IPv4 ve IPv6 Arasındaki Farklar

IPv4 ile IPv6 arasındaki farklar yalnızca adresin uzunluğundan ibaret değildir. Başlık yapısı, parçalama kuralları, otomatik yapılandırma ve iki ailenin bir arada yaşama biçimi de değişir. Bu yazı farkları tek tek, doğrulanmış bilgilerle anlatır ve sonunda proxy kullanıcısı için ne anlama geldiklerini özetler.

Adres boyutu ve gösterim#

IPv4 adresi 32 bittir ve noktayla ayrılmış dört ondalık sayı olarak yazılır: 192.0.2.1. IPv6 adresi 128 bittir ve iki nokta üst üsteyle ayrılmış sekiz onaltılık parça olarak yazılır: 2001:db8::1 (RFC 4291 §2.2 (yeni sekmede açılır)). Her parça en çok dört onaltılık basamaktır; bu parçaya yazılarda 16 bitlik grup ya da "hextet" denir. Hextet resmi bir RFC terimi değildir.

Sayılar şöyledir:

Sık duyulan "IPv6, IPv4'ün dört katı adres sunar" cümlesi yanlıştır. Dört, bit sayısının oranıdır (128/32). Adres sayısı oranı 2⁹⁶'dır, yani yaklaşık 7,9 × 10²⁸.

IPv6 adreslerinin kısaltma kuralları vardır: baştaki sıfırlar atılır, ardışık sıfır grupları :: ile bir kez kısaltılır, harfler küçük yazılır (RFC 5952 (yeni sekmede açılır)). 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 kısa biçimde 2001:db8::1 olur. Kuralların tamamını IPv6 adresi nasıl kısaltılır yazısında bulabilirsiniz.

IPv6 adresleri ve IPv4 adresleri arasında bir eşleme biçimi de vardır. IPv4-mapped adres, bir IPv4 adresini IPv6 biçiminde taşır. RFC 5952 §5 bu tür adresler için karma yazımı önerir: ::ffff:192.0.2.1. Aynı adres ::ffff:c000:201 olarak da yazılabilir; ikisi de geçerlidir. Dönüşümleri elle yapmak yerine IPv4-IPv6 dönüştürücüyü kullanabilirsiniz.

Başlık yapısı#

IPv6 temel başlığı sabit 40 bayttır. Alanlar: sürüm, trafik sınıfı, akış etiketi (20 bit), yük uzunluğu, sonraki başlık, atlama sınırı (hop limit), kaynak adres ve hedef adres (RFC 8200 §3 (yeni sekmede açılır)). IPv4 başlığı ise IHL alanıyla uzunluğunu bildirir: asgari 20 bayt, en çok 60 bayt (RFC 791 §3.1 (yeni sekmede açılır)).

Birkaç ayrıntıyı doğru anlamak gerekir.

• Sağlama toplamı. IPv6 temel başlığında başlık sağlama toplamı yoktur. Bu, bütünlük kontrolü kalmadığı anlamına gelmez: TCP, UDP ve ICMPv6 sağlama toplamları adresleri içeren bir sözde başlıkla hesaplanır ve IPv6'da UDP sağlama toplamı zorunludur.
• Genişletme başlıkları. İsteğe bağlı bilgi temel başlıktan ayrı başlıklarda taşınır ve her biri bir "sonraki başlık" değeriyle tanımlanır.
• TTL yerine Hop Limit. Alan adı, işlevini daha doğru anlatacak biçimde değiştirildi; her ileten düğüm değeri 1 azaltır.
• Hız konusunda dikkat. RFC, sadeleştirmenin amacını yaygın durumda işlem maliyetini düşürmek olarak belirtir. Bu bir tasarım hedefidir; "IPv6 daha hızlıdır" genellemesi bunun üzerine kurulamaz.

Parçalama ve MTU#

IPv4'te büyük bir paket yolda yönlendiriciler tarafından parçalanabilir. IPv6'da parçalama yalnızca kaynak düğümde yapılır; yönlendiriciler paketi parçalamaz (RFC 8200 §4.5 (yeni sekmede açılır)). Parça bilgisi ayrı bir parça başlığında taşınır.

IPv6, internetteki her bağlantının en az 1280 bayt MTU'ya sahip olmasını ister. Yol MTU keşfinin uygulanması şiddetle önerilir. "IPv6'nın asgari MTU'su 1500'dür" yanlıştır; 1500 yaygın bir yapılandırma değeridir, asgari sınır 1280'dir.

Proxy kullanıcısı için pratik sonuç şudur: tünelleme ve çeviri katmanları MTU'yu düşürebilir. Büyük yanıtlarda takılma yaşıyorsanız yol MTU'yu da bir şüpheli olarak düşünün.

Adres yapılandırma: SLAAC ve DHCPv6#

IPv4'te adres çoğunlukla DHCP ile verilir ya da elle girilir. IPv6'da bir arayüz kendi adresini bağımsız olarak oluşturabilir. Bu mekanizmaya SLAAC (durumsuz adres otomatik yapılandırması) denir (RFC 4862 (yeni sekmede açılır)). Adımlar:

1. Arayüz etkinleşince fe80::/10 içinde bir bağlantı-yerel (link-local) adres oluşur.
2. Adres kullanılmadan önce yinelenen adres tespiti yapılır.
3. Yönlendirici duyurusundaki ön ekle birleşerek küresel adres oluşur.

