IP คืออะไร

IP Address (Internet Protocol Address) คือ หมายเลขประจำเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในระบบเครือข่ายที่ใช้ Protocol แบบ TCP/IP สามารถบอกได้ว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งอยู่ที่ไหน ซึ่งสามารถระบุได้ผ่าน IP Address และแน่นอนว่าเลข IP ของแต่ละเครื่องนั้นไม่เหมือนกัน เพราะถ้าซ้ำการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายก็อาจจะงงได้ว่าต้องส่งข้อมูลไปที่ไหนที่เราใช้ในปัจจุบันนั้นจะเป็นชนิดที่เรียกว่า IPv4(IP Version 4) 32 Bits ซึ่งไม่เพียงพอต่อการใช้งาน จึงมีการพัฒนาเป็น IPv6(IP Version 6) 128 Bits เพื่อรองรับอุปกรณ์และเทคโนโลยีใหม่ๆที่ต้องใช้ IP Address ในการติดต่อสื่อสาร

IPv4 กับ IPv6 คืออะไร แตกต่างกันอย่างไร ?

นอกจากนี้ IP Address ยังแบ่งออกเป็นอีกหลายเวอร์ชัน แต่ละเวอร์ชันจะมีหน้าตาที่แตกต่างกัน ซึ่งมี 2 แบบหลัก ๆ ที่ใช้ประจำ ได้แก่ คือ IPv4 และ IPv6

1. IPv4 : มีลักษณะเป็นตัวเลข 4 กลุ่มที่คั่นด้วยเครื่องหมายจุด เช่น 192.168.1.1, 180.183.244.200 ส่วนใหญ่เลข IP แต่ละกลุ่มมักมีไม่เกิน 3 หลัก แต่ละกลุ่มเกิดจากการรวมตัวเลขฐาน 2 จนกลายเป็นข้อมูล 1 Byte ฉะนั้น เลข IP จึงเป็นข้อมูล 4 Bytes = 32 Bits สามารถรองรับ IP-Address ได้ประมาณ 4.3*10⁹
2. IPv6 : ส่วนเลข IP  ประเภท IPv6 เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1999 (พ.ศ. 2542) มีลักษณะที่ต่างจาก IPv4 อย่างชัดเจน ประกอบไปด้วยตัวเลขและตัวอักษรแบ่งออกเป็น 8 กลุ่ม คั่นด้วยเครื่องหมายโคลอน (:) เกิดจากการรวมตัวของเลขฐาน 16 จึงเป็นข้อมูล 128 Bits  สามารถรองรับ IP-Address ได้ประมาณ 340*10 ³⁶

รูปแบบของ IPv4

IP Address แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือ

• Network ID คือ หมายเลข IP สำหรับเครือข่าย จะถูกตั้งด้วย Router, Switch หรือ อุปกรณ์ที่สามาถ Manage ได้ Network ID เป็นเลขประจำเครื่องคอมพิวเตอร์ในวง Network เดียวกัน หรือ VLAN (Virtual LAN คือ การแยกการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นส่วนๆ เป็นการแบ่งกลุ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางออกเป็นกลุ่มย่อยๆ คืออยู่ LAN เดียวกัน แต่สามารถสื่อสารกันได้เฉพาะเครื่องในกลุ่มของตนที่อยู่ภายใน VLAN เดียวกันเท่านั้น) ยกตัวอย่าง
• Host ID คือ หมายเลข IP ประจำเครื่องในระบบเครือข่าย เพราะในเครือข่ายใด ๆ อาจมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่มากมาย ในเครือข่ายที่อยู่คนละระบบ อาจมีเลข Host ID ซ้ำกันก็ได้ แต่เมื่อรวมกับเลขหมาย Network แล้วจะเป็น IP Address ที่ไม่ซ้ำกันเลย

