อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล รุ่นที่ 6 หรือ IPv6

ปัจจุบันนี้อินเทอร์เน็ตเข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรามากยิ่งขึ้นและมีเทคโนโลยีต่างๆมากมายที่จะต้องใช้อินเทอร์เน็ตในการเชื่อมต่อถึงกัน ดังในปัจจุบันเราจะเห็นได้ว่าแม้กระทั่งโทรศัพท์มือถือก็มีอินเทอร์เน็ตเป็นส่วนประกอบหนึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

กลไกสำคัญในการทำงานของอินเทอร์เน็ต คือ อินเทอร์เน็ตโพรโตคอล (Internet Protocol) ซึงส่วนประกอบที่สำคัญของอินเทอร์เน็ตโพรโตคอลได้แก่ ไอพีแอดเดรส (IP address) ที่ใช้ในการอ้างอิงเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆ บนอินเทอร์เน็ตทั่วโลก เปรียบเสมือนการใช้งานโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกัน จะต้องมีหมายเลขโทรศัพท์เพื่อให้อ้างอิงผู้รับสายได้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในอินเทอร์เน็ตก็ต้องมีหมายเลขไอพีแอดเดรส ที่ไม่ซ้ำกับใคร

ปัจจุบันเราใช้ไอพีแอดเดรส (IP address) บนมาตรฐานของอินเตอร์เน็ตโพรโตคอลคือ Internet Protocol version 4 (IPv4) ซึ่งเราใช้เป็นมาตรฐานในการส่งข้อมูลในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตตั้งแต่ปี ค.ศ. 1981 ทั้งนี้การขยายตัวของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในช่วงที่ผ่านมามีอัตราการเติบโตอย่างรวดเร็ว

นักวิจัยเริ่มพบว่าจำนวนไอพีแอดเดรส (IP address) ของ IPv4 กำลังจะถูกใช้หมดไป ไม่เพียงพอกับการใช้งานอินเทอร์เน็ตในอนาคตจนคาดคะเนกันว่าหมายเลขไอพีแอดเดรสของ 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 ทำให้สามารถตอบสนองต่อการขยายตัวและความต้องการใช้งานเทคโนโลยีบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในอนาคตได้เป็นอย่างดี

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)

ประโยชน์หลักของ 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

หมายเลขแอดเดรสของ 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.หากกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง (หรือหลายๆกลุ่มที่ตำแหน่งติดกัน) เป็นเลขศูนย์ทั้งหมด สามารถจะละไว้ได้โดยใช้เครื่องหมาย “ :: ” แต่จะสามารถทำลักษณะนี้ได้ตำแหน่งเดียวเท่านั้นเพื่อไม่ให้เกิดความสับสน

รูปที่ 3 ตัวอย่างการเขียนหมายเลขแอดเดรส IPv6 แบบย่อ

เปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

เฮดเดอร์ (Header) ของข้อมูลแบบ IPv6 แพ็กเก็ต (packet) ถูกออกแบบมาให้มีขนาดคงที่ที่ 40 ไบต์ (bytes) และมีรูปแบบที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยเฮดเดอร์ จะประกอบด้วยตำแหน่งต่างๆที่จำเป็นต้องใช้ในการประมวลผลแพ็กเก็ต (packet) ที่เราเตอร์ (router) หรืออุปกรณ์เลือกเส้นทางทุกตัวเท่านั้น ส่วนตำแหน่งที่อาจจะถูกประมวลผลเฉพาะที่ต้นหรือปลายทางหรือที่เราท์เตอร์บางตัว จะถูกแยกออกมาไว้ที่ส่วนขยายของเฮดเดอร์ (extended header)

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบ Header ระหว่าง IPv4 และ IPv6

จะเห็นว่าเฮดเดอร์ 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 จะต้องมีการคำนวณใหม่ที่เราเตอร์เสมอหากตัดออกก็จะลดภาระงานที่เราเตอร์ไปได้

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 จึงมีไว้เพื่อแยกประเภทของทราฟฟิกและเพื่อให้เราเตอร์รู้ว่าควรปฏิบัติต่อทราฟฟิกแต่ละประเภทแตกต่างกัน

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

การปรับเปลี่ยนระบบเครือข่ายจาก IPv4 สู่ IPv6

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

1. Dual Stacks เป็นการใช้งาน 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 เป็นการสร้างท่อในการรับส่ง 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

การทำ 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 เป็นวิธีที่ใช้กับการสื่อสารข้ามเครือข่าย 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 คือการแปลงที่ 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 

การตั้งค่าและปรับแต่งระบบเครือข่าย 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

นอกจากนี้ IPv6 ยังเพิ่มความสามารถในการสื่อสารแบบ Anycast โดยอนุญาตให้อุปกรณ์มากกว่า 1ชิ้นได้รับการจัดสรร IP address เบอร์เดียวกันซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ชิ้นใดก็ได้สามารถตอบสนองต่อข้อมูลที่ส่งมาที่ Anycast address นั้นๆ

3. Mobile IP

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

4. Security

เราเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายทุกตัวในเครือข่าย 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 )

แต่เดิมในเครือข่าย 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 เนื่องจากไม่มีมาตรฐานในการกำหนดค่าและเราเตอร์บางตัวเท่านั้นที่สามารถประมวลผลตำแหน่ง 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

เนื่องจากจำนวน 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-ปิดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต 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

