لماذا احتجنا إلى IPv6

يوفّر IPv4 نحو 4.3 مليار عنوان (2^32). عندما صُمّم البروتوكول في ثمانينيات القرن العشرين، بدت هذه المساحة بلا حدود، لكن الانتشار الهائل للهواتف والحواسيب المحمولة والأجهزة الذكية استهلكها.

بحلول العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، نفدت مخازن العناوين المتاحة لدى السجلات الإقليمية التي توزّع العناوين، مما فرض الانتقال المخطّط له منذ مدة إلى IPv6.

يستخدم IPv6 عناوين بطول 128 بت بدلًا من 32 بت. وهذا يعني 2^128 عنوانًا — أي نحو 340 أنديسيليونًا، وهو عدد يتكوّن من 39 رقمًا.

الإمداد هائل إلى درجة أن كل جهاز على الأرض يمكن أن يمتلك عددًا لا يُحصى من العناوين. وبذلك تختفي ببساطة مشكلة IPv4 الأساسية، وهي نفاد العناوين.

لتمديد عمر IPv4، اعتمدت الشبكات NAT (ترجمة عناوين الشبكة)، مما يتيح لعدد كبير من الأجهزة الخاصة مشاركة عنوان عام واحد. أخّر NAT نفاد العناوين، لكنه لم يحل المشكلة.

كما يعقّد NAT الاتصالات المباشرة بين الأجهزة، فيتسبب في تعطل بعض التطبيقات. وتتيح وفرة IPv6 لكل جهاز عنوانًا حقيقيًا وفريدًا على مستوى العالم، مما يقلل الاعتماد على NAT.

افترض الإنترنت في بداياته وجود اتصال من طرف إلى طرف: إذ يمكن لأي مضيف الوصول مباشرةً إلى أي مضيف آخر. أضعف NAT ذلك بإخفاء الأجهزة خلف عناوين مشتركة.

يعيد IPv6 إمكانية الوصول من طرف إلى طرف، مما يفيد تطبيقات الند للند، ومكالمات الصوت والفيديو، وإنترنت الأشياء، حيث تحتاج أجهزة كثيرة إلى إمكانية عنونتها مباشرةً.

أعاد IPv6 أيضًا تصميم رأس الحزمة. فقد أزال الحقول قليلة الاستخدام وجعل الرأس ثابت الحجم، مما يسمح للموجّهات بمعالجته بكفاءة أكبر.

كما ألغى IPv6 تجزئة الحزم داخل الموجّهات ومجموع فحص الرأس، ونقل هذه المهمة إلى أماكن أخرى. والنتيجة هي إعادة توجيه أكثر انسيابية مقارنةً برأس IPv4 الأكثر تعقيدًا.

يمكن لأجهزة IPv6 تهيئة عناوينها بنفسها باستخدام SLAAC (التهيئة التلقائية عديمة الحالة للعناوين). يعلن الموجّه عن بادئة شبكة، ويبني الجهاز عنوانًا كاملًا بنفسه.

يقلل ذلك الحاجة إلى خادم DHCP في كل شبكة، مما يبسّط الإعداد مقارنةً بالاعتماد الأكبر في IPv4 على العنونة اليدوية أو العنونة باستخدام DHCP.

لا يمكنكم توسيع IPv4 ببساطة، لأن حقله ذي 32 بت ثابت في البروتوكول ومضمّن في أنظمة لا تُحصى. وقد تطلّب العنوان الأكبر إصدار بروتوكول جديدًا بالكامل.

وُحّد IPv6 قياسيًا في عام 1998 (RFC 2460، ثم RFC 8200 لاحقًا) تحديدًا لكي يتمكّن الإنترنت من تجاوز السقف الصارم لـ IPv4 دون الإخلال بتصميمه.

لأن IPv4 وIPv6 غير متوافقين مباشرةً، استغرق الانتقال عقودًا. وتشغّل الشبكات البروتوكولين معًا خلال فترة الترحيل الطويلة، وتُسمى هذه الاستراتيجية dual-stack.

تخدم مزوّدات المحتوى الرئيسية وشركات الاتصالات المحمولة الآن كميات كبيرة من حركة IPv6، ويستمر الاعتماد عليه في الازدياد مع تمكين المزيد من الأجهزة والمزوّدين له.

صُمّم IPv6 مع مراعاة دعم IPsec (أمن بروتوكول الإنترنت) للتشفير والمصادقة، كما حسّن ميزات مثل التنقل.

مع أن IPsec متاح أيضًا لـ IPv4، فإن تصميم IPv6 الأكبر والأكثر بساطة جعل دمج هذه الميزات أكثر طبيعية، مما يدعم احتياجات الأمان والتجوال الحديثة.

بصفتكم فنيين، سترون عناوين IPv6 إلى جانب IPv4 بوتيرة متزايدة. ويساعدكم فهم سبب وجود IPv6 على تقبّل عناوينه الأطول والأكثر غرابةً في مظهرها دون ارتباك.

تعلّمكم الدروس التالية كيفية قراءة هذه العناوين واختصارها وتصنيفها، حتى تصبح مألوفة لكم مثل العناوين العشرية المنقوطة في IPv4.

في جوهره، وُجد IPv6 لحل مشكلة نفاد العناوين. أما كل ما سواه — مثل الرؤوس الأبسط والتهيئة التلقائية واستعادة إمكانية الوصول من طرف إلى طرف — فهو ناتج عن قرار توسيع مساحة العناوين.

ضعوا هذا الدافع الأساسي في أذهانكم، وسيتوقف IPv6 عن كونه مخيفًا ويبدأ في أن يصبح منطقيًا.

تذكّر العامل الأساسي.

تعلّمت لماذا كانت هناك حاجة إلى IPv6.

• لا يملك IPv4 سوى نحو 4.3 مليار عنوان (2^32)، وقد نفدت.
• يستخدم IPv6 عناوين بطول 128 بت (2^128)، وهي مساحة غير محدودة عمليًا.
• كان NAT حلًا مؤقتًا أضعف الاتصال من طرف إلى طرف.
• يضيف IPv6 رأسًا أبسط وتهيئة تلقائية باستخدام SLAAC.
• يتعايش IPv4 وIPv6 عبر dual-stack خلال فترة الترحيل الطويلة.