İnternet Protokolü sürüm 6'ya (IPv6) genel bakış

Makale
03/05/2024

İnternet Protokolü sürüm 6 (IPv6), İnternet'in ağ katmanı için standart protokol paketidir. IPv6, İnternet Protokolü paketinin geçerli sürümünün (IPv4 olarak bilinir) adres tükenmesi, güvenlik, otomatik yapılandırma, genişletilebilirlik vb. ile ilgili birçok sorununu çözmek için tasarlanmıştır. IPv6, eşler arası ve mobil uygulamalar da dahil olmak üzere yeni uygulama türlerini etkinleştirmek için İnternet'in özelliklerini genişletir. Geçerli IPv4 protokolünün ana sorunları şunlardır:

Adres alanının hızla tükenmesi.

Bu, birden çok özel adresi tek bir genel IP adresiyle eşleyen Ağ Adresi Çeviri (NAT) kullanımına yol açmıştır. Bu mekanizma tarafından oluşturulan temel sorunlar ek yükü işleme ve uçtan uca bağlantı olmamasıdır.
Hiyerarşi desteği eksikliği.

IPv4, doğası gereği önceden tanımlanmış sınıf kuruluşu nedeniyle gerçek hiyerarşik destekten yoksun. IP adreslerini ağ topolojisini gerçekten eşleyen bir şekilde yapılandırmak mümkün değildir. Bu önemli tasarım kusuru, IPv4 paketlerini İnternet'te herhangi bir konuma teslim etmek için büyük yönlendirme tablolarının gerekli olmasını sağlar.
Karmaşık ağ yapılandırması.

IPv4 ile adresler statik olarak veya DHCP gibi bir yapılandırma protokolü kullanılarak atanmalıdır. İdeal bir durumda, konakların DHCP altyapısının yönetimine güvenmesi gerekmez. Bunun yerine, bulundukları ağ kesimine göre kendilerini yapılandırabileceklerdir.
Yerleşik kimlik doğrulaması ve gizlilik eksikliği.

IPv4, değiştirilen verilerin kimlik doğrulaması veya şifrelemesini sağlayan herhangi bir mekanizma için destek gerektirmez. Bu, IPv6 ile değişir. İnternet Protokolü güvenliği (IPSec) bir IPv6 destek gereksinimidir.

Yeni bir protokol paketi aşağıdaki temel gereksinimleri karşılamalıdır:

Düşük ek yükle büyük ölçekli yönlendirme ve adresleme.
Çeşitli bağlanma durumları için otomatik yapılandırma.
Yerleşik kimlik doğrulaması ve gizlilik.

IPv6 adresleme

IPv6 ile adresler 128 bit uzunluğundadır. Bu kadar büyük bir adres alanının bir nedeni, kullanılabilir adresleri İnternet'in topolojisini yansıtan bir yönlendirme etki alanları hiyerarşisine bölmektir. Bir diğer neden de cihazları ağa bağlayan ağ bağdaştırıcılarının (veya arabirimlerin) adreslerini eşlemektir. IPv6, adresleri ağ arabirimi düzeyinde olan en düşük düzeylerinde çözümlemek için doğal bir özellik sunar ve otomatik yapılandırma özelliklerine sahiptir.

Metin gösterimi

IPv6 adreslerini metin dizeleri olarak temsil etmek için kullanılan üç geleneksel form aşağıdadır:

İki nokta üst üste onaltılık form:

Bu, tercih edilen formdur n:n:n:n:n:n:n:n. Her n biri, adresin sekiz 16 bit öğesinden birinin onaltılık değerini temsil eder. Örneğin: 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.
Sıkıştırılmış form:

Adres uzunluğu nedeniyle, uzun bir sıfır dizesi içeren adreslerin olması yaygın bir durumdur. Bu adreslerin yazılmasında basitleştirmek için, 0 bloklu tek bir bitişik sıranın iki nokta üst üste simgesi (:: ) ile temsil ettiği sıkıştırılmış formu kullanın. Bu simge bir adreste yalnızca bir kez görünebilir. Örneğin, sıkıştırılmış biçimdeki çok noktaya yayın adresi FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 şeklindedir FFED::BA98:3210:4562. Sıkıştırılmış biçimdeki tek noktaya yayın adresi 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 şeklindedir 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0. Sıkıştırılmış formdaki geri döngü adresi 0:0:0:0:0:0:0:1 şeklindedir ::1. Sıkıştırılmış biçimde belirtilmeyen adres 0:0:0:0:0:0:0:0 şeklindedir ::.
Karma form:

Bu form IPv4 ve IPv6 adreslerini birleştirir. Bu durumda, adres biçimi olur n:n:n:n:n:n:d.d.d.d. Burada her n altı IPv6 yüksek sıralı 16 bit adres öğesinin onaltılık değerlerini, her d ise bir IPv4 adresinin ondalık değerini temsil eder.

Adres türleri

Adresteki öndeki bitler, belirli IPv6 adres türünü tanımlar. Bu baştaki bitleri içeren değişken uzunluklu alana Biçim Ön Eki (FP) adı verilir.