ถึงแม้จะเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าสักวันหนึ่งอินเทอร์เน็ตจะต้องปรับเปลี่ยนไปใช้ IPv6 แต่ความตื่นตัวในการปรับเปลี่ยนได้เกิดขึ้นช้ากว่าที่คาดหมายกันไว้ สาเหตุสำคัญ อาจเนื่องมาจากทัศนคติที่ว่า ตราบใดที่อินเตอร์เน็ตยังไม่ขาดแคลนไอพีแอดเดรส IPv6 ก็ยังคงเป็นสิ่งฟุ่มเฟือยและยังไม่จำเป็นมากนัก ถึงกระนั้นก็ตาม IPv6 เริ่มได้รับการยอมรับมากขึ้น เพราะผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตต่างตระหนักดีว่า ไม่ช้าก็เร็ว ปัญหาการขาดแคลนไอพีแอดเดรสจะต้องมาถึง และเมื่อถึงเวลานั้นผู้ที่มีความพร้อมมากกว่าจะเป็นผู้ได้เปรียบ นอกจากนั้น IPv6 ยังเป็นทางออกที่ถาวรทางเดียวในการแก้ปัญหานี้

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

ในส่วนของประเทศไทย 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

การเติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ทำให้ IPv4 ที่ใช้กันอยู่แพร่หลายในปัจจุบันมีแนวโน้มว่ากำลังจะถูกใช้หมดไปในเวลาอันใกล้นี้ ดังนั้น IPv6 จึงเป็นทางออกทางเดียว โดยได้มีการพัฒนาปรับปรุงตัว Protocol เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ อีกทั้งยังเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติต่างๆ ที่เหนือกว่า IPv4 อีกด้วย

ด้วยความไม่พอเพียงของ IPv4 ที่กำลังจะหมดไป และคุณสมบัติที่เหนือกว่าอย่างมากของ IPv6 ไม่ช้าก็เร็วทุกภาคทุกหน่วยงานจำเป็นต้องนำ IPv6 มาใช้อย่างเลี่ยงไม่ได้ และต้องมีการปรับเปลี่ยนระบบโครงข่ายให้รองรับกับการใช้งาน IPv6 เพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของผู้บริโภคในการใช้งานอินเทอร์เน็ตและการใช้งานแอพพลิเคชั่นต่างๆ ดังนั้นผู้ให้บริการเหล่านี้ควรมีการศึกษาวางแผนเตรียมพร้อมล่วงหน้า เพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในการนำ IPv6 มาใช้ในอนาคต โดยผู้ให้บริการควรสำรวจอุปกรณ์เครือข่ายที่สามารถรองรับกับ IPv6 และวางแผนเตรียมพร้อมในการปรับปรุงโครงข่ายของตน ในส่วนของผู้พัฒนา product และแอพพลิเคชั่นก็สามารถที่จะสร้างโอกาสทางธุรกิจได้ โดยศึกษาความต้องการของตลาด เพื่อคิดค้นออกแบบพัฒนา product หรือแอพพลิเคชั่นที่รองรับกับ IPv6 ซึ่งเหล่านี้ควรมีการเตรียมพร้อมไว้ล่วงหน้า เพราะเมื่อถึงเวลาที่ IPv4 หมดลงจริงๆ ผู้ที่พร้อมมากกว่าจะเป็นผู้ได้เปรียบ นอกจากนี้ความเร็วในการเข้ามาและการเตรียมความพร้อมที่ดีจะเป็นการเพิ่มโอกาสทางการแข่งขันทางธุรกิจอีกด้วย

Internet Protocol (IPv4)

1.บทนำ

โปรโตคอล  เป็นชุดของกฎกติกาในรูปแบบของซอฟต์แวร์ที่ใช้ควบคุมดูแลการทำงาน  เพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารและสถานะระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หรือชุดอุปกรณ์เครือข่ายผ่านทางสายสัญญาณที่เชื่อมต่อกันโดยตรงหรือผ่านทางเครือข่ายโปรโตคอล  โปรโตคอลระบบเครือข่ายมีไว้เพื่อควบคุมดูแลการทำงานตั้งแต่ระดับ  Application  ลงมาจนถึงอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่าย  โปรโตคอลที่รู้จักกันแพร่หลาย  เช่น  อินเตอร์เน็ต  โปรโตคอล  หรือ  IP  ซึ่งใช้เป็นรูปแบบมาตรฐานในการส่ง   ข้อมูลต่างๆในอินเตอร์เน็ต  โดยมีหมายเลขไอพี  หรือไอพีแอดเดรสเฉพาะตัว  โดยไอพีแอดเดรสมีไว้เพื่อให้ผู้ส่งรู้ว่าเครื่องของผู้รับคือใคร  และผู้รับสามารถรู้ได้ว่าผู้ส่งคือใคร  เนื่องจากในปัจจุบันมีการใช้ไอพีแอดเดรสในงานต่างๆ   และความต้องการไอพีแอดเดรสยังคงเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต   เพื่อที่จะรองรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ทันสมัยซึ่งจำเป็นต้องใช้ไอพีแอดเดรสในการติดต่อสื่อสารกัน  ความต้องการใช้งานไอพีแอดเดรสนั้น  ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ตามบ้านหรือหน่วยงานต่างๆเท่านั้น   แต่ปัจจุบันยังมีอุปกรณ์อื่นที่ต้องการใช้ไอพีแอดเดรส  เช่น   คอมพิวเตอร์แบบพกพา  อุปกรณ์สื่อสารในยุค 3G 

2. IP (Internet Protocol)

                IP เป็นโปรโตคอลในระดับเน็ตเวิร์คเลเยอร์ 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 เป็นระบบ 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

ตารางที่ 1 IP Address และจำนวนโฮสในแต่ละ Class (อนุกิต สาวแก้ว,2549)

                เราคำนวณจำนวนโฮสได้จาก 2n ดังนั้นสามารถกำหนดหมายเลข IP Addressให้โฮสได้ทั้งหมด 232 = 4,294,967,296 โฮส 

