دليل المبتدئين إلى IPv4 وIPv6

مع ظهور مزيد من المستخدمين والأجهزة يومياً، تصبح المعدات والبرمجيات الأحدث والأقوى ضرورية لتلبية تلك الاحتياجات المتزايدة. لذلك ظهر IPv6، وهو النظير الحديث لـ IPv4 القديم الجيد. لكن ما الفروق بين هذين الإصدارين، ولماذا ما زلنا نستخدم IPv4 في 2024 رغم وجود IPv6 منذ زمن؟ هل تحتاج إلى التحول إلى IPv6 فوراً؟ تابع قراءة المقال لتعرف الإجابة.

IPv4 مقابل IPv6: نظرة عامة

بغض النظر عن الإصدار، فإن بروتوكول الإنترنت (IP) هو مجموعة من القواعد التي تساعد جهازك على تبادل البيانات مع الأجهزة الأخرى. عنوان بروتوكول الإنترنت هو معرّف فريد لجهازك، تماماً كالعنوان الموجود على طرد بريدي. تخيل عدد الأشخاص الذين يبحثون في Google عن شيء ما في الوقت نفسه الذي تبحث فيه أنت. كيف يعرف Google أنك طلبت هذه البيانات تحديداً أو إلى أين يرسل الاستجابة؟ يساعد عنوان IP على حسم ذلك كله. IPv4 وIPv6 إصداران من بروتوكول الإنترنت، ويختلف شكل عنوانك تبعاً للإصدار الذي تستخدمه.

لا يُعد IPv4 أول إصدار من IP، لكنه أول إصدار أصبح مواصفة مستقلة. قُدّم في عام 1981 ولا يزال قيد الاستخدام. يبدو عنوان IPv4 هكذا: 187.45.657.97. وهو في الواقع يتكون من أربعة أرقام عشرية تُسمى ثمانيات، تفصل بينها نقاط. يبلغ حجم عنوان IPv4 مقدار 32 بت. ويوفر IPv4 نحو 4.3 مليار عنوان فريد (4,294,967,296). قد يبدو ذلك عدداً كبيراً، لكنه لم يكن كافياً، مما أدى إلى ظهور IPv6 في عام 1995.

يستخدم IPv6 IPv4 كأساس، لكنه يوفر مزايا أكبر في الأمان وكفاءة التوجيه. يستخدم ثمانية أرقام سداسية عشرية تُسمى سداسيات، يفصل بين كل منها نقطتان رأسيتان. ويعني النظام السداسي العشري أن كل رقم قد يتضمن أرقاماً من 0 إلى 9 وحروفاً من A إلى F. وبفضله، يمكننا الحصول على ما يصل إلى 340 أندسيليون (!) عنواناً. يبلغ حجم هذا العنوان 128 بت. ويبدو هكذا: 2001:0db8:85a3:0000:0000:0000:0370:7334.

يُستخدم ضغط الأصفار لمنع الأخطاء المحتملة، لا سيما عند إدخال عناوين IPv6 يدوياً. فهو يتيح حذف الأصفار البادئة في كل سداسية وضغط الكتل المتجاورة من الأصفار. وعند ضغط الكتل، تستبدلها بنقطتين رأسيتين. ولتجنب الالتباس، لا يمكنك ضغط الكتل إلا مرة واحدة، وإلا لصعب تحديد عدد الكتل المضغوطة. لذلك سيبدو مثال IPv6 السابق هكذا: 2001:db8:85a3::370:7334.

والآن، لنلقِ نظرة على الفروق بين IPv4 وIPv6.

IPv4 مقابل IPv6: الفروق

إعداد العنوان

يدعم كل من IPv4 وIPv6 إعداد العناوين يدوياً وتلقائياً. لكن توجد فروق في آلية عملهما. إذا كنا نتحدث عن الإعداد الثابت، فإن كلاً من IPv4 وIPv6 يتطلب مسؤولاً لإعداد العنوان وطول البادئة، أو قناع الشبكة الفرعية في IPv4.

