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

ตำแหน่งข้อมูลที่ปรับเปลี่ยน

• Total Length เปลี่ยนมาเป็น Payload lengthเพื่อระบุขนาดของ Payload ในหน่วยไบต์ดังนั้นขนาดของ Payload สูงสุดจะเป็น 65,535 ไบต์ (bytes)

• Time-To-Live (TTL) ของ IPv4 เปลี่ยนมาเป็น Hop Limit เพราะ TTL ระบุเวลาที่แพ็กเก็ตจะวนเวียนอยู่ในอินเทอร์เน็ต (หน่วยเป็นวินาที)โดยระบุว่าแต่ละเราเตอร์ต้องลด TTL ลงอย่างน้อย 1 วินาที เราเตอร์จึงลด TTL ครั้งละ 1 หน่วยเสมอแม้ว่าจะใช้เวลาประมวลผลแพ็กเก็ตน้อยกว่านั้น ทำให้ไม่ตรงกับความหมายของ TTL ดังนั้นจึงถูกเปลี่ยนเป็น Hop Limit เพื่อให้ตรงกับความหมายจริงๆ ซึ่งเหมาะสมและง่ายต่อการประมวลผล

• Protocol เปลี่ยนมาเป็น Next Header ซึ่งใช้เป็นตัวบอกว่า extended header ตัวถัดไปเป็นเฮดเดอร์ ประเภทไหน เช่น ถ้าเป็น extended header ชนิด IPsec จะมีค่า Next Header = 51

ตำแหน่งข้อมูลที่เพิ่ม

• Flow Label ใช้ระบุลักษณะการไหลเวียนของทราฟฟิกระหว่างต้นทางกับปลายทาง เนื่องจากในแอปพลิเคชั่นหนึ่ง สามารถมีทราฟฟิกหลายประเภท (เช่น ภาพ เสียง ตัวอักษร ฯลฯ) และทราฟฟิกแต่ละประเภทมีความต้องการที่แตกต่างกัน Flow Label จึงมีไว้เพื่อแยกประเภทของทราฟฟิกและเพื่อให้เราเตอร์รู้ว่าควรปฏิบัติต่อ ทราฟฟิกแต่ละประเภทแตกต่างกัน

• Type-of-Service (TOS) เปลี่ยนมาเป็น Traffic Class ซึ่งมีจำนวนบิตมากกว่า สามารถแบ่งกลุ่มและระดับความสำคัญของแต่ละแพ็กเก็ตละเอียดมากขึ้น เพื่อที่เราเตอร์จะจัดลำดับขั้นการส่งแพ็กเก็ตให้เหมาะสม


การปรับเปลี่ยนระบบเครือข่ายจาก IPv4 สู่ IPv6

การ ปรับเปลี่ยนในช่วงแรก การใช้งาน IPv6 อาจอยู่ในวงแคบ ดังนั้นเราต้องการเทคนิคเพื่อเชื่อมต่อเครือข่ายที่เป็น IPv6 เข้ากับเครือข่าย IPv4หรือเครือข่าย IPv6 อื่น เทคนิคการทำงานร่วมกันระหว่าง IPv4 และ IPv6 แบ่งออกเป็น 3 ประเภทด้วยกันคือ


1. Dual Stacks เป็น การใช้งาน IPv4 และ IPv6 stack ควบคู่กันไป ภายในอุปกรณ์ตัวเดียวกัน Dual Stacks สามารถใช้ได้ทั้งที่ end host ที่เซิร์ฟเวอร์และที่อุปกรณ์เครือข่าย (network device) เช่น เราท์เตอร์ Dual Stacks เป็นทางออกที่ง่ายที่สุดสำหรับเครือข่ายที่ต้องการเริ่มใช้งาน IPv6 และถูกใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุดในปัจจุบัน

รูปที่ 5 การทำงานร่วมกันระหว่าง IPv4 และ IPv6 แบบ Dual Stacks

2. Tunneling เป็น การสร้างท่อในการรับส่ง IPv6 ผ่านไปบนเครือข่าย IPv4 การทำอุโมงค์ โดยทั่วไปเป็นการ encapsulate แพ็กเก็ตข้อมูลที่ต้องการส่งไว้ในอีกแพ็กเก็ตหนึ่ง เนื่องจากแพ็กเก็ตที่อยู่ภายในไม่สามารถถูกส่งไปยังปลายทางได้ จึงต้องอาศัยการห่อหุ้มด้วยแพ็กเก็ตอื่น การทำอุโมงค์เพื่อใช้งาน IPv6 นั้นก็เช่นกันใช้เมื่อเครือข่ายเชื่อมต่ออยู่ด้วยไม่สนับสนุน IPv6 จึงจำเป็นต้องหุ้มแพ็กเก็ต IPv6 ไว้ภายใต้แพ็กเก็ต IPv4 อีกที