2.2 โครงสร้างของ IPv4

รูปที่ 1  IP Header (ศุภามน วาณิชย์ก่อกุล,2548)

เฮดเดอร์ของ IP โดยปกติจะมีขนาด 20 bytes ยกเว้นในกรณีที่มีการเพิ่ม option บางอย่าง ฟิลด์ของเฮดเดอร์ IP จะมีความหมายดังนี้

1.  Version : หมายเลขเวอร์ชันของโปรโตคอล ที่ใช้งานในปัจจุบันคือ เวอร์ชัน 4 (IPv4) และเวอร์ชัน 6 (IPv6)

2.  Header Length : ความยาวของเฮดเดอร์ โดยทั่วไปถ้าไม่มีส่วน option จะมีค่าเป็น 5 (5*32 bit)

3.  Type of Service (TOS) : ใช้เป็นข้อมูลสำหรับเราเตอร์ในการตัดสินใจเลือกการเราต์ข้อมูลในแต่ละดาต้าแกรม แต่ในปัจจุบันไม่ได้มีการนำไปใช้งานแล้ว

4.  Length : ความยาวทั้งหมดเป็นจำนวนไบต์ของดาต้าแกรม ซึ่งด้วยขนาด 16 บิตของฟิลด์ จะหมายถึงความยาวสูงสุดของดาต้าแกรม คือ 65535 byte (64k) แต่ในการส่งข้อมูลจริง ข้อมูลจะถูกแยกเป็นส่วนๆตามขนาดของ MTU ที่กำหนดในลิงค์เลเยอร์ และนำมารวมกันอีกครั้งเมื่อส่งถึงปลายทาง แอพพลิเคชั่นส่วนใหญ่จะมีขนาดของดาต้าแกรมไม่เกิน 512 byte

5.  Identification : เป็นหมายเลขของดาต้าแกรมในกรณีที่มีการแยกดาต้าแกรมเมื่อข้อมูลส่งถึงปลายทางจะนำข้อมูลที่มี identification เดียวกันมารวมกัน

6.  Flag : ใช้ในกรณีที่มีการแยกดาต้าแกรม

7.  Fragment offset : ใช้ในการกำหนดตำแหน่งข้อมูลในดาต้าแกรมที่มีการแยกส่วน เพื่อให้สามารถนำกลับมาเรียงต่อกันได้อย่างถูกต้อง

8.  Time to live (TTL) : กำหนดจำนวนครั้งที่มากที่สุดที่ดาต้าแกรมจะถูกส่งระหว่าง hop (การส่งผ่านข้อมูลระหว่างเน็ตเวิร์ค) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการส่งข้อมูลโดยไม่สิ้นสุด โดยเมื่อข้อมูลถูกส่งไป 1 hop จะทำการลดค่า TTL ลง 1 เมื่อค่าของTTL เป็น 0 และข้อมูลยังไม่ถึงปลายทาง ข้อมูลนั้นจะถูกยกเลิก และเราเตอร์สุดท้ายจะส่งข้อมูล ICMP แจ้งกลับมายังต้นทางว่าเกิด time out ในระหว่างการส่งข้อมูล

9.  Protocol : ระบุโปรโตคอลที่ส่งในดาต้าแกรม เช่น TCP ,UDP หรือ ICMP

10.    Header checksum : ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลในเฮดเดอร์

11.    Source IP address : หมายเลข IP ของผู้ส่งข้อมูล

12.    Destination IP address : หมายเลข IP ของผู้รับข้อมูล

13.    Data : ข้อมูลจากโปรโตคอลระดับบน

3. การเปลี่ยนจาก IPv4 ไปเป็น IPv6

                Version 4 ของ internet protocol หรือ IPv4 ได้ใช้งานมาเป็นเวลากว่า 25 ปี ซึ่งในขณะนี้จำนวนความต้องการในการใช้ internet connection ก็มีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ IPv6 คือ ทางเลือกใหม่ที่จะช่วยแก้ปัญหานี้ กลุ่มที่กำหนดคุณลักษณะของIpv6 คือ IETF’s IPng และ NGtrans working group ซึ่งพวกเข้าได้พยายามหาวิธีการในการเปลี่ยนแปลงจาก IPv4 ไป IPv6 โดยที่ไม่มีผลกระทบอื่น ๆ ตามมเทคนิคการปรับเปลี่ยนจาก IPv4 สู่ IPv6 (Transition technology) มีอยู่ 3 หลัก

                3.1 Dual stacks

                3.2 Tunneling

                       - Manually Configured Tunnel

                       - Fully Automatic Tunnel (6 to4 Tunnel)

                3.3 Translation

3.1 Dual stacks

dual stack host สร้างขึ้นด้วย Ipv4 และ Ipv6 รวมอยู่ใน stack เดียวกันแต่ใช้เป็น protocol ร่วมกัน Host ที่ติดต่อกับ Ipv4 ก็ติดต่อด้วยข้างที่เป็น Ipv4 ส่วน Ipv6 ก็เช่นเดียวกัน เมื่อมีตัวเลือกให้เลือกทั้ง 2 อย่าง Host จึงจำเป็นที่จะเลือกว่าจะติดต่อด้วยProtocol ใด ซึ่งจะเพิ่มความสามารถให้กับระบบเครือข่ายมากยิ่งขึ้น

รูปที่ 2 แสดงการทำงานของ host ที่ใช้ dual stack (ธนชัย คงพูล,2547)

    • Dual stacks คือ การใช้งาน IPv4 และ IPv6 stack ควบคู่กันไป ภายในอุปกรณ์ตัวเดียวกัน

    • Dual stacks สามารถใช้ได้ทั้งที่ end host, server และอุปกรณ์เครือข่าย (network device) เช่น router