SLAAC, ön ek uzunluğu artı arayüz kimliği uzunluğunun 128 olmasını bekler; bu yüzden fiilen /64 ister. Bir /64'ü daha küçük parçalara bölerseniz SLAAC çalışmaz. DHCPv6 ise adres atar ancak ön ek uzunluğu taşımaz. Ön ek konusunu IPv6 prefix nedir yazısında ele aldık.

Arayüz kimliğinin nasıl üretildiği de değişti. Eski değiştirilmiş EUI-64 yöntemi MAC adresinden türer ve donanım adresini geri elde edilebilir bırakır. Bu yüzden RFC 8064 kararlı adresler için RFC 7217'yi (alt ağ başına kararlı, anlamsal olarak opak kimlik) varsayılan yapmayı önerir. Geçici (gizlilik) adresler ise RFC 8981'e göre varsayılan olarak 1 gün tercihli, 2 gün geçerli ömürle üretilir. Gizlilik adresleri tek başına anonimlik sağlamaz: ön ek aynı kalır ve topolojik konumu belirler.

NAT, yayın ve komşu keşfi#

IPv4'te adres kıtlığı, birçok cihazın tek bir genel adresi paylaştığı NAT uygulamasını yaygınlaştırdı. IPv6'da her arayüz küresel adres alabilir. Bu, bir cihazın dışarıdan erişilebilir olduğu anlamına gelmez; erişimi güvenlik duvarı kuralları belirler.

Yayın (broadcast) adresi IPv6'da yoktur; işlev çoklu yayın adresleriyle karşılanır (RFC 4291 §2 (yeni sekmede açılır)). Bunun iki sonucu var:

• IPv4'teki "2ⁿ − 2 kullanılabilir adres" hesabı IPv6'da yoktur. Ağ ve yayın adresi ayırma kuralı uygulanmaz.
• Adresler cihaza değil arayüze atanır; bir arayüzde birden çok adres bulunabilir.

IPv4'te adres çözümlemesi için ARP kullanılır; IPv6'da bu görevi ICMPv6 tabanlı komşu keşfi (NDP, RFC 4861) üstlenir. Bu yazı NDP'nin ayrıntısına girmez.

Geçiş yöntemleri: iki dünya nasıl bir arada çalışır?#

IPv4'ten IPv6'ya geçiş tek seferde olmadı ve olmayacak. Birlikte yaşama için üç ana yaklaşım vardır.

Çift yığın (dual stack). Cihaz ve ağ iki protokolü de çalıştırır. Hedefin hem A hem AAAA kaydı varsa istemci ikisinden birini seçer. Çoğu modern sistem bu biçimde çalışır.

Tünelleme. IPv6 paketi IPv4 paketinin içinde taşınır. 6to4 (2002::/16) ve Teredo bu aileye girer. 6to4 hakkında sık duyulan yanlış: RFC 7526 yalnızca anycast 6to4 mekanizmasını (192.88.99.0/24) kullanımdan kaldırmıştır; 2002::/16 ön eki ve tekil yayın 6to4 kaldırılmamıştır. Bu mekanizmaların bugünkü yaygınlığını ölçmedik, o yüzden bir oran vermiyoruz.

Çeviri (NAT64/DNS64). Yalnızca IPv6 ağındaki bir istemcinin yalnızca IPv4 sunucuya ulaşmasını sağlar. DNS64 sentetik AAAA kaydı üretir, NAT64 paketleri çevirir. Kapsamı tekil yayın TCP, UDP ve ICMP ile sınırlıdır. Adım adım anlatım için NAT64 ve DNS64 yazısına bakın.

Üç yöntem farklı sorunları çözer. Tünelleme "IPv6'ya IPv4 yolundan ulaşma" sorunudur; çeviri ise "IPv6 istemcinin IPv4 sunucuya ulaşması" sorunudur. İkisini karıştırmayın: 6to4 ve Teredo, NAT64'ün başka adı değildir.

Proxy açısından sonuçlar#

Fark tablosunu proxy kullanımına çevirelim:

Bu tablodan çıkan pratik kural: IPv6 proxy, hedef IPv6 destekliyorsa güçlü bir araçtır. Destek yoksa tek başına yetmez. IPv6 proxy nedir yazısı bu sınırları satın alma kararı açısından ele alıyor.

Yaygın yanlış inanışlar#

Kısa özet#

• IPv6 adresi 128 bittir; IPv4'ten 2⁹⁶ kat fazla adres sunar, "dört kat" yanlıştır.
• Başlık sabit 40 bayttır, sağlama toplamı alanı yoktur, parçalama yalnızca kaynakta yapılır.
• SLAAC fiilen /64 ister; yayın adresi yoktur.
• Geçiş yöntemleri çift yığın, tünelleme ve çevirmedir; her biri ayrı bir sorunu çözer.
• IPv6 otomatik olarak daha hızlı ya da daha güvenli değildir.