รูปที่ 6 การทำ IPv6 in IPv4 packet encapsulation

การ ทำ Tunnel สำหรับเครือข่าย IPv6 ต้องสร้างเส้นทางการติดต่อระหว่างเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 ผ่านเครือข่ายที่ใช้หมายเลข IPv4 โดยเกตเวย์ (Gateway) ของเครือข่ายของเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 จะทำหน้าที่ห่อหุ้มแพ็กเก็ต IPv6 ไว้ใน IPv4 ก่อนจะส่งไปในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่สนับสนุนการใช้หมายเลข IPv4 เท่านั้น โดยระหว่างทางจะดูหมายเลขต้นทางและปลายทางที่อยู่ในส่วนหัวของแพ็กเก็ต IPv4 เท่านั้น จะไม่สนใจส่วนที่อยู่ภายในเมื่อส่งไปถึงปลายทางเกตเวย์จะถอดแพ็กเก็ต IPv4 ออกให้เหลือแต่แพ็กเก็ต IPv6 แล้วส่งไปยังเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 ต่อไป

รูปที่ 7 การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบอุโมงค์ IPv6-over-IPv4 Tunnel

3. Translation เป็น วิธีที่ใช้กับการสื่อสารข้ามเครือข่าย เช่น โหนดจากเครือข่าย IPv4 ต้องการคุยกับเซิร์ฟเวอร์ในเครือข่าย IPv6 หรือโหนดที่เป็น IPv6 ต้องการคุยกับเซิร์ฟเวอร์ที่เป็น IPv4 ซึ่งจะเป็นกรณีที่ต่างไปจากการใช้งาน Dual Stacks และ Tunnel การทำ Translation พูดง่ายๆ ก็คือ การแปลงข้อมูลไปมาระหว่างข้อมูลในรูปแบบของ IPv4 และ IPv6 การแปลงข้อมูลนี้สามารถทำได้สองแบบ

แบบแรก คือการแปลงที่ end host โดยเพิ่ม translator function เข้าไปใน protocol stack โดยอาจอยู่ที่ network layer หรือ socket layer ก็ได้

แบบสอง คือ การแปลงที่ network device โดยจะต้องใช้ gateway ทำหน้าที่เป็น IPv6 – IPv4 และ IPv4 – IPv6 translator อยู่ที่ทางออกที่มีการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย IPv6 และ IPv4

รูปที่ 8 โครงสร้างของ Network Stacks เพื่อการแปลงข้อมูลระหว่าง IPv6 และ IPv4

รูปที่ 9 แผนภาพแสดงการปรับเปลี่ยนระบบจาก IPv4 ไปสู่ IPv6



ความสามารถพิเศษของ IPv6 ที่เหนือกว่า IPv4

1. Management 

การ ตั้งค่าและปรับแต่งระบบเครือข่าย ในปัจจุบันมีความซับซ้อนมาก IPv6 จึงถูกออกแบบมาให้สนับสนุนการติดตั้งและปรับแต่งระบบแบบอัตโนมัติ(auto configuration) เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับการจัดสรรปรับเปลี่ยน IP address (Address Renumbering) การเชื่อมต่อกับผู้ให้บริการหลายราย (Multi homing) และแม้แต่การจัดการเครือข่ายแบบ Plug-and-play

2. Broadcast/Multicast/Anycast

ใน IPv4 ได้มีการจัดสรร IP Address ส่วนหนึ่งเพื่อเป็น Broadcast address แต่ในความเป็นจริงแล้วการสื่อสารแบบ Broadcast เป็นสิ่งที่ไม่มีความจำเป็นและสิ้นเปลือง Bandwidth โดยเปล่าประโยชน์ Multicast เป็นการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพมากกว่าและเริ่มเป็นที่นิยม IPv6 จึงถูกออกแบบมาให้รองรับ Multicast group address และตัด Broadcast address ออก

นอก จากนี้ IPv6 ยังเพิ่มความสามารถในการสื่อสารแบบ Anycast โดยอนุญาตให้อุปกรณ์มากกว่า 1ชิ้นได้รับการจัดสรร IP address เบอร์เดียวกันซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ชิ้นใดก็ได้สามารถตอบสนองต่อข้อมูลที่ ส่งมาที่ Anycast address นั้นๆ