    • Dual stacks เป็นทางออกที่ง่ายที่สุดสำหรับเครือข่ายที่ต้องการเริ่มใช้งาน IPv6

    • Dual stacks ใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

    • Dual stacks เหมาะกับเครือข่ายติดต่อสองโหนด (node) ที่ใช้ Internet Protocol (IP) เวอร์ชั่นเดียวกัน

    • ต้องผ่านเครือข่ายกลางทางที่ใช้ IP Protocol คนละเวอร์ชั่น เช่น IPv4-IPv4 ผ่านเครือข่าย IPv6 หรือ IPv6-IPv6 ผ่านเครือข่าย IPv4

    • ในกรณีที่บางโหนดต้องการเปลี่ยนไปใช้ Protocol IPv6 แต่เครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่ด้วยไม่สนับสนุน IPv6 โหนดดังกล่าวสามารถใช้ Dual stacks เพื่อรองรับทั้ง IPv4และ IPv6

รูปที่ 3 แสดงการทำงานของ router ที่ใช้ dual stack (ธนชัย คงพูล,2547)

3.2 Tunneling

Tunneling เสนอวิธีการที่สะดวกในการจะติดต่อกับระบบเครือข่าย IPv6 ข้ามระบบเครือข่ายของ IPv4 ดังรูปที่ 3 ซึ่งได้แสดงวิธีการ packet encapsulation วิธีการนี้มีหลักการง่าย ๆ คือ เมื่อได้รับ packet IPv6 ก็เอา Header ของ IPv4 แปะเข้าไปแล้วก็ส่งผ่านไปยังท่อ(tunneling) เพื่อข้ามระบบเครือข่ายของ IPv4 เมื่อผ่านท่อนี้ไปได้แล้วก็แกะ Header ของIPv4 ออก ส่วนที่เหลือก็จะกลายเป็น packet IPv6

รูปที่ 4 แสดงแพกเก็ต IPv6 ซึ่งถูกแปลงเป็นแพกเก็ต IPv4 (ธนชัย คงพูล,2547)

รูปที่ 5 แสดงการทำ IPv6 packet encapsulation สำหรับ Tunneling (ธนชัย คงพูล,2547)

     • การทำ Tunnel สำหรับเครือข่าย IPv6 ต้องสร้างเส้นทางการติดต่อระหว่างเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 ผ่านเครือข่ายที่ใช้หมายเลข IPv6

     • โดยเกตเวย์ (Gateway) ของเครือข่ายของเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 จะทำหน้าที่ห่อหุ้มแพ็กเก็ต IPv6 ไว้ใน IPv4 ก่อนจะส่งไปในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่สนับสนุนการใช้หมายเลข IPv4 เท่านั้น

     • โดยระหว่างทางจะดูหมายเลขต้นทางและปลายทางที่อยู่ในส่วนหัวของแพ็กเก็ต IPv4 เท่านั้นจะไม่สนใจส่วนที่อยู่ภายใน

     • เมื่อส่งไปถึงปลายทาง เกตเวย์จะถอดแพ็กเก็ต IPv4 ออกให้เหลือแต่แพ็กเก็ต IPv6 แล้วส่งไปยังเครื่องที่ใช้หมายเลข IPv6 ต่อไปนี้

      ข้อเสีย คือ encapsulation ทำให้แพ็กเก็ตมีขนาดใหญ่ขึ้น เป็นผลให้เครือข่ายมีoverhead สูงขึ้น นอกจากนี้การทำ Tunnel จำเป็นต้องใช้ Dual stacks ที่ตัวเกตเวย์ทั้งสองด้านของอุโมงค์

    - Tunneling : Manually Configured Tunnel

เป็นเครื่องมือที่พยายามปรับแต่งการเชื่อมต่อของอุโมงค์ ระหว่างระบบเครือข่าย IPv6 เพียง

อย่างเดียว ข้ามระบบเครือข่ายของ IPv4 ด้วยมือ

รูปที่ 6 แสดงการทำ Manually Configured Tunnel (ธนชัย คงพูล,2547)

     • Manually Configured Tunnel เป็นวิธีที่นิยมกันมากสำหรับการใช้บริการเชื่อมต่อกันระหว่างเครื่องที่ใช้และติดตั้งหมายเลข IPv6 เพียงอย่างเดียว

     • โดยที่ต้องมีเกตเวย์ที่ติดตั้งและใช้งานแบบ Dual stacks ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นอุโมงค์เครือข่ายทางเข้าและทางออก

     • โดยแต่ละด้านจะต้องเก็บหมายเลขไอพีของอุโมงค์เครือข่ายของอีกด้านที่ต้องการเชื่อมต่อ

     • เชื่อมต่อ ซึ่งผู้ดูแลระบบจะต้องใส่หมายเลข IP address ของปลายทางอุโมงค์เข้าไปเอง

     • วิธีนี้จึงต้องการการดูแลสูง

     - Tunneling : Fully Automatic Tunnel (6to4 Tunnel)

เป็นเครื่องมือที่พยายามปรับแต่งการเชื่อมต่อของอุโมงค์ ระหว่างระบบเครือข่าย IPv6 เพียง

อย่างเดียว ข้ามระบบเครือข่ายของ IPv4 โดยอัตโนมัติ

รูปที่ 7 แสดงการทำ Fully Automatic Tunnel (ธนชัย คงพูล,2547)

     • ทำงานแบบ Fully Automatic มีขั้นตอนการทำงานเหมือนกัน Manually Configured Tunnel

     • แต่จะแตกต่างกันตรงที่ tunnel แต่ละด้านไม่ต้องเก็บหมายเลขไอพี ของเกตเวย์ปลายทางที่ต้องการเชื่อมต่อ

