IPV4 และ IPV6

IPV4 และ IPV6

 

IPv4 คืออะไร

IPv4 คือ หมายเลข IP address มีขนาด 32 บิท IPv4 ย่อมาจาก "Internet Protocol Version 4 ถูกแบ่งออกเป็น 4 ชุดด้วยเครื่องหมายจุด โดยแต่ละชุดมีขนาด 8 บิท

ความแตกต่างของ IPv4 และ IPv6 
การ กำหนดหมายเลขของ IPv4 จะกำหนดได้น้อยกว่า IPv6 สามารถกำหนดไอพีแอดเดรส มีมากถึง 296 เท่า และความแตกต่างระหว่าง IPv6 และ IPv4 คือ การเลือกเส้นทาง ( Routing) ความปลอดภัย อุปกรณ์แปลแอดเดรส (Networl Address Translator : NAT) การลดภาระในการจัดการของผู้ดูแลระบบ และการรองรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา (Mobile Devices)

อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล รุ่นที่ 6 หรือ IPv6

ปัจจุบัน นี้อินเทอร์เน็ตเข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรามากยิ่งขึ้นและมี เทคโนโลยีต่างๆมากมายที่จะต้องใช้อินเทอร์เน็ตในการเชื่อมต่อถึงกัน ดังในปัจจุบันเราจะเห็นได้ว่าแม้กระทั่งโทรศัพท์มือถือก็มีอินเทอร์เน็ตเป็น ส่วนประกอบหนึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

กลไก สำคัญในการทำงานของอินเทอร์เน็ต คือ อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล (Internet Protocol) ซึงส่วนประกอบที่สำคัญของอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลได้แก่ ไอพีแอดเดรส (IP address) ที่ใช้ในการอ้างอิงเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆ บนอินเทอร์เน็ตทั่วโลก เปรียบเสมือนการใช้งานโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกัน จะต้องมีหมายเลขโทรศัพท์เพื่อให้อ้างอิงผู้รับสายได้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในอินเทอร์เน็ตก็ต้องมีหมายเลขไอพีแอดเดรส ที่ไม่ซ้ำกับใคร

ปัจจุบัน เราใช้ไอพีแอดเดรส (IP address) บนมาตรฐานของอินเตอร์เน็ตโพรโตคอลคือ Internet Protocol version 4 (IPv4) ซึ่งเราใช้เป็นมาตรฐานในการส่งข้อมูลในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตตั้งแต่ปี ค.ศ. 1981 ทั้งนี้การขยายตัวของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในช่วงที่ผ่านมามีอัตราการเติบโต อย่างรวดเร็ว

นัก วิจัยเริ่มพบว่าจำนวนไอพีแอดเดรส (IP address) ของ IPv4 กำลังจะถูกใช้หมดไป ไม่เพียงพอกับการใช้งานอินเทอร์เน็ตในอนาคตจนคาดคะเนกันว่าหมายเลขไอพีแอดเด รสของ IPv4 จะมีไม่พอกับความต้องการในปี ค.ศ. 2010 และหากเกิดขึ้นก็หมายความว่าเราจะไม่สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายเข้ากับ ระบบอินเทอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้นได้อีก ดังนั้นคณะทำงาน IETF (The Internet Engineering Task Force) ซึ่งตระหนักถึงปัญหาสำคัญดังกล่าว จึงได้พัฒนาอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลรุ่นใหม่ขึ้น คือ รุ่นที่หก (Internet Protocol version 6; IPv6) เพื่อทดแทนอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลรุ่นเดิม โดยมีวัตถุประสงค์ IPv6 เพื่อปรับปรุงโครงสร้างของตัวโพรโตคอล ให้รองรับไอพีแอดเดรส (IP address) จำนวนมาก และปรับปรุงคุณลักษณะอื่นๆ อีกหลายประการ ทั้งในแง่ของประสิทธิภาพและความปลอดภัยรองรับระบบแอพพลิเคชั่น (application) ใหม่ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต และเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลแพ็กเก็ต (packet) ให้ดีขึ้น ทำให้สามารถตอบสนองต่อการขยายตัวและความต้องการใช้งานเทคโนโลยีบนเครือข่าย อินเทอร์เน็ตในอนาคตได้เป็นอย่างดี

