչը բոլոր հոսթերին հնարավորություն է տալիս հաղորդակցվել սերվերի հետ՝ առանց իրենց IP հասցեն փոխելու։ Երբ օգտատերը հարցում է ուղարկում սերվերին, IPv4 և IPv6 հասցեների փոխակերպման համար օգտագործվում է DNS(Domain Name System) տեխնոլոգիան։

Թունելաշինություն(Tunneling) տեխնոլոգիան

IPv6-ի թունելաշինություն

IPv6-ի թունելաշինության օրինակ

IPv6 հաղորդակարգի թունելաշինությունը հնարավորություն է տալիս օգտագործել գոյություն ունեցող IPv4 հաղորդակարգի երթուղային ենթակառուցվածքը(Routing Infrastructure)՝ IPv6 հաղորդակարգի փաթեթների փոխանցումն իրականացնելու համար: Հաջող անցումը պայմանավորված է IPv4-ի հոսթերի և երթուղիչների՝ գոյություն ունեցող բազայի հետ համատեղելիությամբ, որի պահպանումը հեշտացնում է անցումը IPv6-ի տեղակայման ժամանակ։ Թունելաշինությունն իրականացվում է տարբեր ձևերով՝

• Երթուղիչից երթուղիչ(Router-to-Router)

IPv6 կամ IPv4 երթուղիչները, որոնք փոխկապակցված են IPv4 ենթակառուցվածքով, կարող են ստեղծել թունել միմյանց միջև: Այս դեպքում թունելն ընդգրկում է IPv6 փաթեթի` ծայրից ծայր(End-to-End) ճանապարհի մեկ հատվածը:

• Հոսթից երթուղիչ(Host-to-Router)

IPv6 կամ IPv4 հոսթերը կարող են ստեղծել թունել միջնորդ երթուղիչի հետ, որը հասանելի է IPv4 ենթակառուցվածքի միջոցով: Այս տեսակի թունելն ընդգրկում է IPv6 փաթեթի՝ ծայր ծայր(End-to-End) ճանապարհի առաջին հատվածը:

• Հոսթից հոսթ(Host-to-Host)

IPv6 կամ IPv4 հոսթերը, որոնք փոխկապակցված են IPv4 ենթակառուցվածքով, կարող են ստեղծել թունել IPv6-ի փաթեթների միջև: Այս դեպքում թունելն ընդգրկում է IPv6 փաթեթի ծայրից ծայրից(End-to-End) ամբողջ ճանապարհը:

• Երթուղիչից հոսթ(Router-to-Host)

IPv6 կամ IPv4 երթուղիչները կարող են ստեղծել թունել փաթեթները դեպի իրենց վերջնական նպատակակետ՝ IPv6 կամ IPv4 հոսթ ուղարկելու համար: Այս թունելն ընդգրկում է միայն ծայրից ծայր(End-to-End) ճանապարհի վերջին հատվածը: Թունելի մուտքային հանգույցը (Encapsulating Node) ստեղծում է IPv4 վերնագրի ինկապսուլյացիա(Encapsulation ), այսինքն՝ գոյություն ունեցող փաթեթում նոր փաթեթ է ավելացվում և փոխանցվում։ Թունելի ելքային հանգույցը (Decapsulating Node) ստանում է պարփակված փաթեթը, հեռացնում է IPv4 վերնագիրը, թարմացնում է IPv6 վերնագիրը և մշակում ստացված IPv6 փաթեթը։ Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր թունելի համար պահպանվում է տեղեկատվությունը՝ թունելի փոխանցման առավելագույն միավորը (MTU=Maximum Transmission Unit), որպեսզի մշակվեն IPv6 փաթեթները: IPv6-ում կան երկու տեսակի թունելներ`

• Ավտոմատ թունելներ(Automatic Tunnels) , որոնք ստեղծվում են՝ օգտագործելով IPv4 հասցեի տեղեկատվությունը, որը ներկառուցված է IPv6 հասցեում։
• Կազմաձևված թունելներ(Configured Tunnels) , որոնք ստեղծվում են ֆիզիկապես՝ օգտագործելով IPv6 հասցեներ։Վերջիններս չունեն ներկառուցված IPv4 տեղեկատվություն։

Ցանցային հասցեների թարգմանության(NAT) տեխնոլոգիան

IPv4 և IPv6 հասցեների փոխարկում՝ ցանցային հասցեների թարգմանության(NAT) տեխնոլոգիայի հիման վրա