IPv6 tek noktaya yayın adresi iki bölüme ayrılır. İlk bölüm adres ön ekini, ikinci bölüm ise arabirim tanımlayıcısını içerir. IPv6 adres/ön ek bileşimini ifade etmenin kısa bir yolu şu şekildedir: ipv6-address/prefix-length.

Aşağıda, 64 bit ön eki olan bir adres örneği verilmiştir.

3FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64.

Bu örnekteki ön ek şeklindedir 3FFE:FFFF:0:CD30. Adres, olarak 3FFE:FFFF:0:CD30::/64sıkıştırılmış bir biçimde de yazılabilir.

IPv6 aşağıdaki adres türlerini tanımlar:

Tek noktaya yayın adresi:

Tek bir arabirim için tanımlayıcı. Bu adrese gönderilen bir paket, tanımlanan arabirime teslim edilir. Tek noktaya yayın adresleri, çok noktaya yayın adreslerinden yüksek sıralı sekizlinin değeriyle ayırt edilir. Çok noktaya yayın adreslerinin yüksek sıralı sekizlisi FF'nin onaltılık değerine sahiptir. Bu sekizli için başka bir değer tek noktaya yayın adresi tanımlar. Aşağıdakiler farklı türlerde tek noktaya yayın adresleridir:
- Bağlantı yerel adresleri:
  
  Bu adresler tek bir bağlantıda kullanılır ve şu biçime sahiptir: FE80::*InterfaceID*. Bağlantı yerel adresleri, bağlantıdaki düğümler arasında otomatik adres yapılandırması, komşu bulma için veya yönlendirici olmadığında kullanılır. Bağlantı yerel adresi öncelikle başlangıçta ve sistem henüz daha büyük kapsamlı adresleri almadığında kullanılır.
- Site yerel adresleri:
Bu adresler tek bir sitede kullanılır ve şu biçime sahiptir: FEC0::*SubnetID*:*InterfaceID*. Site yerel adresleri, genel ön eke gerek kalmadan bir sitenin içinde adresleme için kullanılır.
- Genel IPv6 tek noktaya yayın adresleri:
Bu adresler İnternet genelinde kullanılabilir ve şu biçime sahiptir: *GlobalRoutingPrefix*::*SubnetID*:*InterfaceID*.
Çok noktaya yayın adresi:

Arabirim kümesinin tanımlayıcısı (genellikle farklı düğümlere ait). Bu adrese gönderilen bir paket, adres tarafından tanımlanan tüm arabirimlere teslim edilir. Çok noktaya yayın adresi türleri, IPv4 yayın adreslerinin yerini alır.
Herhangi bir yayın adresi:

Arabirim kümesinin tanımlayıcısı (genellikle farklı düğümlere ait). Bu adrese gönderilen paket, adres tarafından tanımlanan tek bir arabirime teslim edilir. Bu, yönlendirme ölçümleri tarafından tanımlanan en yakın arabirimdir. Herhangi bir noktaya yayın adresleri tek noktaya yayın adres alanından alınır ve bozulmadan ayırt edilemez. Adreslenen arabirim, tek noktaya yayın ile herhangi bir noktaya yayın adresleri arasındaki ayrımı yapılandırmasının bir işlevi olarak gerçekleştirir.

Genel olarak, bir düğümün her zaman yerel bağlantı adresi vardır. Site yerel adresi ve bir veya daha fazla genel adresi olabilir.

IPv6 yönlendirme

Esnek yönlendirme mekanizması, IPv6'nın bir avantajıdır. IPv4 ağ kimliklerinin nasıl ayrıldığı ve ayrıldığından dolayı, büyük yönlendirme tablolarının İnternet omurgalarındaki yönlendiriciler tarafından korunması gerekir. Bu yönlendiriciler, potansiyel olarak İnternet'te herhangi bir düğüme yönlendirilmiş paketleri iletmek için tüm yolları bilmelidir. IPv6, adresleri toplama özelliğiyle esnek adresleme olanağı sağlar ve yönlendirme tablolarının boyutunu önemli ölçüde azaltır. Bu yeni adresleme mimarisinde, ara yönlendiricilerin iletileri uygun şekilde iletmek için ağlarının yalnızca yerel bölümünü izlemesi gerekir.

Komşu bulma

Komşu bulma tarafından sağlanan özelliklerden bazıları şunlardır:

Yönlendirici bulma: Bu, konakların yerel yönlendiricileri tanımlamasına olanak tanır.
Adres çözümlemesi: Bu, düğümlerin ilgili sonraki atlama adresi (Adres Çözümleme Protokolü [ARP] yerine) için bağlantı katmanı adresini çözümlemesine olanak tanır.
Adres otomatik yapılandırması: Bu, konakların site yerel ve genel adreslerini otomatik olarak yapılandırmasına olanak tanır.