     • แต่ละเกตเวย์ จะตรวจสอบหมายเลขเครื่องปลายทางโดยพิจารณาจากหมายเลขปลายทางของแพ็กเก็ตที่ถูกห่อหุ้มอยู่

     • หนึ่งในการทำ Fully Automatic คือ วิธีที่เรียกว่า 6to4 Tunnel เครือข่ายที่เชื่อมต่อแบบ 6to4 Tunnel จะต้องกำหนดหมายเลข IPv6 Prefix พิเศษให้กับตัวเกตเวย์ทั้งสองฝั่งของ 6to4 Tunnel

     • Prefix นี้จะขึ้นต้อนด้วย 2002 และจะต้องมี IPv4 address ที่อยู่ในรูปเลขฐานสิบหกตามมา

     • เพราะฉะนั้น Prefix ต้องมีความยาวอย่างน้อย 48 บิต ตามรูปแบบ 2002:<IPv4 in hex>::/48 ตัวอย่างเช่น หาก IPv4 address ของเกตเวย์คือ 202.57.124.186 (แปลงเป็นเลขฐานสิบหกได้ CA39:7CBA) IPv6 address ของเกตเวย์อาจเป็น2002:CA39:7CBA::1/48 การกำหนด Prefix วิธีนี้จะทำให้ทราบหมายเลข IPv4ของเกตเวย์ปลายทางได้โดยอัตโนมัติ

3.3 Translation

รูปที่ 8 แสดงการใช้งาน Header Translation เมื่อเครือข่ายเปลี่ยนเป็น IPv6 แล้ว (ธนชัย คงพูล,2547)

รูปที่ 9 แสดงขั้นตอนการทำงานของ Header Translation (ธนชัย คงพูล,2547)

       • เทคนิคการทำ Translation เป็นวิธีที่ใช้กับการสื่อสารข้ามเครือข่าย เช่น โหนดจากเครือข่าย IPv4ต้องการคุยกับเซิร์ฟเวอร์ ในเครือข่าย IPv6 หรือ โหนดที่เป็น IPv6 ต้องการคุยกับเซิร์ฟเวอร์ ที่เป็น IPv4

       • หรือการทำ Translation คือการเปลี่ยนแปลงข้อมูลไปมาระหว่างข้อมูลในรูปแบบของ IPv4 และ IPv6

      • เป็นกรณีที่ต่างไปจากการใช้งาน Dual stacks และ Tunnel

       • การแปลงข้อมูลนี้สามารถทำได้หลายระดับ เช่น Network layer, Transport layer,หรือ Application layer

      • ไม่ว่าจะทำการแปลงข้อมูลที่ระดับไหน องค์ประกอบสำคัญที่จำเป็นคือส่วนที่ทำหน้าที่แปลงหมายเลข IP address หรือ Address translation ซึ่งการแปลงหมายเลขสามารถทำได้โดยการจัดเก็บคู่หมายเลข IPv4 และ IPv6 address ทุกคู่ในเครือข่าย เราเรียกวิธีนี้ว่า Stateful address translation หรือจะทำการแปลงแบบอัตโนมัติ ที่เรียกว่า Stateless address translator ก็ได้

4. การเปรียบเทียบโครงสร้างทางเทคนิค IPv4 และ IPv6

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบโครงสร้างทางเทคนิคของ  IPv4  และ  IPv6  (โชติพัชร์ ภรณวลัย,2549)

5. การประยุกต์ใช้งาน IPv4

                หลักการของการติดต่อสื่อสารในรูปแบบอินเตอร์เน็ต คือ ทั้ง Internet ข้อมูล (data) ภาพ และ เสียง จะถูกจัดให้อยู่ในรูปแบบเดียวกัน คือรูปแบบอินเตอร์เน็ต (Internet Protocol: IP) ทำให้สามารถส่งข้อมูล data ต่างๆ ทุกประเภทไปพร้อมๆ กับการส่งข้อมูลภาพ และเสียงได้ และสามารถกระจายสัญญาณสู่ผู้ใช้งานได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านโครงข่ายการกระจายสัญญาณแบบเดิมๆ การติดต่อสื่อสารในรูปแบบอินเตอร์เน็ตนี้มีรูปแบบการให้บริการเป็นการติดต่อสื่อสารแบบ 2 ทาง (Two-way communication)  การใช้งานในรูปแบบของ IP มีตัวอย่างการให้บริการดังนี้

5.1 การกระจายสัญญาณวิทยุ-โทรทัศน์ (Radio and television Broadcasting)

Video On Demand Application นอกจากการรับชมโทรทัศน์ปกติ (แบบ Broadcast) แล้ว ยังสามารถเลือกรับรายการที่ต้องการชมมาเก็บเอาไว้ใน hard drive แล้วชมในภายหลัง (ใช้การกระจายสัญญาณแบบ Multicast) หรือ เลือกรายการที่ต้องการไว้ล่วงหน้า (ใช้การกระจายสัญญาณแบบ Unicast Mode) ตัวอย่างคือ เพ็กเกตการให้บริการวีดิโอ ให้กับแต่ละตำบล หรือ หมู่บ้าน

รูปที่  10  การทำงานของ Video On Demand Application (วิชาการ.คอม)

5.2 ระบบโทรศัพท์ผ่าน IP (Voice Over Internet Protocol :VOIP)

