الرئيسيةعريقبحث

استنفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت

هو نضوب العناوين الحرة غير المُخصصة من فضاء العناوين المخصص للبث فريد الوجهة في الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت

☰ جدول المحتويات

استنفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت (IPv4 address space exhaustion)‏ هو نضوب العناوين الحرة في فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت. بدأت هذه المشكلة في مطلع التسعينات مع انتشار الاستخدام التجاري للإنترنت، حيث لوحظ نمو معدل استهلاك فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت أسيَّاً، وكانت التوقعات تشير إلى استنفاد الفضاء كاملاً في منتصف التسعينات من القرن العشرين [1].

لمعالجة هذه المشكلة طُرحت مجموعة من الحلول وفق استراتيجيتين، الأولى هي استراتيجية قصيرة الأمد تهدف لإطالة الأمد المتوقع لاستنفاد الفضاء، وتشمل تقنيتي ترجمة عنوان الشبكة [2] والتوجيه غير الصنفي بين النطاقات [3]. أما الثانية فهي استراتيجية طويلة الأمد وتهدف لاستبدال الإصدار الرابع ببروتوكول تشبيك آخر ذو فضاء أكبر حجماً، وهو الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت [4]. كان حل التوجيه غير الصنفي شديد الفعالية، فأطال عمر الفضاء حوالي عقدين من الزمن، ولذلك فإن هذه الآلية تُصنَّف "كاستراتيجة متوسطة الأمد" [5].

استنفذت الهيئة الناظمة لتحصيص فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، وهي أيانا، الفضاء كاملاً في شهر يناير من العام 2011م [6]، وبدأت بعدها سجلات الإنترنت الإقليمية باستنفاد أفضيتها تتابعاً.

خلفية عامة

بنية عنوان الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت بحسب العنونة الصنفية.
مثال عن عنوان من الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.

الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت

القيم الثنائية والعشرية المستعملة في كتابة أقنعة الشبكة [7]
القيمة الثنائية القيمة العشريّة عدد الوحدان
0000 0000
0
0
0000 1000
128
1
0000 1100
192
2
0000 1110
224
3
0000 1111
240
4
1000 1111
248
5
1100 1111
252
6
1110 1111
254
7
1111 1111
255
8

الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت (Internet Protocol Version 4 اختصاراً IPv4)‏ هو بروتوكول تشبيك يعمل في طبقة الشبكة بحسب نموذج الاتصالات المعياري. طوّر هذا البروتوكول في عام 1981م كجزء من عمل وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية، وكان أحد الركائز التي قامت شبكة الإنترنت على أساسها [8].

يُعنى هذا البروتوكول بوظيفتين أساسيتين هما العنونة والتقطيع. والعنونة هي منح مُعرفات لتمييز مضيف أو مجموعة من المضيفين في الشبكة المحلية أو في الإنترنت، ويُسمّى العنوان الممنوح عنوان برتوكول الإنترنت [9]. قد يستخدم العنوان لتمييز مُضيف ما بشكلٍ فريد بعينه، أو لتحديد أعضاء مجموعة من المضيفين الذين يستضيفون العنوان في نفس الوقت، وليس هناك مانع من استضافة المُضيف لأكثر من عنوان بروتوكول إنترنت في نفس الوقت [10].

يُعرِّف الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت فضاءً من العناوين يبلغ طول كل منها 32 بتاً، وقسِّم هذا الفضاء بحسب العنونة الصنفية إلى عدد من الأصناف على أساس رياضي، وشمل الصنف الأول، والذي يُسمّى الصنف A، جميع العناوين التي تبدأ بالبت (0) في الخانة الأكثر أهمية، وقُسِّم فضاء هذا الصنف إلى 128 فضاءً جزئياً في كل منها 16777216. أما فضاء الصنف B، فضم جميع العناوين التي تبدأ بالبتين (10)، وقُسِّم فضاء هذا الصنف إلى 16384 فضاءً جزئياً في كل منها 65536 عنواناً. وأما فضاء الصنف C، فضم جميع العناوين التي تبدأ بالبتات (110)، ثم قسم هذا الفضاء إلى 2097152 فضاءً جزئياً في كل منها 255 عنواناً. كما اقتطع من الفضاء الأصلي فضاء مخصص للبث المجموعاتي، وهو الفضاء الذي تبدأ جميع عناوينه بالبتات (1110)، في حين حجز الفضاء الذي تبدأ عناوينه بالبتات (1111) لاستخدامات مستقبلية [10][11]. بالإجمال، هناك 232 أي ما يعادل 4294967296 عنواناً في فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت [12].