Ցանցային հասցեների թարգմանության տեխնոլոգիան IPv4 հասցեն IPv6 հասցեի փոխակերպման այն տարբերակն է, որի դեպքում NAT-PT սարքը հեռացնում է ուղարկողի IP տարբերակի փաթեթի վերնագիրը և ավելացնում ստացողի IP տարբերակի վերնագիրը։ Որպեսզի ստացողը IP տարբերակի հասցեն հասկանա, հարցումն ուղարկվում է նույն IP տարբերակով, և հակառակը:

IPv6-ի շարժունակությունը(Mobility)

Հոսթը, միանալով ցանցին, ձեռք է բերում IP հասցե, որի հիման վրա էլ տեղի է ունենում ամբողջ հաղորդակցությունը։ Երբ հոսթը փոխում է իր ֆիզիկական դիրքը, այսինքն՝ տեղափոխվում է մեկ այլ տարածք, ենթացաց կամ ցանց, IPv6 հաղորդակարգն իր վերահասցեավորման շնորհիվ հնարավորություն է տալիս օգտատիրոջը շարունակել իր հաղորդակցությունը աշխարհի ցանկացած կետում՝ պահպանելով նույն IP հասցեն։ Յուրաքանչյուր շաժական հանգույց նույնականացվում է երկու IP հասցեով՝ տան հասցե(Home Address) և ընթացիկ հասցե(Current Address) : Home Address-ը մշտական IP հասցեն է, որը ցույց է տալիս այդ հանգույցը՝ անկախ գտնվելու վայրից, իսկ Current Address-ը փոխվում է կապի հետ և պարունակում է տեղեկատվություն շարժական հանգույցի ընթացիկ գտնվելու վայրից։ IPv6 հաղորդակարգի շարժունակությունն իրականացվում Anycast տեխնոլոգիայի շնորհիվ։
Mobility տեխնոլոգիայում առկա են մի շարք գործոններ՝

• Բջջային հանգույցներ(Mobile Nodes)-ը սարքեր են, որոնք կարող են միանալ համացանցին տարբեր վայրերից։
• Տնային հղում(Home Link) , երբ IPv6 շարժական սարքը ստանում է Home Address-ից։
• Տան հասցե(Home Address) , երբ բջջային հանգույցը ստանում է Home Link-ից։
• Տնային գործակալ(Home Agent) , երբ տնային գործակալը միացված է Home Link-ին և պահում է բոլոր բջջային հանգույցների, նրանց Home Address-ների և ընթացիկ IP հասցեների մասին տեղեկատվությունը: Home Agent-ը

երթուղիչ է, որը գործում է որպես բջջային հանգույցի գրանցող։

• Արտաքին հղում(Foreign Link) ` ցանկացած հղում, որը բջջային հանգույցի հիմնական հղումը չէ։
• Ժամանակավոր հասցե(Care of Address) , երբ շարժական հանգույցը միանում է արտաքին հղմանը և ստանում է այդ արտաքին հղման նոր ենթացանցային IP հասցեն:
• Համապատասխան հանգույց(Correspondent Node) , երբ IPv6 հաղորդակարգով ունակ ցանկացած սարք հաղորդակցվում է շարժական հանգույցի հետ։

IPv6 հաղորդակարգի ընթացուղին(IPv6 Routing)

IPv6-ի ընթացուղի(Routing)

Ընթացուղին երթուղային տվյալների փոխանցման գործընթացն է, որի դեպքում ընտրվում է լավագույն երթուղին դեպի նպատակակետ:
IPv6 ընթացուղին իրականացվում է երկու ձևով՝

• Հեռավորության վեկտորային ընթացուղի (Distance Vector Routing Protocol) , երբ նպատակակետին հասնելու ընթացուղին հաշվարկվում է սկզբնաղբյուրի(Source) և նպատակակետի(Destination) միջև ընկած ցատկերի(Hops) միջոցով: Հեռավորության վեկտորային ընթացուղու հաղորդակարգերն են՝ RIP և BGP:
• Հղման վիճակի ընթացուղի(Link State Routing Protocol) , երբ ընթացուղին, տեղեկատվությունը համընկնելու դեպքում, օգտագործում է իր ալգորիթմը՝ հաշվարկելու լավագույն երթուղին դեպի բոլոր հասանելի հղումները։ Հղման վիճակի ընթացուղու հաղորդակարգերն են՝ OSPF և IS-IS։

Ենթացանցային դիմակներ(IPv4) և նախածանցներ(IPv6)(Subnetmasks(IPv4) and Prefixes(IPv6))