VoIP-Voice Over IP หรือที่เรียกกันว่า “VoIP Gateway” หมายถึง การส่งเสียงบนเครือข่ายไอพี เป็นระบบที่แปลงสัญญาณเสียงในรูปของสัญญาณไฟฟ้ามาเปลี่ยนเป็นสัญญาณดิจิตอล คือ นำข้อมูลเสียงมาบีบอัดและบรรจุลงเป็นแพ็กเก็ต ไอพี (IP) แล้วส่งไปโดยมีเราเตอร์ (Router) ที่เป็นตัวรับสัญญาณแพ็กเก็ต และแก้ปัญหาบางอย่างให้ เช่น การบีบอัดสัญญาณเสียง ให้มีขนาดเล็กลง การแก้ปัญหาเมื่อมีบางแพ็กเก็ตสูญหาย หรือได้มาล่าช้า (delay)

การสื่อสารผ่านทางเครือข่ายไอพีต้องมีเราเตอร์ (Router) ที่ทำหน้าที่พิเศษเพื่อประกันคุณภาพช่องสัญญาณไอพีนี้ เพื่อให้ข้อมูลไปถึง ปลายทางหรือกลับมาได้อย่างถูกต้อง และอาจมีการให้สิทธิพิเศษก่อนแพ็กเก็ตไอพีอื่น (Quality of Service : QoS) เพื่อการให้บริการที่ทำให้เสียงมีคุณภาพ

รูปที่  11  การทำงานของ VOIP (วิชาการ.คอม)

นอกจากนั้น Voice over IP (VoIP) ยังเป็นการส่งข้อมูลเสียงแบบ 2 ทางบนระบบเครือข่ายแบบ packet-switched IP network. ซึ่งข้อมูลนี้จะถูกส่งผ่านเครือข่ายอินเตอร์เน็ตสาธารณะ เพื่อสื่อสารระหว่าง VoIP ด้วยกัน โดยที่ยังคงความเป็นส่วนตัวไว้ได้  สำหรับการใช้งานเทคโนโลยี VoIP นั้น จริงๆ แล้วทุกๆ องค์กรสามารถนำเทคโนโลยีนี้มาประยุกต์ใช้งานได้ แต่สำหรับกลุ่มเป้าหมายที่ตรงและน่าจะได้รับประโยชน์จากการนำเทคโนโลยี VoIP มาประยุกต์ใช้งานมากที่สุด ได้แก่... กลุ่มธุรกิจขนาดย่อม หรือ SME (Small/Medium Enterprise) รวมถึงกลุ่ม ISP (Internet Service Provider) ต่างๆ สำหรับกลุ่มธุรกิจ SME อาจจะต้องเป็นกลุ่มที่มีระบบเครือข่ายข้อมูลของตนเองอยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นเครือข่าย Leased Line, Frame Relay, ISDN หรือแม้กระทั่งเครือข่าย E1/T1 ก็ตาม รวมถึงมีระบบตู้สาขาโทรศัพท์ในการใช้งานด้วย การนำเทคโนโลยี VoIP มาใช้งานนั้นจะทำให้องค์กรลดค่าใช้จ่ายในการใช้งานการสื่อสารสัญญาณเสียงไปได้อย่างมาก และเนื่องด้วยในปัจจุบันการขยายตัวของระบบเครือข่ายสัญญาณข้อมูล หรือ Data Network มีอัตราการเติบโตที่รวดเร็วกว่าการขยายตัวของเครือข่ายสัญญาณเสียงค่อนข้างมาก จึงทำให้มีการนำเทคโนโลยีที่สามารถนำสัญญาณเสียงเหล่านั้นมารวมอยู่บนระบบเครือข่ายของสัญญาณข้อมูลและมีการรับ-ส่งสัญญาณทั้งคู่ได้ในเวลาเดียวกัน เพื่อเป็นการสะดวกและประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ว่าจะเป็นค่าโทรศัพท์ทางไกลต่างจังหวัด หรือรวมถึงค่าโทรศัพท์ทางไกลต่างประเทศด้วยถ้าหากองค์กรนั้นมีสาขาอยู่ในต่างประเทศด้วย   สำหรับกลุ่มธุรกิจ ISP นั้นสามารถที่จะนำเทคโนโลยี VoIP นี้มาประยุกต์ใช้งานเพื่อเป็นการเพิ่มโอกาสในธุรกิจของตนเองมากยิ่งขึ้น โดยทาง ISP ต่างๆ นั้นสามารถให้บริการ VoIP เพื่อเป็นบริการเสริมเพิ่มเติมขึ้นมาจากการให้บริการระบบเครือข่าย Internet แบบปกติธรรมดา หรือที่เราเรียกว่า Value Added Services ซึ่งถือว่าเป็นการสร้างความแตกต่างและเพิ่มทางเลือกในการให้บริการกับกลุ่มลูกค้าด้วย

5.3 การให้บริการด้านอินเตอร์เน็ต

การให้บริการด้านอินเตอร์เน็ตความเร็วสูง สามารถให้บริการได้ไม่จำกัดระยะทาง (เมื่อเทียบกับ ADSL ที่ความเร็วของอินเตอร์เน็ตที่สามารถให้บริการจะขึ้นอยู่กับระยะทางที่ห่างจากชุมสาย (HUB) และการติดต่อสื่อสารในรูปแบบ IP นี้ยังทำให้ผู้ใช้งานสามารถรับบริการอินเตอร์เน็ตตามบ้านเรือนได้โดยตรง  

5.4 การให้บริการแบบ Triple Play: Video Voice และ Data

                เป็นความสามารถของการใช้ส่งข้อมูลแบบ IP สามารถใช้งานพร้อมๆ กัน ระหว่าง

                1. Internet มีการใช้งานในรูปแบบอินเตอร์เน็ตที่มีความเร็วสูงสามารถส่งข้อมูลได้หลายประเภทบนเครือข่ายไม่ว่าจะเป็นภาพ  เสียง เป็นต้น