وتوجد فروق أكثر في الإعداد التلقائي. إذ يتطلب الإعداد التلقائي بروتوكولات محددة. يستخدم IPv4 بروتوكول DHCP. وفي هذه الحالة، يعيّن خادم DHCP، وقد يكون موجّهك، عنوان IP من مجموعة محددة مسبقاً يوفرها مزود خدمة الإنترنت لديك.

إذا لم يكن DHCP متاحاً، تعيّن الأجهزة عناوين ذاتياً ضمن النطاق 169.254.0.0/16. ويُسمى ذلك العنونة التلقائية الخاصة لـ IP (APIPA)، وهو متاح على Windows وأنظمة التشغيل الأخرى.

يوفر IPv6 إمكانات أكثر. أولاً، تتوفر التهيئة التلقائية للعناوين عديمة الحالة (SLAAC). تستخدم الأجهزة بادئات الشبكة التي توفرها الموجّهات وقيمة عشوائية أو عنوان MAC لإنشاء عنوان IP. وبهذه الطريقة، لا حاجة إلى خادم DHCP. ومع ذلك، يوجد بروتوكول DHCPv6. ويمكنه العمل بطريقتين: تعيين عنوان IP وتوفير تفاصيل الإعداد مثل DNS، أو توفير تفاصيل الإعداد من دون تعيين عنوان IP.

كما أن العنونة المحلية للارتباط، وهي نوع من عناوين IP الصالحة ضمن ارتباط محلي أو مقطع شبكة، أبسط في IPv6. هذه الميزة ليست قياسية في IPv4. وبدلاً من ذلك، عليك استخدام APIPA عند عدم توفر خادم DHCP. يعيّن IPv6 عناوين الارتباط المحلي تلقائياً، لذلك لا يلزم إعداد يدوي أو خادم DHCP.

تنشأ هذه الفروق أساساً بسبب أحجام مجموعات عناوين IP. لا توجد عناوين IPv4 كافية، لذا يجب إدارة العناوين المتاحة بعناية، خاصة في الشبكات الكبيرة.

في الشبكة المحلية، تشترك عدة أجهزة عادةً في عنوان IP عام واحد مع استخدام عنوان IP خاص وفريد لكل منها. على سبيل المثال، عند استخدام شبكة واي فاي في المنزل، يمتلك كل جهاز عنوان IP خاصاً به داخل هذه الشبكة. لكن عندما تبحث في Google عن شيء ما، ترى مواقع الويب دائماً عنوان IP الخاص بموجّهك، أي عنوان IP عاماً. يتغير عنوان IP عند مرور حزم البيانات عبر موجّه. وتُسمى هذه التقنية ترجمة عنوان الشبكة (NAT). كما يتطلب NAT وقتاً وموارد، مما يزيد الأمور تعقيداً. إن مجموعة عناوين IPv6 أكبر بكثير، ما يتيح لكل جهاز امتلاك عنوان IP خاص به ويلغي الحاجة إلى NAT. وبذلك، ومع SLAAC، تصبح الأمور أسهل بكثير مع IPv6.

الرؤوس

تحتوي حزم IPv4 وIPv6 على رؤوس. لكن بنيتها تختلف. يمكن أن يتراوح حجم رأس IPv4 من 20 إلى 60 بايت بسبب الخيارات المختلفة المضمنة فيه، بينما يبلغ طول رأس IPv6 ثابتاً قدره 40 بايت. يدير IPv6 الخيارات من خلال امتدادات الرأس. تحتوي رؤوس IPv4 على 12 حقلاً أو أكثر عند وجود خيارات إضافية، بينما لا تضم رؤوس IPv6 سوى 8 حقول. وتُحذف حقول مثل IHL (طول رأس الإنترنت) أو المجموع الاختباري. تستغرق الرؤوس البسيطة وقتاً أقل للمعالجة وتترك مجالاً أقل للأخطاء.