Public IP กับ Private IP คืออะไร

• Public IP :(หมายเลขไอพีสาธารณะ) : คือ IP Address ที่สามารถเชื่อมต่อ และใช้งานอินเทอร์เน็ตได้ โดย Public IP แบ่งออกเป็น 2 แบบย่อย คือ
  • Static IP: เลข IP ที่ถูกกำหนด (Fix) มาจากผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต โดยเลข IP ประเภทนี้ใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของบริษัทหรือธุรกิจใด ๆ
  • Dynamic IP: เลข IP  ที่เปลี่ยนแปลงตามการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตในแต่ละครั้ง โดยเลข IP  สำหรับผู้ใช้งานทั่วไปก็คือ Dynamic IP นั่นเอง
• Private IP (หมายเลขไอพีส่วนตัว): คือเลข IP ที่ถูกตั้งขึ้นมาเพื่อใช้งานกับอุปกรณ์ภายในองค์กร เกิดจากการตั้งค่าเราเตอร์ส่วนกลางที่มี Public IP อยู่แล้ว แล้วกระจายเลข IP ที่ตั้งเป็น Private IP เอาไว้ ซึ่งเลข IP แบบ Private IP มักจะมีตัวเลขส่วนท้ายที่แตกต่างกัน แยกตามอุปกรณ์แต่ละเครื่อง

Network Address Translation (NAT)

NAT เป็นการแปลงหมายเลข IP แบบ Private IP ให้กลายเป็น Public IP เพื่อให้สามารถเข้าใช้งานอินเทอร์เน็ตได้ ซึ่งหมายเลขเหล่านี้จะเป็นหมายเลขแบบสุ่มที่ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต (ISP) จะเป็นผู้กำหนดเอาไว้ให้ อีกทั้งการทำ NAT ยังช่วยในการรักษาความปลอดภัยให้แก่เครือข่ายภายในอีกด้วย คือสามารถใช้การทำ NAT สำหรับการซ่อน IP Address ของเครือข่ายแต่ละส่วนไว้ได้อีกด้วย  ตัวอย่าง Device  ของ NAT คือ Router ต่างๆ

• IPv4 ใช้ NAT เพื่อเพิ่มจํานวนอุปกรณ์ที่สามารถเชื่อมต่อ Internet ลักษณะการเชื่อมต่อจะไม่เป็นแบบ End-to-End
• IPv6 สามารถประยุกต์ใช้การรักษาความปลอดภัยแบบ Host-to-Host ได้ทุก host สามารถทําหน้าที่เป็น Server ได้

IP Address ใน IPv4

เราสามารถแบ่ง Class ได้ดังนี้

• Class A มีตัวเลข 0.0.0.0 ถึง 127.255.255.255 เหมาะสำหรับองค์กรขนาดใหญ่ มีผู้ใช้งานจำนวนมาก สามารถกำหนดเลข IP Address ได้ถึง 16 ล้านหมายเลข
• Class B มีตัวเลข 128.0.0.0 ถึง 191.255.255.255 เหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง กำหนดเลข IP Address สำหรับผู้ใช้งานประมาณ 65,000 หมายเลข
• Class C มีตัวเลข 192.0.0.0 ถึง 223.255.255.255 เหมาะสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในเครื่องข่ายได้จำนวนหมายเลข 254 หมายเลข
• Class D มีตัวเลข 224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255 จะใช้ในเครือข่ายแบบ Multicast Addresses เท่านั้น
• Class E เป็น Class สำหรับอนาคต จึงยังไม่ได้กำหนดรูปแบบการใช้งาน (Reserved Addresses)

Subnet Mask คืออะไร

เป็นค่า Parameter ซึ่งใช้ระบุควบคู่กับเจ้าตัว IP Address โดย Subnet Mask มีหน้าที่แบ่งแยกส่วนของ IP Address ว่าส่วนไหนเป็น Network ID และ ส่วนไหนเป็น Host ID โดยจะสามารถสังเกตได้เพราะทุกครั้งเมื่อเรากำหนดหมายเลข IP Address ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายต้องกำหนด Subnet Mask ลงไปด้วยทุกครั้ง IP Address จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงอยู่ที่ Subnet Mask ที่เรากำหนดค่าไว้ให้ โดยมีการแบ่ง Class ดังนี้

Subnetting

เป็นการยืม Bit ของฝั่ง Host ID มาเพื่อแบ่ง Network ให้เป็น Network ย่อยๆ(คือการแบ่งเครือข่าย TCP/IP ออกเป็นชิ้นเล็กๆ) อาจเพื่อความปลอดภัยหรือเมื่อเครือข่ายมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะจัดการได้ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานต่ำลงอันเนื่องมาจากการรับส่งข้อมูลมากเกินไป ซึ่งวิธีนี้เป็นวิธีที่ทำให้ประสิทธิภาพมากขึ้นในการแก้ปัญหาความแออัดของเครือข่ายนี้ ตัวอย่างเช่น 192.169.33.50/30