                2. โทรศัพท์  เป็นการพัฒนาการส่งสัญญาณเสียงในรูปแบบ Analog ในรูปแบบ Digital ซึ่งสามารถส่งข้อมูลในรูปแบบของ IP บนเครือข่าย Internet ได้ซึ่งสามารถนำมาใช้ได้กับโทรศัพท์ที่มองเห็นภาพผู้โทรมาได้

                3. โทรทัศน์(ภาพ) การปรับปรุงโทรทัศน์ที่ใช้กันอยู่ตามบ้านกลายมาเป็น TV รองรับบริการที่หลากหลายบนโครงข่าย IP Network

5.5 การประชุมทางไกล (Video Teleconference)

     Video Teloconference หรือการประชุมทางไกล ถูกออกแบบมาเพื่อให้คนหรือกลุ่มคน ซึ่งอยู่กันคน ละสถานที่สามารถติดต่อกันได้ทั้งภาพและเสียง โดยผ่านทางจอภาพซึ่งอาจเป็นคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ ผู้ชมที่ฝั่งหนึ่งจะเห็นภาพของ อีกฝั่งหนึ่งปรากฏอยู่บนจอโทรทัศน์ของตัวเองและ ภาพของตัวเองก็จะไปปรากฏยังโทร ทัศน์ของฝั่งตรงข้ามเช่นเดียวกัน คุณภาพของภาพและเสียงที่ได้จะขึ้นอยู่กับความเร็ว ของช่องทางสื่อสารที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างทั้งสองฝั่ง อุปกรณ์ที่ต้องมีในระบบประชุมทางไกลนี้ ก็ได้แก่ จอโทรทัศน์หรือคอมพิวเตอร์, ลำโพง, ไมโครโฟน, กล้อง และอุปกรณ์ Codec ซึ่งเป็นตัวเข้ารหัสสัญญาณภาพและเสียงที่ได้จากกล้อง และไมโครโฟน ส่งผ่านเส้นทางสื่อสารไปยังอีกฝั่งหนึ่ง และรวมไปถึงการถอดรหัสสัญญาณที่ได้รับมาอีกฝั่งให้กลับเป็นสัญญาณภาพและ เสียงแสดงบนจอและลำโพงนั่นเอง เส้นทางสื่อสารขนาด 384 Kbps ขึ้นไปก็สามารถให้คุณภาพภาพในระดับที่ยอมรับได้ โดยอาจใช้ผ่านทางเครือข่าย ISDN หรือ ATM เป็นต้น ข้อดีของการประชุมทางไกลคือ สามารถให้ความสะดวกในการติดต่อสื่อสาร กัน ไม่จำเป็นต้องเดินทางไปถึงอีกฝั่งหนึ่ง ซึ่งจะประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย และ ยังช่วยแก้ปัญหาจราจรด้วย

รูปที่  12  Video Teleconference-การประชุมทางไกล (วิชาการ.คอม)

5.6  การศึกษาทางไกล (Tele-Education)

      Tele-Education หมายถึงการเรียนการสอนโดยที่ผู้เรียนและผู้สอนอยู่คนละสถานที่ มีการใช้สื่อทางอิเล็กโทรนิกส์เป็นตัวช่วยในการสอน เทคโนโลยีที่ใช้ในการเรียนการสอน ทางไกล เช่น การเรียนการสอนผ่านระบบการประชุมทางไกล(Teleconference) ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายกับการทำ Video Teleconference คือ ผู้เรียนและผู้สอนสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ผ่านทางภาพจากจอโทรทัศน์และเสียง ใช้ความสามารถทางเทคโนโลยีส่งภาพและเสียงแทนที่จะต้องเดินทางไปยังสถานที่นั้นจริง ๆ นักเรียนในห้องเรียนที่ห่างไกลไม่เพียงแต่ได้ยินเสียงเท่านั้น แต่สามารถเห็นอากัปกิริยาของผู้สอน เช่น การแสดงออกที่หน้าตา การเคลื่อนไหวของริมฝีปาก ตลอดจนภาษาร่างกาย (Body language) ซึ่งมีความสำคัญในบางวิชา เป็นต้น อีกเทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้ในการเรียนการสอนทางไกลก็คือการเรียนการสอนทางไกลผ่าน เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่ง ได้แก่ การศึกษาจากอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลความรู้ขนาดมหาศาล เปรียบเสมือนเป็นห้องสมุดขนาดมหึมาที่เก็บข้อมูลที่ทั้งมากและทันสมัย นอกจากนั้นยังสามารถมีระบบ“ศึกษาเมื่อต้องการา ซึ่งใช้ระบบเดียวกับระบบวิดีโอตามสั่ง (VOD) โดยการเลือกบทเรียนวิดีโอจากคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็น Video Server ได้ ทำให้นักศึกษา สามารถทบทวนบทเรียนได้ทุกเวลาด้วยตนเองตามความต้องการ

ข้อดีของการศึกษาทางไกลคือ ทำให้เกิดความเสมอภาคทางการศึกษาโดยเฉพาะในเขตชุมชนที่ห่างไกล ลดปัญหาการ ขาดแคลนครูอาจารย์ ผู้เชี่ยวชาญในบางสาขาวิชา อีกทั้งยังช่วยให้มีคุณภาพและมาตร ฐานการเรียนการสอนที่ดีขึ้นด้วย