تقسيم الشبكات الفرعية

لا يمكن إدارة الشبكة إلا عبر تقسيم الشبكات الفرعية. يحتوي كل عنوان IP على جزء للشبكة الفرعية وجزء للمضيف. على سبيل المثال، يعني 187.45.657.97/16 أن أول 16 بت من العنوان يحدد الشبكة، بينما يحدد الباقي المضيف. يستخدم IPv4 إخفاء الشبكة الفرعية بطول متغير (VLSM). ولا توجد أعداد ثابتة لجزء الشبكة الفرعية وجزء المضيف. لا يدعم IPv6 VLSM. وبدلاً من ذلك، يخصص 64 بت ثابتة لجزء الشبكة و64 بت ثابتة لجزء المضيف. يصبح تصميم الشبكة أبسط من دون VLSM، مما يتيح توجيهاً أبسط وأسرع ومخططات عناوين أكثر قابلية للتنبؤ.

قد تذكر بعض المصادر أيضاً أن IPv4 يطبق نظام الفئات، بينما يستخدم IPv6 التوجيه بين المجالات من دون فئات (CIDR). لكن حتى في IPv4، أصبحت الفئات جزءاً من الماضي، لأن هذا الإصدار دمج CIDR أيضاً. تعمل مبادئ CIDR الأساسية مع IPv4 وIPv6، وتنشأ الفروق لأن IPv6 يوفر مجموعة IP أكبر.

أنواع العناوين

توجد عدة أنواع من العناوين لكل من IPv4 وIPv6. يمتلك IPv4 عناوين البث الأحادي، لجهاز واحد وتُستخدم للاتصال بين الأجهزة، والبث العام، لإرسال حزم البيانات إلى كل الأجهزة ضمن مقطع شبكة محلي، والبث المتعدد، وهو أكثر انتقائية من البث العام ويُستخدم لإرسال الحزم إلى مجموعة من الأجهزة، ويكون مفيداً للمؤتمرات والبث المتدفق.

يوفر IPv6 عناوين البث الأحادي والبث المتعدد، لكن بوظائف أوسع. وفي الوقت نفسه، لا يحتوي على عناوين البث العام، بل يوفر عناوين البث الموجّه. وتُستخدم لإيصال الحزم إلى أقرب جهاز، وقد تشترك أجهزة متعددة في هذه العناوين. وتفيد عناوين IP للبث الموجّه في موازنة الحمل. كما يوفر IPv6 عناوين الارتباط المحلي التي تحدثنا عنها سابقاً.

الأمان وتسليم البيانات

يرتقي IPv6 بالأمان وتسليم البيانات إلى مستوى جديد:

• بروتوكول IPsec مدمج في IPv6، بينما هو اختياري في IPv4.
• يستخدم IPv6 التشفير والمصادقة، وهما ميزتان لا يوفرهما IPv4.
• في IPv4، يستطيع كل من المرسل والموجّهات المعاد توجيهها تجزئة حزم البيانات، بينما لا يستطيع ذلك في IPv6 إلا المرسل. ويقلل ذلك من مخاطر فقدان حزم البيانات أو تلفها. كما يعني أن جميع الحزم لها الحجم والبنية نفسيهما، مما يسهل معالجتها.
• تتوفر ميزة تحديد تدفق الحزم في IPv6 وليس في IPv4. تتيح هذه الميزة تصنيف حزم البيانات وتتبعها، بما يضمن سلوك البيانات مسارات محسّنة وعدم حدوث فقدان.
• على عكس IPv4، يوفر IPv6 ميزة سلامة الاتصال. فهي تساعد على ضمان استقرار الجلسة بين الأجهزة وعدم حدوث تعديلات غير مصرح بها. كما تساعد على منع فقدان الحزم والتسريبات والأخطاء.

مشكلات الانتقال من IPv4 إلى IPv6

عند النظر إلى كل هذه المزايا، قد تتساءل لماذا لا يزال IPv4 مستخدماً. الإجابة بسيطة: هذا التغيير الضخم يتطلب وقتاً ومالاً.

• لا تدعم جميع مصادر الويب حركة مرور IPv6؛
• يتطلب IPv6 غالباً برمجيات وأجهزة أقوى، لذا ستكون تكلفة استبدال كل شيء مرتفعة؛
• قد لا تكون الأجهزة الأقدم متوافقة مع IPv6 على الإطلاق؛
• تحتاج شبكات IPv6 إلى مزيد من الموظفين المدرّبين ومسؤولي الشبكات لإدارتها.

