IPv4 और IPv6 Header के बीच Comparison

 

IPv4 और IPv6 Header के बीच Difference

एक IP (Internet Protocol) Address एक numerical identifier है, जो computer network से connected प्रत्येक device को assign किया जाता है और जो IP protocol का उपयोग करके communicate करता है।

एक IP Address एक ऐसा number है, जो किसी network पर मौजूद device (systems/PCs) की पहचान करता है। IP Addresses को Internet Addresses या IP Numbers के नाम से भी जाना जाता है।

IP Address, addressing और packets scheme के technical format को define करता है। अधिकांश networks में IP और TCP (Transmission Control Protocol) का उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग source और destination के बीच एक virtual link बनाने के लिए भी किया जा सकता है।

IPv4 Internet Protocol का एक version है, जिसका उपयोग network पर devices की पहचान करने के लिए addressing systems में व्यापक रूप से किया जाता है। यह 32-bit address system का उपयोग करता है, जिसमें 2^32 addresses या 4 billion से अधिक addresses को hold किया जा सकता है। यह सबसे महत्वपूर्ण Internet Protocol है, जिसमें Internet traffic का 94 percent इसी के माध्यम से pass होता है।

Internet Protocol version 6 (IPv6), IP का latest version है। यह नया IP address version (IPv6), additional IP addresses की आवश्यकता को पूरा करने के लिए implement किया जा रहा है। इसे IPv4 की कमियों को दूर करने के उद्देश्य से बनाया और develop किया गया था। IPv6 को कभी-कभी IPng (Internet Protocol Generation Next) के नाम से भी जाना जाता है।

IPv4 Header के Fields

Version: इसमें IP version number binary में दिया जाता है, यानी 0100।

Header Length: इसकी length 4-bit होती है। Maximum TCP header size 60B (20+40) होती है, लेकिन 4-bit अधिकतम 15 byte को denote कर सकता है। इसलिए actual header size प्राप्त करने के लिए इसे 4 से multiply किया जाता है।

Type of Service: इसका उपयोग datagram की priority को specify करने के लिए किया जाता है।

Total Length: यह header size सहित IPv4 fragment की total length को denote करता है।

Identification: इस field का उपयोग header में fragments की पहचान करने के लिए किया जाता है। किसी particular packet के सभी fragments में समान fragment ID होती है।

Flag: यह 3 bits से बना होता है R, M, D।

R → Reserved

M → More Fragment

D → Don't Fragment

Fragment Offset: यह पूरे data packet के संबंध में fragment में data की relative position को show करता है।

TTL: इसका उपयोग IPv4 packets को लगातार circulate होने से रोकने के लिए किया जाता है। सामान्यतः इसे network में मौजूद routers की संख्या के दोगुने के बराबर set किया जाता है।

Protocol: इसका उपयोग higher layer protocol को denote करने के लिए किया जाता है।

Header Checksum: यह mandatory field नहीं है। इसमें केवल header part के लिए checksum होता है।

Key Features

• IPv4 में 32-bit address का उपयोग होता है, जबकि IPv6 में 128-bit address का उपयोग होता है।
• IPv4 में numeric addressing scheme का उपयोग होता है, जबकि IPv6 में alphanumeric scheme का उपयोग होता है।
• IPv4 में 12 header fields होते हैं, जबकि IPv6 में 8 header fields होते हैं।
• IPv4 broadcast को support करता है, जबकि IPv6 broadcast को support नहीं करता।
• IPv4 में checksum fields होते हैं, जबकि IPv6 में checksum fields नहीं होते।
• IPv4 VLSM (Variable Length Subnet Mask) को support करता है, जबकि IPv6 VLSM को support नहीं करता।

IPv6 Header

Version (4-bits): यह IP के version को represent करता है, यानी 0110।

Traffic Class (8-bits): Traffic Class 8 bits का होता है और इसे दो parts में divide किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण 6 bits का उपयोग Type of Service के लिए किया जाता है, जो Router को बताता है कि इस packet के लिए कौन-सी services प्रदान की जानी चाहिए। Explicit Congestion Notification (ECN) के लिए least significant two bits का उपयोग किया जाता है।

Flow Label (20-bits): इस label का उपयोग दो parties के बीच communication से संबंधित packets के sequential flow को maintain करने के लिए किया जाता है। Source sequence को एक label assign करता है, जिससे router यह determine कर सके कि कोई packet किसी particular information flow से संबंधित है या नहीं। यह parameter data packets को re-order होने से रोकता है।

Payload Length (16-bits): इस field का उपयोग routers को यह बताने के लिए किया जाता है कि packet के payload में कितनी information मौजूद है। Payload में Extension Headers और Upper Layer data शामिल होते हैं। 16 bits के साथ अधिकतम 65535 bytes तक indicate किया जा सकता है। हालांकि, यदि Extension Headers में Hop-by-Hop Extension Header शामिल है, तो payload 65535 bytes से बड़ा हो सकता है। ऐसी स्थिति में इस field को 0 पर set किया जाता है।