3. Mobile IP

IPv6 สนับสนุนการใช้งานอินเทอร์เน็ตแบบเคลื่อนที่เช่นเดียวกับ IPv4 แต่ว่าการใช้งาน Mobile IPv6 นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่า Mobile IPv4 ตรงที่สามารถส่งข้อมูลผ่านเส้นทางที่สั้นที่สุดโดยไม่ต้องพึ่งอุปกรณ์ตัว กลางในการส่งต่อข้อมูล(Route Optimization)และสามารถใช้ IPSec ในการป้องกันการโจรกรรมแพ็กเก็ตกลางทาง

4. Security

เรา เตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายทุกตัวในเครือข่าย IPv6 ถูกกำหนดให้รองรับการใช้งาน IPSec นอกจากนี้ยังมีการกำหนด Security Payload สองประเภทคือ Authentication Payload และ Encrypted Security Payload เพื่อสนับสนุนการรับส่งข้อมูลที่มั่นคงปลอดภัย ภายใต้ Network Layer แทนที่จะพึ่ง Application Layer เหมือนในเครือข่าย IPv4

รูปที่ 10 แสดงระบบ Security ที่ใช้ IPv6

5. Virtual Private Network (VPN )

แต่ เดิมในเครือข่าย IPv4 การให้บริการ VPN ทำได้โดยใช้ IPSec เพื่อเข้ารหัสข้อมูลใน Network Layer ทั้งหมด ซึ่งจะติดปัญหาหากเครือข่ายต้นทางหรือปลายทางมีการทำ Network Address Translation (NAT) เพราะการเข้ารหัสจะต้องสิ้นสุดก่อนถึงจุดหมายปลายทางสำหรับเครือข่าย IPv6 ไม่มีปัญหาดังกล่าว เพราะไม่มีความจำเป็นต้องใช้ NAT อีกต่อไป นอกจากนี้ยังสามารถใช้ Extended Header ที่เรียกว่า Authentication Header และ Encapsulated Security Payload เพื่อรองรับการใช้งาน VPN แบบปลอดภัย

6. Quality-of-Service

IPv6 ถูกออกแบบมาให้สนับสนุนการรับประกันคุณภาพของบริการตั้งแต่เริ่ม โดยจะเห็นได้จากตำแหน่ง Flow Label และ Traffic Class ในเฮดเดอร์ ถึงแม้ว่าในเฮดเดอร์ของ IPv4 จะมีตำแหน่ง Type-of-Service แต่ไม่มีการใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากไม่มีมาตรฐานในการกำหนดค่าและเราเตอร์บางตัวเท่านั้นที่สามารถ ประมวลผลตำแหน่ง ToS ได้ ที่ผ่านมา IPv4 มักปล่อยให้ Layer ข้างล่างจัดการเรื่อง QoS แทน เช่น ผ่านเทคโนโลยี MPLS

7. Maximum Transfer Unit (MTU)

MTU ขั้นต่ำในเครือข่าย IPv4 คือ 576 ไบต์ และถูกเพิ่มเป็น 1280ไบต์ ในเครือข่าย IPv6 การเพิ่มความยาวขั้นต่ำของMTU นี้จะช่วยให้การส่งข้อมูลในเครือข่าย IPv6 มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยช่วยลดสัดส่วนของข้อมูลเฮดเดอร์ต่อข้อมูลทั้งหมด



คุณสมบัติของ IP v.6 ที่เหนือกว่า IP v.4

IP V.6 มีคุณสมบัติที่เหนือกว่า IP V.4 มากมาย ซึ่งสามารถสรุปคร่าวๆ ได้ 5 หัวข้อ ได้แก่ เรื่องการกำหนดแอดเดรส (Addressing), การปรับแต่งระบบ (Configuration), การรับส่งขอมูล (Data Delivery), การค้นหาเส้นทาง (Routing) และความปลอดภัย (Security) ซึ่งรายละเอียดแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ข้อดีของ IPv6 ที่เหนือกว่า IPv4