يكتب عنوان الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت باستخدام نظام العد الثنائي، ويمكن تمثيله أيضاً باستخدام نظام عد خاص هو النظام العشري المُنقَّط ، وفيه يُقسَّم العنوان إلى أربع أجزاء تدعى كل منها خانة وتضم 8 بتات، تكتب هذه الخانات من مفصولة بنقاط، وتكون الخانة اليسرى هي الأكثر أهمية. تحتوي كل خانة على ثمانية بتات، ويكون البت الواقع في أقصى اليسار هو الأكثر أهمية ويمكن تمثيل قيمة الخانة بالنظام العشري، فيصبح العنوان مكوناً من أربعة أعداد عشرية مفصولة بنقاط، ومن هنا حصل نظام العدّ على اسمه. ولأن طول الخانة هو 8 بتات فقط، وهي تحتوي قيماً صحيحة موجبة فقط فإن قيمة كل خانة تكون محصورة في مجموعة الأعداد الصحيحة التي تقع بين العددين 0 و 255 ضمناً [13]. فمثلاً هذا هو عنوان من الإصدار الرابع مكتوب بنظام الثنائي ثم العشري المنقط على الترتيب:

00001010.00000000.00000000.00000001
10.0.0.1

يُرفَق كل عنوان بروتوكول إنترنت بقناع شبكة، وهو عدد طوله 32 بت، يُكتب وفقاً لنفس قواعد كتابة عنوان الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت وله نفس البنية رباعية الخانات. يتميّز القناع بنمط فريد من تكرار الأصفار والوحدان فيه، فهو يضمّ تتابع وحيد غير منقطع من الوحدان يليه تتابع وحيد غير منقطع من الأصفار ويحدد طول القناع ححم فضاء العناوين بالعلاقة 2N حيث N هو عدد الأصفار في القناع [14]. فمثلاً إذا كان عدد الوحدان في القناع 12 واحداً، فإن القناع الموافق للعنوان يكتب بالتمثيل الثنائي بالشكل:

0000 0000. 0000 0000. 0000 1111. 1111 1111

وهذا يقابل القناع 255.240.0.0، أو اختصاراً 12/. والتمثيل الأول هو التمثيل العشري المُنقط، ويمكن الحصول عليه باستبدال القيمة الثنائية لكل خانة بمقابلها العشري. أمّا التمثيل الثاني فهو تمثيل البادئة (Prefix notation)‏، ويمكن الحصول عليه من خلال إحصاء عدد الوحدان المتتالية في القناع، وإضافتها إلى جانب الشريطة المائلة /. تستعمل كلتا الطريقتان للتعبير عن قناع الشبكة، ويضاف القناع دائماً إلى يسار العنوان [15]. إنّ القيم العشرية المُستعملة في كتابة الخانات في أقنعة الشبكة في الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت محدودة وعددها 9 فقط، والسبب في ذلك هو شرط الوحدان المتتالية غير المنقطعة، وهذه القيم هي {0، 128، 192، 224، 240، 248، 252، 254، 255} [16].

تحصيص فضاء العناوين

هرمية تحصيص فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.

منذ نشأة الإنترنت، أشرفت هيئة أرقام الإنترنت المخصصة، المعروفة اختصاراً بالاسم أيانا IANA، على تحصيص وتخصيص المُعرِّفات الرقمية اللازمة لعمل الإنترنت، وأُديرت هذه الهيئة من قبل معهد المعلوماتية في جامعة كاليفورنيا الجنوبية [17]. ولكن منذ شهر مارس من العام 2000م، أشرفت شركة الإنترنت للأرقام والأسماء المخصصة، والمعروفة اختصاراً بالاسم آيكان ICANN، على تحصيص فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت [18]، ويتم ذلك عبر أيانا، يجب الانتباه إلى أن أيانا ليست مُنظَّمة قائمة بحد ذاتها بل هي هيئة للإشراف على مهمة محددة من قبل آيكان[19].

