برتوكولات الإنترنت

كتاب البروتوكول ipv6 الجيل التالي من بروتوكولات الانترنت

والذى يشرح بشكل مفصل البروتوكول ipv6 والذي يعتبر الجيل التالي من بروتوكولات الانترنت

رابط التحميل


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

كيف تتصل الأجهزة بهذه الشبكة الكبيرة. والأجهزة هنا تشمل الحاسبات الشخصية والأجهزة التي تستضيف مواقع الإنترنت (Server) أو تلك التي تصل النقاط الشبكة المختلفة ببعضها البعض (Router) أو غيرها من الأجهزة التي تقوم بغيرها من المهام.

] كل جهاز يتصل بالإنترنت لا بد أن يكون لديه عنوان رقمي، ويوصف هذا العنوان ب IP Address و IP هي اختصار ل Internet Protocol، أي بروتوكول الإنترنت والذي تقوم عليه جميع الاتصالات عبر الإنترنت. كما أن أسماء جميع المواقع مرتبطة بعنوان IP.


العنوان في البروتوكول الحالي عبارة عن رقم يتكون من 32 خانة عدد ثنائي (بت)، والبت يأخذ قيمتين فقط إما واحد أو صفر. فبالتالي لمعرفة عدد الأرقام الممكنة التي يأخذها العنوان علينا أن نضرب رقم 2 في نفسه 32 مرة، ويصبح الناتج 4.3 مليارات عنوان. ولكن منذ ما يقرب من عشرين سنة رأى خبراء الإنترنت أن 4.3 مليارات عنوان لن تكفي وذلك بسبب الازدياد الكبير المتوقع في أعداد المستخدمين والمواقع وباقي الأجهزة الأخرى المتصلة بالشبكة الكبيرة. مما قاد الباحثين والمهندسين في عام 1994 م لتصميم بروتوكول جديد للإنترنت يعرف ب IPv6 حيث خصص للعنوان 128 بت.

الانتقال من البروتوكول القديم إلى الجديد تأخر سنوات ومن أسباب ذلك التكلفة المتمثلة في ترقية البنية التحتية للإنترنت لاستخدام البروتوكول الجديد، إضافة إلى ذلك توفر بعض العلاجات المؤقتة للمشكلة. هل ستكفينا عناوين البروتوكول الجديد؟

لمعرفة إن كانت هذه العناوين ستكفي فعلينا أولا معرفة عدد العناوين الممكنة وذلك بإعادة تطبيق نفس العملية التي شرحتها وذلك بضرب رقم 2 في نفسه ولكن هذه المرة 128 مرة ويصبح الناتج رقم مهولا وهو 340 مليار مليار مليار مليار عنوان. فالسؤال هل سيكفي هذا العدد من العناوين؟

الإجابة تعتمد على عدد سكان الأرض، وحيث أن عدد سكان الأرض في ازدياد مطرد إضافة إلى أنه في المستقبل يتوقع أن تكون الأجهزة المنزلية في البيت (مثل الثلاجة والمكيف والفرن) متصلة بالإنترنت فبالتالي سيكون لها عنوان، فقد لا يقتنع البعض بالاعتماد على سكان الأرض لتقدير ما إذا كان عدد العناوين كافيا. لذا علينا اللجوء إلى خاصية أخرى للأرض ثابتة وغير متغيرة.. ألا وهي مساحة الأرض. فإذا قسمنا عدد العناوين الممكنة على مساحة الأرض يصبح عدد العناوين للمتر المربع الواحد هو 670 ألف مليار مليار. فأصبح واضحا أن هذا العدد كافي جدا خاصة إذا ما أخذنا في الحسبان أن غالب مساحات الأرض من بحار وصحاري وغابات غير مأهولة.

ولكن قد تتساءل أليس هذا الرقم أكثر بكثير مما نحتاجه للمتر المربع الواحد؟ أو لم يكن الأجدر توفير عدد الخانات الثنائية (بت) المستخدمة؟ ولمعرفة الإجابة علينا أولا أن نعرف الطريقة المستخدمة في توزيع العناوين على مختلف الأجهزة. الطريقة مبينة على أسلوب هرمي مشابه للأسلوب المستخدم في توزيع أرقام الهاتف بحيث تشترك عناوين الأجهزة الموجودة في منطقة جغرافية معينة بعدد محدد من الأرقام في الجهة اليسرى من العنوان، وتشترك عناوين هذه المنطقة الجغرافية مع عناوين المناطق الجغرافية القريبة منها بعدد أقل من الأرقام في الجهة اليسرى من العنوان وهكذا. هذا التوزيع الهرمي يسهل كثيرا عمل الموجهات (Routers) بنقل وتوجيه البيانات من مكان لآخر، إذ تقوم الموجهات في وسط الشبكة بمقارنة الجزء الأيسر من العنوان وتوجهيها إلى الموجهات المعنية بالمناطق الجغرافية والتي تفحص جزء أكبر من العنوان من الجهة اليسرى ثم توجه البيانات إلى موجهات الشبكات الخاصة والتي تفحص كامل العنوان قبل توجيهه إلى الجهاز المعني. فإن استخدام عناوين أطول لا يضع قيود على توزيع العناوين بين المناطق الجغرافية المختلفة ويسمح بتوزيعها بطريقة هرمية أفضل وهذا بدوره يزيد من كفاءة توجيه البيانات من قبل الموجهات (routers).