6. แนวโน้มในอนาคต

                การใช้งานระบบเครือข่ายในปัจจุบันนั้นจะมีการใช้ Protocol ที่เป็นมาตรฐานในการติดต่อสื่อสารระหว่างกันซึ่ง IP ( Internet Protocol ) ก็เป็น Protocol ที่ถูกใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากในปัจจุบัน IP เป็น Protocol ที่เกิดขึ้นมาพร้อมกับระบบ Internet  การใช้ IP Protocol ในเริ่มแรกนั้นเริ่มมีการใช้จาก IPv4 ซึ่งสามารถรองรับความต้องการของ IP ทั้งหมดได้ถึง 4,200 ล้านไอพี แต่อย่างไรก็ตามจำนวน IP ที่ IPv4 รองรับได้นั้นคงไม่เพียงพอกับความต้องการของระบบเครือข่ายภายในอนาคต ในปัจจุบันจึงได้มีการพัฒนา IPv6 ขึ้นมาเพื่อรองรับความต้องการของระบบเครือข่ายที่จะเพิ่มขึ้นในอนาคตถึงแม้ว่าในปัจจุบันระบบ IP Protocol จะยังมีการใช้ IPv6 ในบริเวณบางส่วนเท่านั้นแต่แนวโน้มที่จะมีการเปลี่ยน IPv4 มาเป็น IPv6 นั้นมากขึ้นภายในอนาคตซึ่งการพัฒนาของ IP Protocol คงมีการพัฒนาเป็น Version อื่นขึ้นมาอีกเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ในการสื่อสารข้อมูลระหว่างกัน

แหล่งอ้างอิง

chrome://newtabhttp//www.nattapon.com/2011/07/what-is-ipv4-ipv6/ 

http://supaporn1263.blogspot.com/2012/07/ipv4-ipv6-127.html

IPv6 คืออะไร

เรียนรู้เกี่ยวกับ IPv6

IPv6 คือคำย่อของ ""Internet Protocol Version 6" IPv6 คือโปรโตคอลรุ่นล่าสุดของอินเตอร์เน็ต ออกแบบมาเพื่อแทนที่โปรโตคอลอินเตอร์เน็ตปัจจุบัน ซึ่งเป็น IP เวอร์ชั่น 4

เพื่อให้สามารถสื่อสารกับผ่านทางอินเตอร์เน็ตได้ คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่นๆ จะต้องมีที่อยู่ของผู้ส่งและผู้รับ ที่อยู่ที่เป็นตัวเลขเหล่านี้รู้จักกันในนามของที่อยู่โปรโตคอลอินเตอร์เน็ต ในขณะที่อินเตอร์เน็ตและจำนวนผู้ใช้งานเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ความต้องการสำหรับที่อยู่ IP ก็เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

IPv6 คือมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นโดย Internet Engineering Task Force ซึ่งเป็นองค์กรที่พัฒนาเทคโนโลยีอินเตอร์เน็ตต่างๆ IETF ได้เตรียมรับมือกับความต้องการที่อยู่ IP ที่เพิ่มขึ้น จึงได้สร้าง IPv6 เพื่อปรับตัวให้เข้ากับจำนวนผู้ใช้และอุปกรณ์ที่เข้าถึงอินเตอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้น 

IPv6 ทำให้ผู้ใช้และอุปกรณ์จำนวนมากขึ้นสามารถสื่อสารกันบนอินเตอร์เน็ตได้ด้วยการใช้ตัวเลขที่มากขึ้นเพื่อสร้างที่อยู่ IP ภายใต้ IPv4 ทุกๆ ที่อยู่ IP จะยาวเท่ากับ 32 บิต ซึ่งทำให้ได้ที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน 4.3 พันล้านที่อยู่ ตัวอย่างของที่อยู่ IPv4 คือ:

172.16.254.1

เมื่อเปรียบเทียบกัน ที่อยู่ IPv6 จะเท่ากับ 128 บิต ซึ่งจะทำให้ได้ที่อยู่ IP โดยประมาณถึงสามร้อยสี่สิบล้านล้านล้านล้านที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน ตัวอย่างของที่อยู่ IPv6 คือ:

2001:db8:ffff:1:201:02ff:fe03:0405

IPv6 ให้ความได้เปรียบด้านเครือข่ายอื่นๆ ส่วนใหญ่แล้ว คอมพิวเตอร์และแอปพลิเคชั่นจะตรวจหาและใช้ประโยชน์เครือข่ายและบริการที่เปิดใช้งาน IPv6 โดยที่ผู้ใช้ไม่ต้องทำอะไรเลย IPv6 ยังช่วยบรรเทาปัญหาเครือข่ายอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากจำนวนที่จำกัดของที่อยู่ที่มีให้บน IPv4 ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น IPv6 จะลดความจำเป็นในการแปลที่อยู่เครือข่าย ซึ่งเป็นบริการที่ทำให้ลูกข่ายหลายเครื่องแชร์ที่อยู่ IP เดียว แต่ก็เชื่อถือไม่ได้เสมอไป

·         เพื่อทดสอบการเชื่อมต่อของ IPv6 ของคุณ คุณสามารถไปที่ ทดสอบ IPv6 ของคุณ

ข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้ผลิตโดย Apple หรือเว็บไซต์อิสระที่ไม่ได้ควบคุมหรือทดสอบโดย Apple มีให้โดยไม่มีคำแนะนำหรือการรับรองใดๆ Apple ไม่ขอรับผิดชอบในส่วนที่เกี่ยวกับการเลือก ประสิทธิภาพ หรือการใช้งานเว็บไซต์หรือผลิตภัณฑ์ของบริษัทอื่น Apple ไม่รับรองความถูกต้องหรือความน่าเชื่อถือของเว็บไซต์ของบริษัทอื่น ความเสี่ยงต่างๆ ในการใช้งานอินเทอร์เน็ตถือเป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นได้ ติดต่อผู้จำหน่ายสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ชื่อบริษัทและชื่อผลิตภัณฑ์อื่นอาจเป็นเครื่องหมายการค้าของเจ้าของแต่ละราย