IPv6: Address Structure, Address Space, and Header | IPv6 एड्रेस संरचना और हेडर फॉर्मेट

IPv6 एड्रेस संरचना, एड्रेस स्पेस और हेडर फॉर्मेट

परिचय (Introduction)

इंटरनेट के निरंतर विस्तार और डिवाइसों की बढ़ती संख्या के कारण IPv4 एड्रेस समाप्त होने लगे। इस समस्या के समाधान के लिए Internet Protocol version 6 (IPv6) विकसित किया गया। IPv6 आधुनिक नेटवर्किंग का आधार है जो बेहतर सुरक्षा, स्केलेबिलिटी और प्रदर्शन प्रदान करता है।

IPv6 क्या है?

IPv6 (Internet Protocol version 6) इंटरनेट प्रोटोकॉल का नवीनतम संस्करण है, जिसे IPv4 की सीमाओं को समाप्त करने के लिए बनाया गया है। यह 128-बिट एड्रेसिंग प्रणाली का उपयोग करता है, जिससे लगभग असीमित IP एड्रेस संभव हो जाते हैं।

IPv6 की प्रमुख विशेषताएँ

128-बिट एड्रेस लंबाई (IPv4 की तुलना में 32-बिट)।
लगभग 3.4 × 10³⁸ यूनिक एड्रेस।
सुरक्षा के लिए IPsec का अनिवार्य समर्थन।
सरल और कुशल हेडर संरचना।
Auto-configuration और Multicasting का समर्थन।
NAT की आवश्यकता नहीं।

IPv6 एड्रेस संरचना (IPv6 Address Structure)

IPv6 एड्रेस 128 बिट लंबा होता है और इसे 16-बिट के 8 समूहों में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक समूह को हेक्साडेसिमल फॉर्म में लिखा जाता है और उनके बीच ‘:’ का उपयोग किया जाता है।

उदाहरण:

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

संक्षिप्त लेखन (Shortened Notation)

Leading zeros हटाए जा सकते हैं: 2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329
लगातार शून्य समूहों को “::” से दर्शाया जा सकता है: 2001:db8::ff00:42:8329

IPv6 एड्रेस के प्रकार (Types of IPv6 Addresses)

Unicast: एक डिवाइस के लिए यूनिक एड्रेस।
Multicast: एक समूह के लिए एक ही एड्रेस (एक से अनेक)।
Anycast: एक समूह में सबसे नजदीकी डिवाइस तक पैकेट पहुंचाने के लिए।

Unicast के उप-प्रकार

Global Unicast: इंटरनेट पर उपयोग किए जाने वाले पब्लिक एड्रेस।
Link-Local: लोकल नेटवर्क संचार के लिए।
Unique Local: प्राइवेट नेटवर्क एड्रेसिंग के लिए।

IPv6 एड्रेस स्पेस (Address Space)

IPv6 में कुल 2¹²⁸ एड्रेस होते हैं, जो लगभग 3.4 × 10³⁸ एड्रेस प्रदान करते हैं। यह इतनी बड़ी संख्या है कि हर ग्रह पर अरबों IP एड्रेस वितरित किए जा सकते हैं।

Address Range Distribution

Address Type	Prefix	Usage
Unspecified	::/128	कोई एड्रेस नहीं दर्शाता।
Loopback	::1/128	स्वयं की टेस्टिंग के लिए।
Link-local	FE80::/10	लोकल नेटवर्क संचार के लिए।
Unique Local	FC00::/7	प्राइवेट नेटवर्क्स के लिए।
Multicast	FF00::/8	ग्रुप कम्युनिकेशन के लिए।
Global Unicast	2000::/3	इंटरनेट पब्लिक रेंज।

IPv6 हेडर संरचना (IPv6 Header Format)

IPv6 हेडर IPv4 की तुलना में अधिक सरल है। IPv4 में 12 फील्ड्स थे, जबकि IPv6 में केवल 8 प्रमुख फील्ड्स हैं।

IPv6 Header Fields

Field	Size (Bits)	Description
Version	4	IP संस्करण को दर्शाता है (6)।
Traffic Class	8	QoS के लिए प्राथमिकता जानकारी।
Flow Label	20	रियल-टाइम एप्लिकेशन के लिए फ्लो आइडेंटिफायर।
Payload Length	16	डेटा का आकार।
Next Header	8	अगले प्रोटोकॉल (TCP/UDP) को दर्शाता है।
Hop Limit	8	TTL के समान, पैकेट की अधिकतम हॉप्स संख्या।
Source Address	128	पैकेट भेजने वाले का एड्रेस।
Destination Address	128	पैकेट के गंतव्य का एड्रेस।

IPv6 में अतिरिक्त हेडर (Extension Headers)

IPv6 में वैकल्पिक हेडर्स को अलग-अलग एक्सटेंशन हेडर्स में विभाजित किया गया है ताकि बेस हेडर छोटा और तेज़ हो।