Internet Protocol version 6 (IPv6) บางครั้งเรียกว่า Next Generation Internet Protocol หรือ IPng ถูกออกแบบมาให้ทำงานได้ดีในเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูง (เช่น Gigabit Ethernet, OC-12,ATM) และในขณะเดียวกันก็ยังสามารถทำงานในเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพต่ำได้ (เช่น Wireless Network) นอกจากนี้ยังได้มีการจัดเตรียมแพลตฟอร์มสำหรับฟังก์ชันใหม่ๆ ของอินเตอร์เน็ตซึ่งเป็นที่ต้องการใช้ในอนาคต ความแตกต่างระหว่าง IPv6 และ IPv4 มีอยู่ 5 ส่วนใหญ่ๆ คือ ไอพีแอดเดรส (IP address) และการเลือกเส้นทาง (Addressing & Routing) ความปลอดภัย อุปกรณ์แปลแอดเดรส (Network Address Translator : NAT) การลดภาระในการจัดการของผู้ดูแลระบบ และการรองรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา (Mobile Devices)

ประโยชน์ หลักของ IPv6 และเป็นเหตุผลสำคัญของการเริ่มใช้ IPv6 ได้แก่ จำนวน ไอพีแอดเดรส ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากมายมหาศาลเมื่อเปรียบเทียบกับจำนวน ไอพีแอดเดรส เดิมภายใต้ IPv4 address มี 32 บิต ในขณะที่ IPv6 address มี 128 บิต ความแตกต่างของจำนวน ไอพีแอดเดรส มีมากถึง 296 เท่า

รูปที่ 1 รูปแบบของแอดเดรส IPv4 และ IPv6

หมาย เลขแอดเดรสของ IPv6 มีลักษณะประกอบไปด้วย กลุ่มตัวเลข 8 กลุ่ม เขียนขั้นกั้นด้วยเครื่องหมาย “ : ” โดยแต่ละกลุ่มคือเลขฐาน 16 จำนวน 4 ตัว (16 bit)

รูปที่ 2 ตัวอย่างหมายเลขแอดเดรส IPv4 และ IPv6

ด้วยความยาวที่เพิ่มขึ้นของ IPv6 address ทำให้ไม่สะดวกที่จะใช้ตัวเลขฐานสิบ สามารถเขียนแบบย่อได้ โดยมีเงื่อนไขดังนี้

1.หากมีเลขศูนย์ด้านหน้าของกลุ่มใดสามารถจะละไว้ได้

2.หากกลุ่มใดเป็นเลขศูนย์ทั้ง 4 ตัว (0000) สามารถเขียนแทนด้วย “ 0 ”

3.หากกลุ่ม ใดกลุ่มหนึ่ง (หรือหลายๆกลุ่มที่ตำแหน่งติดกัน) เป็นเลขศูนย์ทั้งหมด สามารถจะละไว้ได้โดยใช้เครื่องหมาย “ :: ” แต่จะสามารถทำลักษณะนี้ได้ตำแหน่งเดียวเท่านั้นเพื่อไม่ให้เกิดความสับสน

รูปที่ 3 ตัวอย่างการเขียนหมายเลขแอดเดรส IPv6 แบบย่อ

เปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

เฮ ดเดอร์ (Header) ของข้อมูลแบบ IPv6 แพ็กเก็ต (packet) ถูกออกแบบมาให้มีขนาดคงที่ที่ 40 ไบต์ (bytes) และมีรูปแบบที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยเฮดเดอร์ จะประกอบด้วยตำแหน่งต่างๆที่จำเป็นต้องใช้ในการประมวลผลแพ็กเก็ต (packet) ที่เราเตอร์ (router) หรืออุปกรณ์เลือกเส้นทางทุกตัวเท่านั้น ส่วนตำแหน่งที่อาจจะถูกประมวลผลเฉพาะที่ต้นหรือปลายทางหรือที่เราท์เตอร์บาง ตัว จะถูกแยกออกมาไว้ที่ส่วนขยายของเฮดเดอร์ (extended header)