อุปกรณ์ที่สนับสนุน IPv6

เนื่อง จากจำนวน IP address ของ IPv6 นั้นมีมากมาย อุปกรณ์ต่าง ๆ จึงสามารถที่จะมีหมายเลข IP address ของตัวเองทำให้สามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้ อีกทั้งประสิทธิภาพและข้อดีต่าง ๆ ของ IPv6 จะทำให้เกิดโปรแกรม อุปกรณ์ และการใช้งานใหม่ๆ ขึ้นมาอีกมากมายในอนาคต อาทิเช่น Mobile IPv6, 3G Mobile Broadband, Mobile IP Broadcast, VoIP, P2P Game เป็นต้น แม้กระทั่งอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านก็จะมี IP address ประจำทำให้แยกแยะและควบคุมได้ เกิดเป็นเครือข่ายภายในบ้าน (Home Network) เช่น ควบคุมการเปิด-ปิดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านผ่านเครือข่ายอิน เทอร์เน็ต โทรทัศน์ในอนาคตจะเป็นแบบ interactive คือ สามารถโต้ตอบกับผู้ชมได้ สัญญาณกันขโมยสามารถที่จะส่ง real-time IPv6 packet ไปแจ้งตำรวจหรือสายตรวจที่อยู่ใกล้บ้านเราที่สุดได้ อีกตัวอย่าง คือ Internet Car โดยการใช้ IPv6 ร่วมกับ GPS เพื่อบอกตำแหน่ง เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้ GPS ในเมืองจะต่ำเพราะตึกสูงๆ จะบังสัญญาณ ดังนั้นการใช้ร่วมกับ wireless/mobile Internet จะดีกว่า ตัวอย่างสุดท้าย เป็นการใช้งานโดยการติดตั้งกล้อง Surveillance IPv6 camera เพื่อดูแลความปลอดภัยหรือดูสภาพการจราจร กล้องเหล่านี้สามารถเป็น Server ได้ในตัว เก็บข้อมูลได้และติดต่อกันได้โดยตรงเนื่องจากมี IP address จริงเป็นของตัวเอง เป็นต้น



สถานการณ์ในปัจจุบัน

ถึง แม้จะเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าสักวันหนึ่งอินเทอร์เน็ตจะต้องปรับ เปลี่ยนไปใช้ IPv6 แต่ความตื่นตัวในการปรับเปลี่ยนได้เกิดขึ้นช้ากว่าที่คาดหมายกันไว้ สาเหตุสำคัญ อาจเนื่องมาจากทัศนคติที่ว่า ตราบใดที่อินเตอร์เน็ตยังไม่ขาดแคลนไอพีแอดเดรส IPv6 ก็ยังคงเป็นสิ่งฟุ่มเฟือยและยังไม่จำเป็นมากนัก ถึงกระนั้นก็ตาม IPv6 เริ่มได้รับการยอมรับมากขึ้น เพราะผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตต่างตระหนักดีว่า ไม่ช้าก็เร็ว ปัญหาการขาดแคลนไอพีแอดเดรสจะต้องมาถึง และเมื่อถึงเวลานั้นผู้ที่มีความพร้อมมากกว่าจะเป็นผู้ได้เปรียบ นอกจากนั้น IPv6 ยังเป็นทางออกที่ถาวรทางเดียวในการแก้ปัญหานี้

การ ผลักดันให้เกิดการนำ IPv6 ไปใช้งานจริง มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ทวีปยุโรปและเอเชียเป็นหลัก ส่วนทวีปอเมริกาเหนือนั้นยังไม่มีจุดยืนที่ชัดเจน สาเหตุที่สำคัญประการแรกคือ ในปัจจุบันทวีปอเมริกาเหนือมีส่วนแบ่งของไอพีแอดเดรสอยู่ถึงร้อยละ 70 ของไอพีแอดเดรสทั้งหมดในโลก จึงไม่เป็นที่น่าแปลกใจที่ทวีปนี้ยังไม่เห็นความจำเป็นของ IPv6 ในทางตรงกันข้าม ทั้งยุโรปและเอเชียต่างพบปัญหาการมีไอพีแอดเดรสไม่พอกับจำนวนผู้ใช้อิน เทอร์เน็ต สาเหตุประการที่สอง สืบเนื่องมาจากเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่สาม (3G wireless technology) ทั้งยุโรปและเอเชีย ต่างมีความต้องการสูงทางเทคโนโลยี 3G ซึ่งเทคโนโลยีนี้ทำให้เกิดความต้องการไอพีแอดเดรสที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นเราจึงพบว่าผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และองค์กรที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานต่างๆ ในทวีปยุโรปและเอเชียต่างส่งสัญญาณที่จะแก้ปัญหาการขาดแคลนไอพีแอดเดรส หรืออีกนัยหนึ่งการตอบรับต่อ IPv6 อย่างจริงจัง