Hop-by-Hop Options Header
Routing Header
Fragment Header
Authentication Header (AH)
Encapsulating Security Payload (ESP)
Destination Options Header

IPv6 के लाभ (Advantages of IPv6)

असीमित एड्रेस स्पेस।
बेहतर सुरक्षा (IPsec बिल्ट-इन)।
Header प्रोसेसिंग में सरलता।
Auto Configuration (SLAAC) सुविधा।
Multicast और Anycast सपोर्ट।
QoS के लिए बेहतर समर्थन।

IPv4 बनाम IPv6 (Comparison)

विशेषता	IPv4	IPv6
Address Length	32-bit	128-bit
Address Format	Decimal (e.g., 192.168.1.1)	Hexadecimal (e.g., 2001:db8::1)
Header Fields	12	8
Security	Optional IPsec	Mandatory IPsec
Address Space	~4.3 billion	3.4×10³⁸
NAT Requirement	Yes	No
Configuration	Manual or DHCP	Auto (SLAAC)

IPv6 एड्रेस ऑटो कॉन्फ़िगरेशन

IPv6 SLAAC (Stateless Address Auto Configuration) का उपयोग करता है। इससे कोई डिवाइस स्वयं अपना एड्रेस जेनरेट कर सकता है, बिना DHCP सर्वर की आवश्यकता के।

IPv6 और Wireless Networks

Wireless और Mobile Computing में IPv6 का उपयोग मोबाइल डिवाइसों के लिए आवश्यक है क्योंकि यह बड़े पैमाने पर डिवाइस कनेक्टिविटी, IoT और क्लाउड नेटवर्किंग को सपोर्ट करता है।

निष्कर्ष (Conclusion)

IPv6 आधुनिक इंटरनेट का भविष्य है। यह न केवल IPv4 की सीमाओं को समाप्त करता है बल्कि नेटवर्क प्रदर्शन, सुरक्षा और ऑटोमैशन में नई संभावनाएँ खोलता है। Wireless और Mobile Computing में IPv6 का ज्ञान नेटवर्क इंजीनियरिंग और डेटा साइंस के छात्रों के लिए अनिवार्य है।

IPv6: Address Structure, Address Space, and Header

Introduction

IPv6 (Internet Protocol version 6) is the successor to IPv4, developed to overcome the shortage of IP addresses and introduce enhanced performance, scalability, and security features. It uses a 128-bit addressing system that supports a massive address space.

Features of IPv6

128-bit address length.
3.4×10³⁸ possible unique addresses.
Integrated IPsec security.
Auto-configuration support (SLAAC).
No need for NAT.
Simplified header for faster routing.

IPv6 Address Format

An IPv6 address consists of 8 groups of 16-bit hexadecimal values separated by colons (:). Example:

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

Leading zeros may be omitted and consecutive zero groups replaced with ‘::’ once per address.

Types of IPv6 Addresses

Unicast: Identifies a single network interface.
Multicast: Identifies a group of interfaces.
Anycast: Routes to the nearest interface in a group.

Address Space and Ranges

IPv6 provides 2¹²⁸ addresses, enabling practically infinite allocation. Key ranges include:

Address Type	Prefix	Description
Unspecified	::/128	No specific address.
Loopback	::1/128	Used for self-test.
Link-Local	FE80::/10	Used for local communication.
Unique Local	FC00::/7	Private addressing.
Multicast	FF00::/8	Group communication.
Global Unicast	2000::/3	Internet routable.

IPv6 Header Format

IPv6 has a simplified fixed-length 40-byte header with only 8 main fields, reducing router processing time.

Header Fields

Version: Identifies protocol version (6).
Traffic Class: Priority control for QoS.
Flow Label: Used for packet flow identification.
Payload Length: Indicates data length.
Next Header: Identifies upper-layer protocol.
Hop Limit: Prevents packet looping.
Source Address: Sender’s IPv6 address.
Destination Address: Receiver’s IPv6 address.

Extension Headers

Optional headers allow flexibility without overloading the main header. Examples include:

Routing Header
Fragment Header
Authentication Header (AH)
Encapsulating Security Payload (ESP)

IPv6 vs IPv4 Comparison

Feature	IPv4	IPv6
Address Length	32-bit	128-bit
Address Space	4.3 billion	3.4×10³⁸
Security	Optional	Integrated IPsec
Configuration	Manual/DHCP	Auto (SLAAC)
Header Size	Variable	Fixed 40 bytes

IPv6 in Wireless and Mobile Computing

IPv6 provides seamless mobility support, efficient handovers, and massive IoT scalability — crucial for modern 5G and wireless networks.

Conclusion

IPv6 is the foundation of next-generation Internet architecture. Its vast address space, enhanced security, and simplicity make it essential for modern Wireless and Mobile Computing and Data Science applications.