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

จะ เห็นว่าเฮดเดอร์ IPv6 ถึงแม้จะมีขนาดยาวกว่า IPv4 แต่จะดูเรียบง่ายกว่าเฮดเดอร์ของ IPv4 มาก ทั้งนี้หากพิจารณาเฮดเดอร์ของ IPv6 เทียบกับของ IPv4 จะสามารถเปรียบเทียบความแตกต่างได้ดังนี้

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบโครงสร้างทางเทคนิคของ IPv6 และ IPv4

ตำแหน่งข้อมูลที่ตัดออก

Header length ถูกตัดออกไป เพราะเฮดเดอร์ของ IPv6 มีขนาดคงที่ที่ 40 ไบต์ (bytes) ทำให้ประสิทธิ ภาพโดยรวมของการประมวลผลแพ็กเก็ตดีขึ้น ไม่เสียเวลาในการคำนวณขนาดของเฮดเดอร์

• Identification, Flag, Flag Offset, Protocol,Options, และ Padding ถูกย้ายไปอยู่ใน ส่วนขยายของเฮดเดอร์ (extended header)เพราะถือว่าเป็นส่วนที่ไม่จำเป็นต้องประมวลผลในทุกๆ เราเตอร์

• Header Checksum ถูกตัดออกเพราะว่าซ้ำซ้อนกับฟังก์ชันของโพรโตคอลในชั้นที่อยู่สูงกว่า อีกทั้งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของการประมวลผลด้วย เพราะ Checksum จะต้องมีการคำนวณใหม่ที่เราเตอร์เสมอหากตัดออกก็จะลดภาระงานที่เราเตอร์ไป ได้

 

IPv4 คืออะไร

IPv4 คือ หมายเลข IP address มีขนาด 32 บิท IPv4 ย่อมาจาก "Internet Protocol Version 4 ถูกแบ่งออกเป็น 4 ชุดด้วยเครื่องหมายจุด โดยแต่ละชุดมีขนาด 8 บิท

ความแตกต่างของ IPv4 และ IPv6 
การ กำหนดหมายเลขของ IPv4 จะกำหนดได้น้อยกว่า IPv6 สามารถกำหนดไอพีแอดเดรส มีมากถึง 296 เท่า และความแตกต่างระหว่าง IPv6 และ IPv4 คือ การเลือกเส้นทาง ( Routing) ความปลอดภัย อุปกรณ์แปลแอดเดรส (Networl Address Translator : NAT) การลดภาระในการจัดการของผู้ดูแลระบบ และการรองรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา (Mobile Devices)

อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล รุ่นที่ 6 หรือ IPv6

ปัจจุบัน นี้อินเทอร์เน็ตเข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรามากยิ่งขึ้นและมี เทคโนโลยีต่างๆมากมายที่จะต้องใช้อินเทอร์เน็ตในการเชื่อมต่อถึงกัน ดังในปัจจุบันเราจะเห็นได้ว่าแม้กระทั่งโทรศัพท์มือถือก็มีอินเทอร์เน็ตเป็น ส่วนประกอบหนึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

กลไก สำคัญในการทำงานของอินเทอร์เน็ต คือ อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล (Internet Protocol) ซึงส่วนประกอบที่สำคัญของอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลได้แก่ ไอพีแอดเดรส (IP address) ที่ใช้ในการอ้างอิงเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆ บนอินเทอร์เน็ตทั่วโลก เปรียบเสมือนการใช้งานโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกัน จะต้องมีหมายเลขโทรศัพท์เพื่อให้อ้างอิงผู้รับสายได้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในอินเทอร์เน็ตก็ต้องมีหมายเลขไอพีแอดเดรส ที่ไม่ซ้ำกับใคร

