IP مخفف کلمات Internet Protocol به معنی “پروتکل اینترنت” می باشد.

IP یا همان آدرس آی پی چه کاربردی دارد؟  

–راهکاری برای تبادل اطلاعات در دنیای اینترنت.

در واقع به هر دستگاهی که در شبکه جهانی اینترنت حضور پیدا می کند یک شناسه با عنوان آدرس آی پی اختصاص داده می شود و از این راه مسیریاب ها تشخیص می دهند که کدام بسته باید به کدام کاربر در اینترنت برسد.

برای درک بیشتر موضوع مثال پست را برایتان مطرح می کنم، یک بسته پستی چگونه به دست صاحبش می رسد؟

-پاسخ بسیار ساده است؛ با استفاده از کد پستی و آدرس دقیق محل سکونت بسته به فرد مورد می رسد.

در اینترنت هم؛ به همین صورت است و داده ها بر اساس همین آدرس آی پی به دست کاربرانشان می رسند.اینترنت پروتکل نسخه‌ی ۴ یا IPv4 چیست؟

IPv4 یا اینترنت پروتکل نسخه‌ی ۴ را باید چهارمین نسخه از پروتکل اینترنت خواند که از آن برای شناسایی گجت‌ها روی شبکه‌ی اینترنت استفاده می‌شود. اینترنت پروتکل طراحی شده است تا از آن برای ایجاد ارتباط بین سیستم‌های متصل به هم برای ارسال بسته‌ها تحت شبکه‌ی ارتباطی استفاده شود.

اینترنت پروتکل نسخه‌ی ۴ را باید پرمصرف‌ترین پروتکل اینترنتی خواند که از آن برای ارتباط گجت‌ها با یکدیگر و همچنین شبکه‌ی جهانی اینترنت استفاده می‌شود. IPv4 از آدرس‌دهی ۳۲ بیتی بهره می‌برد که با استفاده از آن می‌توان ۲ به توان ۳۲ آدرس اینترنتی را (بیش از چهار میلیارد) آدرس‌دهی کرد. با توجه به گسترش اینترنت و افزایش تعداد گجت‌هایی که به اینترنت متصل می‌شوند، پیش‌بینی می‌شود تعداد آدرس‌های مبتنی بر نسخه‌ی چهار در آینده‌ی نزدیک تمام شود، چراکه هرروز شاهد افزایش گجت‌هایی نظیر گوشی‌های هوشمند، رایانه‌ها، تبلت‌ها، گجت‌های مبتنی بر اینترنت اشیا و کنسول‌های بازی با قابلیت اتصال به اینترنت هستیم.

محققان شبکه اینترنت پروتکل نسخه‌ی ۶ را به همین علت و برای پوشش نیاز به آدرس‌های بیشتر معرفی کرده‌اند.

این پروتکل جدید علاوه بر افزایش مجموعه‌ی آدرس‌های قابل استفاده، ویژگی‌های دیگری نیز دارد که در ادامه به‌صورت فهرست‌وار به آن اشاره می‌کنیم:

• نیاز نداشتن به NAT ا(Network Address Translation)
• تنظیم خودکار
• نداشتن تداخلبا آدرس‌های خصوصی یا درون شبکه‌ای
• مسیریابی مالتی‌کست بهتر
• هِدِر بسته‌ها با فرمت ساده‌تر
• مسیریابی بهینه و ساده
• بهبود حقیقی کیفیت خدمات به‌شکل ملموس برای کاربر (QoS) 
• پشتیبانی از تشخیص هویت داخلی
• انعطاف‌پذیری بالا
• مدیریت راحت‌تر و نیاز نداشتن به DHCP سرور

      ساختار IP آدرس نسخه ۶:

در نسخه ۶، آی پی آدرس ها یک عبارت ۱۲۸ بیتی (شامل ۸ بخش ۱۶ بیتی) بوده و هر بخش به وسیله کاراکتر دو نقطه (:) از هم جدا می‌شوند. ساختار IPv6 نسبت به IPv4 پیچیده تر بوده و یک IP آدرس نسخه ۶  مانند عبارت زیر است:

۲۶۰۱:F0A0:9002:E051:0000:0000:0000:C91D

بخش‌هایی که به وسیله کاراکتر دونقطه از هم جدا می‌شوند، شامل اعداد و حروف استاندارد هگزادسیمال (حروف A, B, C, D, E, F) که از محدوده ۰۰۰۰ تا FFFF قابل تغییر هستند. برای راحتی در خواندن این عبارت، قسمت‌هایی که دارای چهار رقم صفر هستند می‌توانند حذف شوند. توجه کنید که این فشرده سازی در طول آدرس آی پی فقط یک بار می‌تواند انجام شود.