ใน ส่วนของประเทศไทย ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิคส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ นับว่าเป็นผู้นำในการให้บริการเชื่อมต่อเครือข่าย IPv6 กับต่างประเทศผ่านการทำ IPv6-over-IPv4 tunnel และการทำ 6to4 relay นอกจากนี้ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิคส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ยังได้รับความร่วมมือจากหลายมหาวิทยาลัยและบริษัทผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต ทำให้เกิดเครือข่าย IPv6 เพื่อการทดสอบภายในประเทศ (Thailand IPv6 Testbed) ซึ่งมีการเชื่อมต่อด้วยเทคนิคที่หลากหลาย เช่น dual stacks, IPv6-over-IPv4 tunnel และ Native IPv6 เป็นต้น (รายละเอียดสามารถดูได้จาก http://www.ip6.nectec.or.th) ในปัจจุบันได้มีการก่อตั้งคณะทำงานระดับประเทศขึ้นภายใต้ชื่อ Thailand IPv6 Forum หรือโครงการความร่วมมือพัฒนาและส่งเสริมการใช้เครือข่าย IPv6 ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างหน่วยงานวิจัย ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต และผู้ผลิตหรือตัวแทนจำหน่ายฮาร์ดแวร์ระบบเครือข่าย ซึ่งนับว่าเป็นนิมิตรหมายอันดีถึงความตื่นตัวของประเทศไทยในการรับมือกับ IPv6

รูปที่ 11 แผนผังแสดงเครือข่ายทดสอบ Thailand IPv6 Testbed



บทสรุป

การ เติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ทำให้ IPv4 ที่ใช้กันอยู่แพร่หลายในปัจจุบันมีแนวโน้มว่ากำลังจะถูกใช้หมดไปในเวลาอัน ใกล้นี้ ดังนั้น IPv6 จึงเป็นทางออกทางเดียว โดยได้มีการพัฒนาปรับปรุงตัว Protocol เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ อีกทั้งยังเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติต่างๆ ที่เหนือกว่า IPv4 อีกด้วย

ด้วย ความไม่พอเพียงของ IPv4 ที่กำลังจะหมดไป และคุณสมบัติที่เหนือกว่าอย่างมากของ IPv6 ไม่ช้าก็เร็วทุกภาคทุกหน่วยงานจำเป็นต้องนำ IPv6 มาใช้อย่างเลี่ยงไม่ได้ และต้องมีการปรับเปลี่ยนระบบโครงข่ายให้รองรับกับการใช้งาน IPv6 เพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของผู้บริโภคในการใช้งานอิน เทอร์เน็ตและการใช้งานแอพพลิเคชั่นต่างๆ ดังนั้นผู้ให้บริการเหล่านี้ควรมีการศึกษาวางแผนเตรียมพร้อมล่วงหน้า เพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในการนำ IPv6 มาใช้ในอนาคต โดยผู้ให้บริการควรสำรวจอุปกรณ์เครือข่ายที่สามารถรองรับกับ IPv6 และวางแผนเตรียมพร้อมในการปรับปรุงโครงข่ายของตน ในส่วนของผู้พัฒนา product และแอพพลิเคชั่นก็สามารถที่จะสร้างโอกาสทางธุรกิจได้ โดยศึกษาความต้องการของตลาด เพื่อคิดค้นออกแบบพัฒนา product หรือแอพพลิเคชั่นที่รองรับกับ IPv6 ซึ่งเหล่านี้ควรมีการเตรียมพร้อมไว้ล่วงหน้า เพราะเมื่อถึงเวลาที่ IPv4 หมดลงจริงๆ ผู้ที่พร้อมมากกว่าจะเป็นผู้ได้เปรียบ นอกจากนี้ความเร็วในการเข้ามาและการเตรียมความพร้อมที่ดีจะเป็นการเพิ่ม โอกาสทางการแข่งขันทางธุรกิจอีกด้วย

Internet Protocol (IPV4)