ปัจจุบัน เราใช้ไอพีแอดเดรส (IP address) บนมาตรฐานของอินเตอร์เน็ตโพรโตคอลคือ Internet Protocol version 4 (IPv4) ซึ่งเราใช้เป็นมาตรฐานในการส่งข้อมูลในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตตั้งแต่ปี ค.ศ. 1981 ทั้งนี้การขยายตัวของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในช่วงที่ผ่านมามีอัตราการเติบโต อย่างรวดเร็ว

นัก วิจัยเริ่มพบว่าจำนวนไอพีแอดเดรส (IP address) ของ IPv4 กำลังจะถูกใช้หมดไป ไม่เพียงพอกับการใช้งานอินเทอร์เน็ตในอนาคตจนคาดคะเนกันว่าหมายเลขไอพีแอดเด รสของ IPv4 จะมีไม่พอกับความต้องการในปี ค.ศ. 2010 และหากเกิดขึ้นก็หมายความว่าเราจะไม่สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายเข้ากับ ระบบอินเทอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้นได้อีก ดังนั้นคณะทำงาน IETF (The Internet Engineering Task Force) ซึ่งตระหนักถึงปัญหาสำคัญดังกล่าว จึงได้พัฒนาอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลรุ่นใหม่ขึ้น คือ รุ่นที่หก (Internet Protocol version 6; IPv6) เพื่อทดแทนอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลรุ่นเดิม โดยมีวัตถุประสงค์ IPv6 เพื่อปรับปรุงโครงสร้างของตัวโพรโตคอล ให้รองรับไอพีแอดเดรส (IP address) จำนวนมาก และปรับปรุงคุณลักษณะอื่นๆ อีกหลายประการ ทั้งในแง่ของประสิทธิภาพและความปลอดภัยรองรับระบบแอพพลิเคชั่น (application) ใหม่ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต และเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลแพ็กเก็ต (packet) ให้ดีขึ้น ทำให้สามารถตอบสนองต่อการขยายตัวและความต้องการใช้งานเทคโนโลยีบนเครือข่าย อินเทอร์เน็ตในอนาคตได้เป็นอย่างดี

Internet Protocol version 6 (IPv6) บางครั้งเรียกว่า Next Generation Internet Protocol หรือ IPng ถูกออกแบบมาให้ทำงานได้ดีในเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูง (เช่น Gigabit Ethernet, OC-12,ATM) และในขณะเดียวกันก็ยังสามารถทำงานในเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพต่ำได้ (เช่น Wireless Network) นอกจากนี้ยังได้มีการจัดเตรียมแพลตฟอร์มสำหรับฟังก์ชันใหม่ๆ ของอินเตอร์เน็ตซึ่งเป็นที่ต้องการใช้ในอนาคต ความแตกต่างระหว่าง IPv6 และ IPv4 มีอยู่ 5 ส่วนใหญ่ๆ คือ ไอพีแอดเดรส (IP address) และการเลือกเส้นทาง (Addressing & Routing) ความปลอดภัย อุปกรณ์แปลแอดเดรส (Network Address Translator : NAT) การลดภาระในการจัดการของผู้ดูแลระบบ และการรองรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา (Mobile Devices)

ประโยชน์ หลักของ IPv6 และเป็นเหตุผลสำคัญของการเริ่มใช้ IPv6 ได้แก่ จำนวน ไอพีแอดเดรส ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากมายมหาศาลเมื่อเปรียบเทียบกับจำนวน ไอพีแอดเดรส เดิมภายใต้ IPv4 address มี 32 บิต ในขณะที่ IPv6 address มี 128 บิต ความแตกต่างของจำนวน ไอพีแอดเดรส มีมากถึง 296 เท่า