IP Address ใน IPv6

มีจํานวน 128 bits สามารถรองรับ IP-Address ได้ประมาณ 340 * 10 ³⁶

• Subnet Prefix
• Interface ID

ตัวอย่าง IPv6

ทั้งนี้สามารถเขียนย่อได้ โดยมีเงื่อนไขคือ

• หากมีเลขศูนย์ด้านหน้าของกลุ่มใด สามารถจะละไว้ได้
• หากกลุ่มใดเป็นเลขศูนย์ทั้ง 4 ตัว (0000) สามารถเขียนแทนด้วย “0”

• หากกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง (หรือหลายกลุ่มที่ตำแหน่งติดกัน) เป็นเลขศูนย์ทั้งหมด สามารถจะละไว้ได้ โดยใช้เครื่องหมาย “::” แต่จะสามารถทำลักษณะนี้ได้ในตำแหน่งเดียวเท่านั้น เพื่อไม่ให้เกิดความสับสน

• กรณีมี IPv4 แทรกอยู่

IPv6 Subnet

ซึ่ง IPv6 สามารถใช้ทำงานได้ด้วยหลักการเดียวกับ Concept  Subnet Mask ใน IPv4

ประเภทของ IPv6

แบ่งออกเป็น 3  ประเภท

Unicast เป็นการสื่อสารแบบ One-to-One คือเป็นการส่งข้อมูลจากแหล่งข้อมูลเดียวไปยังจุดหมายปลายทางเดียว โดยจะแบ่งชนิดในการใช้งานแยกย่อยไปอีกดังนี้

• Global Unicast Address คล้ายกับ Public IPv4 Address เป็นหมายเลขที่อยู่ที่สามารถเข้าถึงได้จากเครือข่ายภายนอก
• Link-Local Address มี Prefix เป็น FE80::/10 โดยจะทำงานคล้ายกับ Link-Local IPv4 Address (169.254.0.0/16)
• Unique Local Address มี Prefix เป็น FC00::/7 โดยจะทำงานคล้ายกับ Private IPv4 Address
• Embedded IPv4 Address เป็น IPv6 Address ที่สร้างมาเพื่อช่วยในการเปลี่ยนจากการใช้งาน IPv4 Address เป็น IPv6 Address ให้สะดวกยิ่งขึ้น เป็นการนำ IPv4 Address มาแปลงเป็น IPv6 address โดยจะมีแยกย่อยอีก 2 ชนิดคือ
  • IPv4-Compatible IPv6 Address ในปัจจุบันได้เลิกใช้งานไปแล้ว โดยจะมีรูปแบบประกอบไปด้วยบิตที่เป็นศูนย์ "0" จำนวน 96 bits และตามมาด้วยหมายเลข IPv4 Address ที่ถูกแปลงเป็นเลขฐาน 16 อีก 32 bits อย่างเช่นมีหมายเลข IPv4 Address เป็น 222.1.41.90 ก็จะมีหมายเลขที่อยู่แบบ IPv4-Compatible IPv6 Address เป็น ::de01:295a เป็นต้น
  • IPv4-mapped IPv6 Address จะนำ IPv4 Address ไป Mapped เข้ากับ IPv6 Address โดยรูปแบบจะประกอบไปด้วยบิตที่เป็นศูนย์ "0" จำนวน 80 Bits และตามมาด้วยบิตที่เป็นหนึ่ง "1" จำนวน 16 Bits จากนั้นจึงตามมาด้วยหมายเลข IPv4 Address ดังนั้น ถ้าหากมีหมายเลข IPv4 Address เป็น 222.1.41.90 ก็จะมีหมายเลขที่อยู่แบบ IPv4-Mapped IPv6 Address เป็น ::FFFF:222.1.41.90
  • Site Local Address มี Prefix เป็น FEC0::/10 เป็นหมายเลข IPv6 address สำหรับใช้ภายในองค์กร ถูกกำหนดไว้ใน RFC2373 แต่ใน RFC4291 ได้ยกเลิกการใช้งานไปแล้ว และไปใช้งาน Unique Local Address (ULA) แทน