يُعرَّف التحصيص (Allocation)‏ بأنَّه منح فضاء عناوين جزئي لمزودات خدمة الإنترنت، أمَّا التخصيص (ِAssignment)‏ فهو منح فضاء عناوين جزئي للعملاء [20]. ويحصل كل من التحصيص والتخصيص كجزء من عمل آلية هرميّة مُكوَّنة أربعة مستويات بحسب ما يلي: رأس الهرم هو أيانا التي تُقدِّم خدمة تحصيص العناوين إلى عدد من سجلات الإنترنت الإقليمية والتي تقوم بدورها بخدمة سجلات الإنترنت المحلية من خلال منحها أفضية العناوين حسب حاجتها. أخيراً، تقدم سجلات الإنترنت المحلية خدمة تخصيص العناوين إلى العملاء مباشرةً أو إلى سجلات إنترنت محلية فرعيّة. كلما جرى الابتعاد عن رأس الهرم، كان الفضاء المُحصص أصغر، والبادئة التي تحدده أكثر طولاً [21].

لإنجاز التحصيص، تتبع أيانا سياسة عامة مرتكزة على ثلاثة مبادئ:[22]

  1. تحصص أيانا فضاء العناوين بواحدات محددة ببادئة من القياس 8/، وتمنح هذه الوحدات إلى سجلات الإنترنت الإقليمية.
  2. تلتزم أيانا بتأمين حصص من أفضية العناوين تكفي الحاجة المستقبلية لسجلات الإنترنت الإقليمية لفترة لا تقل عن 18 شهراً.
  3. تسمح أيانا لسجلات الإنترنت الإقليمية باعتماد استراتيجيات تحصيص وحجز محلية خاصة بها لضمان تحصص الفضاء بفعاليّة.

نبذة تاريخية

استنفاد أفضية الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت المحددة بالبادئة ذات القياس 8/ بين العامين 1996 و2014م.
خط زمني لمشكلة استنفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.

بدأت شبكة الإنترنت كمشروع بحثي في سبعنيات القرن العشرين، وكان الهدف الأساسي هو تطوير مجموعة من البروتوكولات التي تدعم الاتصال بين الطرفيات في شبكة بيانات بصرف النظر عن نوع البنية التحتية والتقنيات المستعملة في الإنشاء. بناءً على توقعات تشمل عدد المؤسسات التي ستتصل مع الشبكة وعدد الطرفيات في كل منها، تم اختيار طول العناوين ليكون 32 بتاً، وكان ذلك هو طول عنوان بروتوكول الإنترنت، الذي وضع معياره في العام 1981م وسُمي بالإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت [10]. وأصبح هذا البروتوكول هو البروتوكول الرئيس في الشبكة بدءاً من 1 يناير 1983م [23][24].

في نهاية ثمانينات القرن العشرين، بدأ استعمال شبكة الإنترنت لأغراض تجارية، ونتج عن ذلك نمو متسارع في عدد المؤسسات التي تتصل مع الشبكة، وأظهر هذا النمو نزعة أسيّة، وخاصةً الطلب على أفضية الصنف B، وأصبح من الضروري تبني سياسة جديدة لتحصيص فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت وإلا فإن استنفاد فضاء العناوين سيعيق نمو الإنترنت. في شهر نوفمبر من العام 1991، شكلت مجموعة مهندسي الإنترنت مجموعة عمل التوجيه والعنونة والمعروفة اختصاراً باسم رُوْد (Routing and Addressing اختصاراً ROAD)‏ [25]، ونجحت هذه المجموعة في تعريف ثلاث مشاكل رئيسية ستعيق نمو شبكة الإنترنت في المدى المنظور:[26]

  1. استنفاد فضاء عناوين الصنف B، وهذه هي نتيجة لغياب موجود فضاء عناوين يناسب مؤسسة متوسطة الحجم، ففضاء الصنف C صغير الحجم، وهو ما يدفع هذه المؤسسات لاستعمال فضاء من الصنف B، على الرغم من أن حجم الفضاء يزيد بكثير عن حاجة المؤسسة.
  2. نمو جداول التوجيه في موجهات الإنترنت لتصبح بجاجة إلى قدرات معالجة غير متوافرة بالبرمجيات أو المعدات المتوافرة.
  3. استنفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع بشكل نهائي.