نکته: درصورتی که در ابتدای بخش رقم ۰ قرار بگیرد، می‌توان آن را نادیده گرفت برای مثال آدرس F925:00C4 می‌تواند تبدیل به F925:C4 شود. دقت کنید که این تنها یک مثال است و فقط دو بخش مورد بررسی قرار گرفته است.

همان طور که گفته شد این عبارت‌ها برای کامپیوتر هیچ مفهومی نداشته و باید تبدیل به عبارت باینری شوند. در این تبدیل مقادیر هر بخش به یک عبارت ۱۶ بیتی تبدیل می‌شود.

دلیل این که هر بخش تبدیل به یک عبارت ۱۶ بیتی می‌شود، این است که هر کاراکتر در هر بخش با توجه به جدول تبدیل هگزادسیمال، به یک عبارت چهار رقمی باینری تبدیل می‌شود. یعنی بخش اول (۲۶۰۱) تبدیل به 0010011000000001 می‌شود. بنابراین با کنار هم قرار دادن این ۴ رقم، ما در هر بخش ۱۶ بیت خواهیم داشت. با استفاده از جدول تبدیل هگزادسیمال به باینری زیر، می‌توانید به راحتی آدرس IPv6 را به باینری تبدیل کنید:

محدوده و بزرگی IP آدرس نسخه ۶:

با توجه به ۱۲۸ بیتی بودن آی پی نسخه ۶، با انجام یک محاسبه (۲^۱۲۸) می‌توان کل آی پی هایی که قابل استفاده هستند را حساب کرد. بنابراین آی پی نسخه ۶ می‌تواند دارای ۳٫۴×۱۰^۳۸ حالت مختلف باشد. یعنی حدود ۳۴۰ آندسیلیون (!) یا به صورت دقیق ۳۴۰۲۸۲۳۶۶۹۲۰۹۳۸۴۶۳۴۶۳۳۷۴۶۰۷۴۳۱۷۶۸۲۱۱۴۵۶ آی پی مختلف. این یعنی حدود ۷۹۲۲۸۱۶۲۵۱۴۲۶۴۳۳۷۵۹۳۵۴ برابر بیشتر از آی پی آدرس نسخه ۴ می‌تواند آدرس داشته باشد!

برای درک بهتر این عدد با توجه به وسعت ۵۱۰۰۷۲۰۰۰ کیلومتر مربعی کره زمین، حدوداً برای هر متر مربع ۶۶۷۱۲۶۱۴۴۷۸ آی پی مختلف وجود خواهد داشت!

ارتباطات ‏end-to-end
زمانی که هر دستگاهی آدرس ‏Public IP‏ مختص خود را داشته باشد و نیازی به ‏NAT‏ نباشد، به این معنی ‏است که ارتباط دستگاه ها کاملا به صورت ‏end-to-end‏خواهد بود در نتیجه در ساختارهای ‏IPv6‎‏، ‏اپلیکیشن های ‏peer-to-peer‏ ای مثل ‏VoIP‏ عملکرد کارآمدتر و موثرتری خواهند داشت.‏

آدرس دهی آسان تر دستگاه ها
یکی از دغدغه ها در ساختارهای ‏IPv4‎، روش های ‏IP‏ دهی به دستگاه ها است. در چنین ساختارهایی ‏اطلاعاتی مثل آدرس ‏IP، ‏Gateway، ‏DNS Server‏ و … برای یک دستگاه یا باید به صورت دستی برای آن ‏دستگاه تنظیم شوند و یا دستگاه ها این اطلاعات را از طریق یک ‏DHCP Server‏ به دست آورند.

 آدرس دهی آسان تر دستگاه ها
یکی از دغدغه ها در ساختارهای ‏IPv4‎، روش های ‏IP‏ دهی به دستگاه ها است. در چنین ساختارهایی ‏اطلاعاتی مثل آدرس ‏IP، ‏Gateway، ‏DNS Server‏ و … برای یک دستگاه یا باید به صورت دستی برای آن ‏دستگاه تنظیم شوند و یا دستگاه ها این اطلاعات را از طریق یک ‏DHCP Server‏ به دست آورند.

در ‏ساختارهای ‏IPv6‎‏ ‏ این مکانیزم ساده تر شده است. دستگاه ها برای به دست آوردن اطلاعات شبکه هم می ‏توانند از یک ‏DHCP‏ سرور (‏DHCPv6‎‏) استفاده نمایند که به این روش اصطلاحا ‏Stateful Address ‎Auto Configuration‏ گفته می شود و یا این که در روشی جذابتر، بطور خودکار صاحبِ یک ‏Global IPv6‎ ‎Address‏ ‏‎شوند که به این روش اصطلاحا ‏Stateless Address Auto Configuration‏ گفته می ‏شود. در این روش یک ‏Host‏ از طریق یک یا چند ‏Link Prefix‏ ای که از طریق یک پیام ‏RA (Router ‎Advertisement)‎‏ به دست آورده، و اضافه‌کردن آن به ابتدای ‏Interface ID‏ که برای خود محاسبه کرده، ‏صاحب یک ‏Global IPv6 Address‏ ‏می‌شود. پس در ساختارهای ‏IPv6‎‏، حتی اگر هیچ تنظیم خاصی هم ‏صورت نگیرد و دستگاه فقط ‏IPv6‎ Enabled‏ باشد کافی است تا یک آدرس ‏IP‏ عمومیِ مختص به خود را داشته باشد.‏