Multicast เป็นการสื่อสารจากหนึ่งไปยังหลายปลายทาง ซึ่งเป็นการส่งต่อข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทางที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลายเครื่อง มี Prefix เป็น FF00::/8 โดยมีหลักการทำงานคล้ายกับ IPv4 Multicast Address ใช้ในการรับส่งข้อมูลแบบ One-to-Many จากเครื่องหนึ่งไปยังกลุ่มของเครื่องที่กำหนด โดยจะต้องมีการกำหนดให้แต่ละเครื่องอยู่ใน Group ที่ต้องการ โดยแต่ละ Group จะต้องทำการกำหนดหมายเลข Multicast Address ไว้ และเมื่อไรก็ตามที่มีการส่งข้อมูลไปยัง Multicast Address ที่กำหนดไว้ เครื่องทุกเครื่องที่อยู่ใน Group ก็จะได้รับข้อมูลที่ส่งไป

Anycast ใช้การส่งแบบ One-to-One-of-Many คือเหมือนกับ Multicast แต่แหล่งข้อมูลจะเลือกจุดหมายปลายทางที่ใกล้ที่สุดในการทำการส่งข้อมูล มี Prefix เป็น 2000::/3

เทคนิคการทำงานร่วมกันระหว่าง IPv4 และ IPv6

1. Dual Stack: เป็นวิธีพื้นฐานที่สุด โดยใช้ IPv4 และ IPv6 ทำงานควบคู่กัน เมื่อใดที่แอปพลิเคชั่นที่ใช้เป็น IPv4 ข้อมูลก็จะถูกส่งออกผ่านทางเครือข่าย IPv4 เมื่อใดที่แอปพลิเคชั่นที่ใช้เป็น IPv6 ข้อมูลก็จะถูกส่งออกผ่านทาง IPv6 การทำ Dual Stack เป็นทางออกที่ง่ายที่สุดแต่ไม่เหมาะกับการใช้ในระยะยาว เนื่องจากยังจำเป็นต้องใช้หมายเลข IPv4 ที่คอมพิวเตอร์หรือเร้าท์เตอร์ที่ใช้ Dual Stack นั้น

2. Tunneling: เป็นอีกวิธีที่ใช้กันแพร่หลายเพราะเหมาะสมกับการสื่อสารระหว่างเครือข่าย IPv6 ผ่านเครือข่าย IPv4 การส่งข้อมูลทำได้โดยการห่อหุ้มแพ็กเก็ต IPv6 ภายในแพ็กเก็ต IPv4 ที่ Tunneling Gateway ก่อนออกไปยังเครือข่าย IPv4 ที่ปลายทาง เมื่อเข้าไปสู่เครือข่าย IPv6 จะต้องผ่าน Tunneling Gateway อีกตัวซึ่งทำหน้าที่ถอดแพ็กเก็ต IPv4 ออกเหลือแต่แพ็กเก็ต IPv6 และส่งต่อไปยังจุดหมายปลายทางการทำ Tunneling นี้จะใช้ไม่ได้สำหรับการสื่อสารโดยตรงระหว่างเครื่องในเครือข่าย IPv6 และเครื่องในเครือข่าย IPv4

3. Translation: ช่วยในการสื่อสารระหว่างเครือข่าย IPv6 และ IPv4 เทคนิคการทำ Translation เป็นการแปลงรูปแบบข้อมูลจากแพ็กเก็ต IPv4 ไปเป็นแพ็กเก็ต IPv6 หรือกลับกัน โดยจะใช้ Gateway ทำหน้าที่เป็น IPv6-IPv4 และ IPv4-IPv6 Translator อยู่ที่ทางออกที่มีการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย IPv6 และ IPv4

         ทั้งนี้หลังจากการปรับเปลี่ยนเสร็จสมบูรณ์ เมื่อเครือข่ายต้นทาง กลางทาง และปลายทาง เป็น IPv6 ทั้งหมด เราสามารถทำการสื่อสารโดยใช้ Protocols IPv6 โดยตรง ซึ่งเราเรียกการสื่อสารลักษณะนี้ว่า Native IPv6 Network

‍