Next Header (8-bits): इस field का उपयोग Extension Header के प्रकार को specify करने के लिए किया जाता है, या यदि Extension Header मौजूद नहीं है तो Upper Layer PDU को specify करने के लिए किया जाता है। Upper Layer PDU के type की values IPv4 के समान होती हैं।

Hop Limit (8-bits): इस field का उपयोग network में packets को infinitely loop होने से रोकने के लिए किया जाता है। IPv4 में TTL इसी के समान होता है। जैसे ही packet किसी link (router/hop) से होकर गुजरता है, Hop Limit field की value को one से decrease कर दिया जाता है। जब field की value 0 के करीब पहुंचती है, तो packet को delete कर दिया जाता है।

IPv6 Extension Headers

IPv6 में Fixed Header केवल वही information carry करता है, जिसकी आवश्यकता होती है। ऐसी information को हटा दिया गया है जो या तो आवश्यक नहीं है या जिसका उपयोग बहुत कम होता है।

यह सारी information Fixed Header और Upper-Layer Header के बीच Extension Headers में store की जाती है। प्रत्येक Extension Header की पहचान एक unique value से होती है। IPv6 Fixed Header का Next Header field first Extension Header को refer करता है।

जब Extension Headers का उपयोग किया जाता है और कोई दूसरा Extension Header मौजूद होता है, तो पहले Extension Header का Next-Header field दूसरे Extension Header को point करता है और इसी तरह आगे चलता है। Last Extension Header का Next-Header field, Upper Layer Header से link होता है। इस प्रकार linked list में सभी headers अगले header को refer करते हैं।

यदि Next Header field में value 59 होती है, तो इसका मतलब है कि इस header के बाद कोई दूसरा header मौजूद नहीं है, यहां तक कि Upper-Layer Header भी नहीं।

IPv6 का IPv4 की तुलना में Difference

Header Format Simplification

No fragmentation on a router: Fragmentation field और option field को Extension Header में relocate कर दिया गया है। Hosts को MTU discovery का उपयोग करना चाहिए।

No header checksum: इससे header processing की cost कम होती है और प्रत्येक router पर checksum updates की आवश्यकता नहीं होती।

IPv4 और IPv6 की Comparison

Feature	IPv4	IPv6
Size of IP Address	32-bit IP address	128-bit IP address
Addressing Method	Numeric, binary bits separated by a dot (.)	Alphanumeric, binary bits separated by a colon (:) with hexadecimal
Number of Header Fields	12	8
Length of Header Field	20 bytes	40 bytes
Checksum	Has checksum fields	Does not have checksum fields
Example	12.244.233.165	2001:0DB8:0000:0000:0000:FF00:0042:7879
Network Transmission Types	Unicast, Broadcast, and Multicast	Unicast, Multicast, and Anycast
Number of Classes	Five different IP address classes (Class A to E)	No specific classes; allows storing an unlimited number of IP addresses
Configuration	Must be configured on a newly installed system	Configuration is optional, depending on functions needed
VLSM Support	Supports VLSM (Variable Length Subnet Mask)	Does not offer support for VLSM
Fragmentation	Done by sending and forwarding routers	Done by the sender
Routing Information Protocol (RIP)	Supported by the routed daemon	Does not support IPv6; uses static routes
Security	Dependent on applications; IPv4 not designed with security in mind	IPsec (Internet Protocol Security) is built into the IPv6 protocol
Packet Size	Packet size 576 bytes required, fragmentation optional	Packet size 1208 bytes required without fragmentation
Packet Fragmentation	Allows from routers and sending hosts	Done by sending hosts only
Packet Header	Does not identify packet flow for QoS handling; includes checksum options	Flow Label field in packet header specifies packet flow for QoS handling
DNS Records	Address (A) records, maps hostnames	Address (AAAA) records, maps hostnames
Address Configuration	Manual or via DHCP	Stateless Address Autoconfiguration using ICMPv6 or DHCPv6
IP to MAC Resolution	Broadcast ARP	Multicast Neighbor Solicitation
Local Subnet Group Management	Internet Group Management Protocol (IGMP)	Multicast Listener Discovery (MLD)
IPsec	Optional	Mandatory
Dynamic Host Configuration Server (DHCS)	Clients approach DHCP server when connecting to a network	Clients do not have to approach any server as they are given permanent addresses
Mapping	Uses ARP (Address Resolution Protocol) to map to MAC address	Uses NDP (Neighbor Discovery Protocol) to map to MAC address
Compatibility with Mobile Devices	Address represented in dot-decimal notation, less suitable for mobile networks	Address represented in hexadecimal, colon-separated notation; better suited for mobile networks
NAT (Network Address Translation)	Often used to conserve IPv4 addresses	Generally not required