1.บทนำ

โป รโตคอล  เป็นชุดของกฎกติกาในรูปแบบของซอฟต์แวร์ที่ใช้ควบคุมดูแลการทำงาน  เพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารและสถานะระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หรือชุด อุปกรณ์เครือข่ายผ่านทางสายสัญญาณที่เชื่อมต่อกันโดยตรงหรือผ่านทางเครือ ข่ายโปรโตคอล  โปรโตคอลระบบเครือข่ายมีไว้เพื่อควบคุมดูแลการทำงานตั้งแต่ระดับ  Application  ลงมาจนถึงอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่าย  โปรโตคอลที่รู้จักกันแพร่หลาย  เช่น  อินเตอร์เน็ต  โปรโตคอล  หรือ  IP  ซึ่งใช้เป็นรูปแบบมาตรฐานในการส่ง   ข้อมูลต่างๆในอินเตอร์เน็ต  โดยมีหมายเลขไอพี  หรือไอพีแอดเดรสเฉพาะตัว  โดยไอพีแอดเดรสมีไว้เพื่อให้ผู้ส่งรู้ว่าเครื่องของผู้รับคือใคร  และผู้รับสามารถรู้ได้ว่าผู้ส่งคือใคร  เนื่องจากในปัจจุบันมีการใช้ไอพีแอดเดรสในงานต่างๆ   และความต้องการไอพีแอดเดรสยังคงเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต   เพื่อที่จะรองรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ทันสมัยซึ่งจำเป็นต้องใช้ไอพีแอดเดรส ในการติดต่อสื่อสารกัน  ความต้องการใช้งานไอพีแอดเดรสนั้น  ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ตามบ้านหรือหน่วยงานต่างๆ เท่านั้น   แต่ปัจจุบันยังมีอุปกรณ์อื่นที่ต้องการใช้ไอพีแอดเดรส  เช่น   คอมพิวเตอร์แบบพกพา  อุปกรณ์สื่อสารในยุค 3G 

2. IP (Internet Protocol)

                IP เป็น โปรโตคอลในระดับเน็ตเวิร์คเลเยอร์ ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับแอดเดรสและข้อมูล และควบคุมการส่งข้อมูลบางอย่างที่ใช้ในการหาเส้นทางของแพ็กเก็ต ซึ่งกลไกในการหาเส้นทางของ IP จะมีความสามารถในการหาเส้นทางที่ดีที่สุด และสามารถเปลี่ยนแปลงเส้นทางได้ในระหว่างการส่งข้อมูล และมีระบบการแยกและประกอบดาต้าแกรม (datagram) เพื่อรองรับการส่งข้อมูลระดับ data link ที่มีขนาด MTU (Maximum Transmission Unit) ทีแตกต่างกัน ทำให้สามารถนำ IP ไปใช้บนโปรโตคอลอื่นได้หลากหลาย เช่น Ethernet ,Token Ring หรือ Apple Talk

                การเชื่อมต่อของ IP เพื่อทำการส่งข้อมูล จะเป็นแบบ connectionless หรือเกิดเส้นทางการเชื่อมต่อในทุกๆครั้งของการส่งข้อมูล 1 ดาต้าแกรม โดยจะไม่ทราบถึงข้อมูลดาต้าแกรมที่ส่งก่อนหน้าหรือส่งตามมา แต่การส่งข้อมูลใน 1 ดาต้าแกรม อาจจะเกิดการส่งได้หลายครั้งในกรณีที่มีการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยๆ (fragmentation) และถูกนำไปรวมเป็นดาต้าแกรมเดิมเมื่อถึงปลายทาง

2.1 รูปแบบการแบ่งกลุ่ม Address

ไอพีแอดเดรสของ IPv4 เป็น ระบบ 32 บิต  หรือสามารถระบุเลขไอพีได้ตั้ง 0.0.0.0 ถึง 255.255.255.255 (ตัวเลขบางตัวเป็นไอพีสงวนไว้สำหรับหน้าที่เฉพาะเช่น 127.0.0.0 จะเป็นการระบุถึงตัวอุปกรณ์เองไม่ว่าอุปกรณ์นั้นจะมีไอพีสื่อสารจริงๆ เป็นเท่าไร) ไอพีแอดเดรสของ IPv4 นั้นจะเขียนโดยใช้เลขฐานสิบจำนวนสี่หลักโดยใช้จุดคั่นระหว่างแต่ละหลัก  IPv4  ทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็น  Classชนิดต่างๆ  เพื่อจุดประสงค์ในการใช้งานต่างๆกันดังต่อไปนี้

Class	IP เริ่มต้น	IP สิ้นสุด	NetID (bit)	HostID (bit)
Class A	0.0.0.0	127.255.255.255	8	24 = 16777216
Class B	128.0.0.0	191.255.255.255	16	16 = 65536
Class C	192.0.0.0	223.255.255.255	24	8 = 256
Class D	224.0.0.0	239.255.255.255	-	multicast address
Class E	240.0.0.0	247.255.255.255	-	Reserve