كيف استطعنا التعايش كل هذه الفترة مع عناوين البروتوكول السابق المحدودة؟

كان هناك عدد من الحلول التي استخدمت في طريقة توزيع العناوين، و لعل أبرزها وآخرها استخداما هو ما يعرف ب (NAT) والتي تعني Network Address Translation. وفكرة النات هي قريبة جدا من فكرة سنترال الهاتف لشركة تستخدم رقم هاتف واحد للشركة وتعطي رقم تحويلة لهواتف كل مكتب. ففي النات تتقاسم الأجهزة داخل شبكة خاصة (مثال: شبكة البيت أو مكتب العمل) عنوانا واحدا تتواصل به مع باقي شبكة الإنترنت، على أن يكون لكل واحد منها عنوانا محليا داخل الشبكة بحيث يوضع ما يسمى بNAT Router بين الشبكة الداخلية والخارجية والذي يقوم بمهمة تحويل العناوين الداخية إلى العنوان الخارجي والعكس.

ما يقدمه الإصدار الجديد من البروتوكول من تحسينات؟

فإضافة إلى زيادة عدد الخانات الثنائية لعنوان الإنترنت، فهناك الكثير من التحسينات أبرزها أن تصميم رأس حزمة البيانات (Packets Header) أبسط بحيث يحتوي على 7 أجزاء بدلا من 13 جزءا كما هو الحال في الإصدار السابق، وهذا من شأنه تسريع معالجة الحزم داخل أجهزة الشبكة المستخدمة. أيضا من التحسينات إزالة الجزء المخصص لكشف أخطاء إرسال الاتصال (Checksum) والاعتماد على توفر هذه الخدمة في أجزاء أخرى من الشبكة وهذا بدوره يزيد من سرعة معالجة الموجهات (Router) للحزم.

أيانا هي الجهة الدولية المسؤولة عن توزيع عناوين الإنترنت على المنظمات الإقليمية الخمس. وخلال أشهر معدودة ستنضب العناوين المتوفرة لإصدار IPv4 لدى كل من هذه المنظمات الإقليمية، وحينها لن تستطيع هذه المنظمات توزيع عناوين جديدة لمزودي خدمات الإنترنت. وبناء على هذه الأحداث المتسارعة يتعين على الجهات المسؤولة محليا ودوليا المسارعة باستكمال إجراءات الانتقال لاستخدام إصدار IPv6 حتى تتم الاستفادة من التحسينات التي يقدمها البروتوكول الجديد، والأهم من ذلك حتى لا يتوقف نمو وانتشار استخدام الإنترنت .

تعتمد شبكة الإنترنت في عملها على مجموعة من البروتوكولات التي تنظم عملية الاتصال بين الأجهزة المرتبطة بها. ويمثل بروتوكول الإنترنت او ما يعرف ب (Internet Protocol) أحد أهم البروتوكولات الأساسية لعمل الإنترنت، فهو يتولى عملية الربط الشبكي من خلال عناوين/ أرقام (IP Numbers) تعطى لكل جهاز يرتبط بشبكة الإنترنت. وتستخدم أرقام الإنترنت المنتشرة حاليا الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت IPv4 الذي يوفر حوالي 4.3 مليار رقم شبكي. إلا أنه نظراً للازدياد الهائل في عدد المستخدمين، والاجهزة المرتبطة بالإنترنت، ومحدودية عدد العناوين في الإصدار الرابع؛ فقد بدأت تظهر على السطح مشكلة عدم توفر عناوين كافية لتغطية هذه الزيادة. فبدأ فريق عمل هندسة الإنترنت (IETF) منذ بداية التسعينات بالعمل على تطوير إصدار جديد لبروتوكول الإنترنت يتلافى هذه المشكلة، فصدر ما يعرف بالإصدار السادس لبروتوكول الانترنت (IPv6) الذي يوفر عدداً كبيراً جداً من الأرقام (يقارب 340 تريليون تريليون تريليون عنوان)، ومن ثم يستطيع توفير الموارد اللازمة لتوسعة شبكة الإنترنت ونموها لعشرات السنين، إضافة إلى توفيره كثيراً من الميزات الإضافية مقارنةً مع الإصدار الرابع.

قامت منظمة تخصيص أرقام وعناوين الإنترنت «أيانا» (IANA) بصرف آخر مجموعة عناوين من الإصدار الرابع للإنترنت IPv4 إلى منظمات تسجيل الإنترنت الإقليمية RIRs.