Komşu bulma, şunları içeren IPv6 (ICMPv6) iletileri için İnternet Denetim İletisi Protokolü kullanır:

Yönlendirici reklamı: Yönlendirici tarafından sahte periyodik olarak veya yönlendirici taleplerine yanıt olarak gönderilir. IPv6 yönlendiricileri kullanılabilirliklerini, adres ön eklerini ve diğer parametreleri tanıtmak için yönlendirici tanıtımlarını kullanır.
Yönlendirici isteği: Bağlantıdaki yönlendiricilerin hemen bir yönlendirici reklamı göndermesini istemek için bir konak tarafından gönderilir.
Komşu talep: Düğümler tarafından adres çözümleme, yinelenen adres algılama veya bir komşuya hala ulaşılabilir olduğunu doğrulamak için gönderilir.
Komşu tanıtımı: Düğümler tarafından bir komşu taleplerine yanıt vermek veya bağlantı katmanı adresindeki bir değişikliği komşulara bildirmek için gönderilir.
Yeniden yönlendirme: Gönderen düğüm için belirli bir hedefe daha iyi bir sonraki atlama adresi belirtmek üzere yönlendiriciler tarafından gönderilir.

IPv6 otomatik yapılandırması

IPv6 için önemli bir hedef düğüm Tak ve Kullan desteklemektir. Başka bir ifadeyle, bir düğümü bir IPv6 ağına bağlamak ve herhangi bir insan müdahalesi olmadan otomatik olarak yapılandırılmasını sağlamak mümkün olmalıdır.

Otomatik yapılandırma türleri

IPv6 aşağıdaki otomatik yapılandırma türlerini destekler:

Durum bilgisi olan otomatik yapılandırma:

Düğümlerin yüklenmesi ve yönetimi için IPv6 (DHCPv6) sunucusu için Dinamik Ana Bilgisayar Yapılandırma Protokolü gerektiğinden, bu yapılandırma türü belirli bir düzeyde insan müdahalesi gerektirir. DHCPv6 sunucusu, yapılandırma bilgilerini sağladığı düğümlerin listesini tutar. Ayrıca, sunucunun her adresin ne kadar süre kullanımda olduğunu ve ne zaman yeniden atanabileceğini bilmesi için durum bilgilerini korur.
Durum bilgisi olmayan otomatik yapılandırma:

Bu tür bir yapılandırma küçük kuruluşlar ve bireyler için uygundur. Bu durumda, her konak, alınan yönlendirici tanıtımlarının içeriğinden adreslerini belirler. Adresin ağ kimliği bölümünü tanımlamak için IEEE EUI-64 standardını kullanarak, bağlantıdaki ana bilgisayar adresinin benzersizliğini varsaymak mantıklıdır.

Adresin nasıl belirlendiğine bakılmaksızın, düğümün olası adresinin yerel bağlantı için benzersiz olduğunu doğrulaması gerekir. Bu işlem, olası adrese bir komşu talep iletisi gönderilerek yapılır. Düğüm herhangi bir yanıt alırsa, adresin zaten kullanımda olduğunu ve başka bir adres belirlemesi gerektiğini bilir.

IPv6 hareketliliği

Mobil cihazların yaygınlaşması yeni bir gereksinim getirmiştir: Bir cihazın IPv6 İnternet'teki konumları rastgele değiştirebilmesi ve mevcut bağlantıları koruyabilmesi gerekir. Bu işlevi sağlamak için, bir mobil düğüme her zaman ulaşabileceği bir ev adresi atanır. Mobil düğüm evdeyken, giriş bağlantısına bağlanır ve ev adresini kullanır. Mobil düğüm evden uzakta olduğunda, genellikle yönlendirici olan bir ev aracısı, iletileri mobil düğüm ile iletişim kurmakta olduğu düğümler arasında geçirir.

IPv6'yı devre dışı bırakma veya etkinleştirme

IPv6 protokolünün kullanılması için, işletim sisteminin IPv6'yı destekleyen bir sürümünü çalıştırdığınızdan ve işletim sisteminin ve ağ sınıflarının düzgün yapılandırıldığından emin olun.

Yapılandırma Adımları

Aşağıdaki tabloda çeşitli yapılandırmalar listelemektedir

İşletim sistemi IPv6 etkinleştirildi mi?	Kod IPv6 etkinleştirildi mi?	Açıklama
❌ Hayır	❌ Hayır	IPv6 adreslerini ayrıştırabilir.
❌ Hayır	✔️ Evet	IPv6 adreslerini ayrıştırabilir.
✔️ Evet	❌ Hayır	IPv6 adreslerini ayrıştırabilir ve eski olarak işaretlenmemiş ad çözümleme yöntemlerini kullanarak IPv6 adreslerini çözümleyebilir.
✔️ Evet	✔️ Evet	Eski olarak işaretlenenler de dahil olmak üzere tüm yöntemleri kullanarak IPv6 adreslerini ayrıştırabilir ve çözümleyebilir.

IPv6 varsayılan olarak etkindir. Bu anahtarı bir ortam değişkeninde yapılandırmak için ortam değişkenini DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6 kullanın. Daha fazla bilgi için bkz . .NET ortam değişkenleri: DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6.