لهذا السبب، لا تزال عملية الانتقال مستمرة. وبما أننا نستخدم الآن IPv4 وIPv6 معاً، نحتاج إلى جعلهما يتعايشان ويعملان. وتوجد عدة تقنيات لذلك.

استراتيجيات التحول من IPv4 إلى IPv6

تقنية المكدس المزدوج

يمكن للأجهزة ذات الخصائص التقنية المناسبة أن تعمل على بروتوكولي IPv4 وIPv6 في الوقت نفسه. واستناداً إلى عنوان الوجهة، تعالج الطلبات والاستجابات في آن واحد. في شبكات تقنية المكدس المزدوج، يمكن للموجّهات معالجة حركة مرور IPv4 وIPv6 معاً، ويمكن للأجهزة امتلاك عناوين IPv4 وIPv6 معاً. تساعد هذه الطريقة على الانتقال التدريجي من IPv4 إلى IPv6. ولا حاجة إلى التخلي فوراً عن جميع التطبيقات والأجهزة التي تعتمد على IPv4 أو تحديثها.

الأنفاق

تشبه الأنفاق VPN إلى حد ما، إذ تتيح إرسال حركة مرور IPv6 عبر شبكات IPv4. تنشئ “نفقاً” لإيصال البيانات إلى عقدة IPv6 أخرى.

NAT

يمكن تحويل عناوين IPv4 إلى تنسيق IPv6، كما يمكن تحويل بعض عناوين IPv6، وليس جميعها، إلى IPv4. تساعد تقنية ترجمة عنوان الشبكة على ترجمة تنسيق عنوان إلى آخر لكي تتمكن الأجهزة التي تعتمد في الأصل على بروتوكولات مختلفة من التواصل.

IPv4 وIPv6 والبروكسيات

تعمل المبادئ الأساسية للبروكسيات بالطريقة نفسها مع بروتوكولي IPv4 وIPv6. وفي الوقت نفسه، تبقى تحديات الانتقال قائمة أيضاً. لا تستطيع بروكسيات IPv4 عادةً معالجة IPv6، بينما تستطيع بروكسيات IPv6 غالباً معالجة إصداري البروتوكول معاً باستخدام تقنية المكدس المزدوج والأنفاق وNAT. وفي البيئات المختلطة، تظل التسريبات ممكنة. لذلك عليك اختيار مزود موثوق مثل DataImpulse. معنا، يمكنك الحصول على بروكسيات سكنية ومحمولة ومن مركز بيانات ذات مصادر أخلاقية، والاختيار بين بروتوكولي HTTP(S) وSOCKS5، واستهداف الدول والمدن والرموز البريدية، واستبعاد ASN، ومزايا أخرى تلبي احتياجاتك.

الخلاصة

لا يوفر لنا IPv6 عناوين IP كافية فحسب، بل يبسط التوجيه، وبالتالي يزيد السرعة، ويوفر لنا أيضاً مزيداً من الأمان. يستطيع MacOS وLinux وMicrosoft وAndroid OS التعامل مع بروتوكول IPv6. تدمج الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي واليابان وكوريا الجنوبية والصين ودول أخرى IPv6 بنشاط. ومن ناحية أخرى، توجد أيضاً مشكلات التوافق والتكاليف ونقص الموظفين المدرّبين. يؤثر الانتقال من بروتوكول إلى آخر في تقنيات أخرى، بما فيها البروكسيات. ورغم أن وظائف البروكسي تبقى كما هي، فثمة بعض التحديات للعمل في بيئة مختلطة. ولتجنب المشكلات، لا بد من اختيار مزود موثوق. DataImpulse جاهزة لتلبية احتياجاتك بفضل مجموعتنا الواسعة من عناوين IP ومجموعة المزايا الكبيرة لدينا. انقر زر “جرّب الآن” أو راسلنا على [email protected] للبدء.