همین امر سبب آسان تر شدن مدیریت آدرس های ‏IPv6‎‏ می شود. تصور کنید در یک ساختار ‏IPv4‎‏ ‏قرار بر ‏تغییر طرح آدرس دهی شبکه باشد. در چنین شرایطی شما به عنوان مدیر شبکه باید تک تک دستگاه ها را ‏دوباره آدرس دهی نمایید اما در ‏IPv6‎‏ با همین ویژگیِ آدرس‌دهی خودکار، سربارِ کاریِ شما نیز به عنوان یک مدیر ‏به مراتب کاهش چشمگیری پیدا کرده و ساده تر می شود.‏

پشتیبانی ذاتی از ‏Multicasting‏ و مدیریت کارآمدتر جریان ترافیک در ساختار
یکی از مشکلات ‏IPv4‎‏ ‏ضعف و محدودیت آن در اعمال ‏Multicasting‏ است. در ساختارهای ‏IPv4‎‏ ‏این ‏عمل تنها می‌تواند به زیرشبکه ها خلاصه شود و اکثر روترهای اینترنتی نمی توانند از ‏IPv4 Multicasting‏ ‏پشتیبانی کنند. در ‏IPv6‎‏ این مشکل دیگر وجود ندارد و علت آن نیز پشتیبانی ذاتی ‏IPv6‎‏ ‏از ‏Multicasting‏ می باشد. تمام دستگاه هایی که ‏IPv6‎‏ ‏بر روی آن ها فعال شود در کم ترین حالت، به ‏صورت خودکار عضو یک گروه ‏Multicast‏ یکسان خواهند شد. همینطور برخلاف ‏IPv4‎‏ که برای عمل ‏Multicasting‏ یک رنج محدود ‏IP‏ در نظر گرفته شده بود، در ‏IPv6‎‏ ‏ این بازه به مراتب خیلی بزرگتر شده ‏و دیگر محدودیت های تعداد ‏IP‏ های ‏Multicast‏ نیز وجود ندارد.‏

اما ‏IPv6‎‏ مکانیزم جالبتری را نیز برای مدیریت بهتر و کارآمدتر جریان ترافیک در یک ساختار ارایه می دهد، ‏یعنی آدرس های ‏Anycast‏.

با استفاده از آدرس های ‏Anycast‏ می توان به مجموعه ای از nodeها، آدرس ‏یکسانی اختصاص داد. به عنوان مثال تصور کنید در ساختاری چند سرور وجود دارد که سرویس یکسانی ارایه ‏می‌دهند، مثلاً چندین DNS Server در شبکه‌ی وسیع یک سرویس‌دهنده‌ی اینترنت. همه ی آن ها می توانند یک آدرس Anycast‏ یکسان داشته باشند، و روتر زمانی که قرار باشد ‏ترافیک سرویس مربوطه را به یکی از این سرورها ارسال کند، ‏نزدیکترین سرور را به صورت خودکار انتخاب می نماید؛ اگر این سرور نزدیکتر بنا به هر دلیلی ‏fail‏ شود، ‏روتر بلافاصله سرور نزدیکتر بعدی را جایگزین آن خواهد کرد.‏

تفاوت سرعت و عملکرد سایت ها در IPv6 و IPv4

استفاده از IPv6 در 10 تا 15 سال گذشته بسیار کم بوده در حالی که در اواسط سال 2015 استفاده از IPv6 رشد به سزایی داشته و به عنوان مثال گوگل عمکلرد ردیابی IPv6 را از سال 2009 شروع کرده و بسیار زیباست که طبق نمودار زیر این روند در حال افزایش است

با توجه به اینکه هر روز استفاده از IPv6 بیشتر از IPv4 می شود و دیگر کسی از IPv4 استفاده نمی کند، سوال اصلی اینست که سرعت و عملکرد وب سایت ها چطور خواهد شد آیا بهتر خواهد شد ؟
برخی در پاسخ گفته اند که عملکرد و سرعت سایت های بهتر خواهد شد چون "استفاده از IPv6 کمتر" است و در IPv6 "مسیریابی ساده شده" است.
اما برخی بر این باورند که سرعت و عملکرد سایت های پایین خواهد آمد چون روترها و گره های کمتری IPv6 را پشتیبانی می کنند.