IPv6 նախածանցի ստեղծում

IPv6 նախածանցի նշանակման մեխանիզմ IANA-ի, RIR-ի և ISP-ի հետ

Բոլոր IP հասցեները բաժանված են մասերի: Մի մասը նույնականացնում է ցանցը (ցանցի համարը), իսկ մյուս մասը նույնականացնում է ցանցում գտնվող հոսթի համարը: Ենթացանցերի դիմակները (IPv4) և նախածանցները (IPv6) սահմանում են IP հասցեների մի շարք, որոնք կազմում են ենթացանց կամ IP հասցեների խումբ նույն ցանցում: Կազմակերպության ցանցը ենթացանցերի բաժանելը թույլ է տալիս միանալ համացանցին՝ օգտագործելով մեկ հանրային ցանցի հասցե(Public Network Address): Ենթացանցերի դիմակներն ու նախածանցներն օգտագործվում են, երբ հոսթը փորձում է հաղորդակցվել այլ համակարգի հետ: Եթե հոսթը գտնվում է նույն ցանցում կամ ենթացանցում, ապա փաթեթը փորձում է գտնել այդ հասցեն տեղական հղումում։ Եթե հոսթը գտնվում է այլ ցանցում, փաթեթն ուղարկվում է դարպաս(Gateway) , որն այնուհետև փոխանցում է փաթեթը ճիշտ IP հասցեին: Այս երթուղին կոչվում է Անդասակարգ միջդոմենային երթուղի(CIDR): IPv4-ում 255.255.255.0 հասցեի ենթացանցային դիմակը 32 բիթ է և բաղկացած է չորս 8-բիթանոց օկտետներից: Հասցե՝ 10.10.10.0, Subnetmask` 255.255.255.0, նշանակում է` ենթացանցը IP հասցեների` 10.10.10.0 - 10.10.10.255 տիրույթ է:
IPv6-ում նախածանցի(Prefix) երկարությունը համարժեք է IPv4-ի ենթացանցային դիմակին: Չորս օկտետների փոխարեն՝ այն արտահայտվում է որպես ամբողջ թիվ 1-ի և 128-ի միջև: IPv6 հասցեները բաղկացած են թվերի ութ խմբից։ Ցանցի հասցեն(Network address) ենթացանցային դիմակի թվանշանների առաջին երեք խմբերն են (առաջին 48 բիթ): Ենթացանցային հասցեն(Subnet Address) ենթացանցային դիմակի թվերի չորրորդ խումբն է (49-ից 64-րդ բիթերը): Սարքի հասցեն(Device Address) ենթացանցային դիմակի թվանշանների վերջին չորս խմբերն են (վերջին 64 բիթ): Օրինակ՝ հետևյալ IPv6 հասցեում՝ 2001:db8:abcd:0012:0000:0000:0000:0000 ցանցի հասցեն է՝ 2001:db8:abcd, իսկ ենթացանցը՝ 12 (կարճ նշում և առանց սկզբնական զրոների): Այս երկու խմբերը միասին կազմում են IPv6 նախածանցը: Հոսթի հասցեն է՝ 0000:0000:0000:0000: Ցանցի յուրաքանչյուր հոսթ ունի եզակի հասցե(Unique Device Address): Սակայն IPv6 հասցեի ցանցի և ենթացանցային մասերը նույնն են ցանցի յուրաքանչյուր հոսթի համար: Այսպիսով՝ յուրաքանչյուր IPv6 հասցեում թվերի առաջին չորս խմբերը մնում են հաստատուն, իսկ թվերի վերջին չորս խմբերը տարբեր են յուրաքանչյուր հոսթի համար: Հոսթերի ցանկը պարզեցնելու համար՝ կարելի է փոխարինել նախածանցի երկարությունը IPv6 հասցեի՝ հոսթի հասցեի մասով: Նախածանցի երկարությունը սահմանում է հոսթերի շրջանակը: Այն արտահայտվում է առաջ կտրվածքով (/), որին հաջորդում է 1-ից մինչև 128 ամբողջ թիվ: Օրինակ՝ 2001:db8:abcd:0012::/64 գրառմամբ համակարգին հրահանգվում է ցանցը բաժանել 64 ենթացանցերի:

Գրականություն

• Rosen, Rami (2014). Linux Kernel Networking: Implementation and Theory. New York: Apress. ISBN 9781430261971. OCLC 869747983.
• Coffeen, Tom (2015). IPv6 Address Planning: Designing an Address Plan for the Future. United States of America: O'Reilly Media, Sebastopol, CA. ISBN 9781491902769. OCLC 1047830054.
• Silvia Hagen (2014). IPv6 Essentials: Integrating IPv6 into Your IPv4 Network. O'Reilly Media, Inc. ISBN 9781449335267.

Տես նաև

• TCP/IP
• UDP