รูปที่ 1 รูปแบบของแอดเดรส IPv4 และ IPv6

หมาย เลขแอดเดรสของ IPv6 มีลักษณะประกอบไปด้วย กลุ่มตัวเลข 8 กลุ่ม เขียนขั้นกั้นด้วยเครื่องหมาย “ : ” โดยแต่ละกลุ่มคือเลขฐาน 16 จำนวน 4 ตัว (16 bit)

รูปที่ 2 ตัวอย่างหมายเลขแอดเดรส IPv4 และ IPv6

ด้วยความยาวที่เพิ่มขึ้นของ IPv6 address ทำให้ไม่สะดวกที่จะใช้ตัวเลขฐานสิบ สามารถเขียนแบบย่อได้ โดยมีเงื่อนไขดังนี้

1.หากมีเลขศูนย์ด้านหน้าของกลุ่มใดสามารถจะละไว้ได้

2.หากกลุ่มใดเป็นเลขศูนย์ทั้ง 4 ตัว (0000) สามารถเขียนแทนด้วย “ 0 ”

3.หากกลุ่ม ใดกลุ่มหนึ่ง (หรือหลายๆกลุ่มที่ตำแหน่งติดกัน) เป็นเลขศูนย์ทั้งหมด สามารถจะละไว้ได้โดยใช้เครื่องหมาย “ :: ” แต่จะสามารถทำลักษณะนี้ได้ตำแหน่งเดียวเท่านั้นเพื่อไม่ให้เกิดความสับสน

รูปที่ 3 ตัวอย่างการเขียนหมายเลขแอดเดรส IPv6 แบบย่อ

เปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

เฮ ดเดอร์ (Header) ของข้อมูลแบบ IPv6 แพ็กเก็ต (packet) ถูกออกแบบมาให้มีขนาดคงที่ที่ 40 ไบต์ (bytes) และมีรูปแบบที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยเฮดเดอร์ จะประกอบด้วยตำแหน่งต่างๆที่จำเป็นต้องใช้ในการประมวลผลแพ็กเก็ต (packet) ที่เราเตอร์ (router) หรืออุปกรณ์เลือกเส้นทางทุกตัวเท่านั้น ส่วนตำแหน่งที่อาจจะถูกประมวลผลเฉพาะที่ต้นหรือปลายทางหรือที่เราท์เตอร์บาง ตัว จะถูกแยกออกมาไว้ที่ส่วนขยายของเฮดเดอร์ (extended header)

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

จะ เห็นว่าเฮดเดอร์ IPv6 ถึงแม้จะมีขนาดยาวกว่า IPv4 แต่จะดูเรียบง่ายกว่าเฮดเดอร์ของ IPv4 มาก ทั้งนี้หากพิจารณาเฮดเดอร์ของ IPv6 เทียบกับของ IPv4 จะสามารถเปรียบเทียบความแตกต่างได้ดังนี้

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบโครงสร้างทางเทคนิคของ IPv6 และ IPv4

ตำแหน่งข้อมูลที่ตัดออก

Header length ถูกตัดออกไป เพราะเฮดเดอร์ของ IPv6 มีขนาดคงที่ที่ 40 ไบต์ (bytes) ทำให้ประสิทธิ ภาพโดยรวมของการประมวลผลแพ็กเก็ตดีขึ้น ไม่เสียเวลาในการคำนวณขนาดของเฮดเดอร์

• Identification, Flag, Flag Offset, Protocol,Options, และ Padding ถูกย้ายไปอยู่ใน ส่วนขยายของเฮดเดอร์ (extended header)เพราะถือว่าเป็นส่วนที่ไม่จำเป็นต้องประมวลผลในทุกๆ เราเตอร์

• Header Checksum ถูกตัดออกเพราะว่าซ้ำซ้อนกับฟังก์ชันของโพรโตคอลในชั้นที่อยู่สูงกว่า อีกทั้งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของการประมวลผลด้วย เพราะ Checksum จะต้องมีการคำนวณใหม่ที่เราเตอร์เสมอหากตัดออกก็จะลดภาระงานที่เราเตอร์ไป ได้