كانت التوقعات بحصول المشكلتين الأولى والثانية، في الفترة بين العامين 1993 و1995م، على عكس المشكلة الثالثة التي وصفت بأنَّها طويلة الأمد [27]. من أجل المشكلتين الأولى والثانية، بدأت مجموعة رُوْد العمل على تطوير استراتيجية قصيرة الأمد لحل هذه المشكلة، فطوَّرت تقنية التوجيه غير الصنفي بين النطاقات، التي نُشر مبدؤها في يونيو من العام 1992م في وثيقة طلب التعليقات RFC 1338 [28]، ثُم بشكل موسع في الوثيقة RFC 1519، التي نشرت في سبتمبر من العام 1993م، وحملت عنوان:"التوجيه غير الصنفي بين النطاقات: استراتيجية منح وتحصيص العناوين" [3]. لاحقاً في العام 2006م، صدرت الوثيقة RFC 4632، وهي أحدث توصيف لآلية التوجيه غير الصنفي بين النطاقات [1]. في شهر مايو من العام 1994م، طُوِّرت تقنية ترجمة عنوان الشبكة (NAT) لتكون أحلاً آخر قصير الأمد لمشكلة الاستنفاد [2]، واعتمد هذا الحل بشكل أساسي على استعمال أفضية الشبكات الخاصة بشكل متكرر في عنونة الشبكات المحلية، والاقتصار على استعمال العناوين العامة فقط عند النفاذ إلى الإنترنت [29]. طوِّر أيضاً إصدار جديد من بروتوكول الإنترنت في إطار الاستراتيجية طويلة الأمد، هو الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت، نشر المعيار الأول للبروتوكول في شهر ديسمبر من العام 1995م ووصف بوثيقة طلب التعليقات RFC 1883 [4].

لقد كان الغرض الأساسي من تطوير الحلول ضمن الاستراتيجية قصيرة الأمد هو توفير عدة سنوات لحين تطوير حل شامل للمشكلة ضمن الاستراتيجية طويلة الأمد، ولكن الحلول قصيرة الأمد كانت شديدة الفعالية، فأطالت من عمر الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت لأكثر من عقدين من الزمن، وأخرت تبني الإصدار السادس ليحل محل الإصدار الرابع بشكل كامل [5].

مراحل الاستنفاد

هذا يوم تاريخي في تاريخ شبكة الإنترنت، ولقد توقعنا حصوله منذ فترة ليست بالقصيرة، مستقبل الإنترنت هو في الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت، على جميع أصحاب المصالح الآن القيام بإجراء حاسم لنشر الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت.
—راؤول إتشبيريا، رئيس مجلس إدارة منظمة الموارد الرقمية (NRO) معلقاً على اسنتفاد أيانا لفضاء العناوين في 3 فبراير 2011[30].
خط زمني لاستنفاد أيانا وسجلات الإنترنت الإقليمية لفضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت.
نموذج استنفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت في سجلات الإنترنت الإقليمية (بالخط الرفيع) مع الاستنفاد الفعلي (بالخط الثخين).

في مطلع التسعينات، انتشر الاستخدام التجاري لشبكة الإنترنت وكان ذلك مترافقاً مع تطبيق تقنيات التجزئة على الأصناف القياسية لأفضية الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت لإنجاز خدمة العنونة الخاصة ببروتوكول الإنترنت، ولكن مع النمو المتسارع للإنترنت، ظهرت الشكوك حول إمكانية استمرار تَوسُّع الإنترنت في ظل سرعة استنفاد فضاء العناوين. ففي شهر يونيو من العام 1992م مثلاً، استنفد 45% من فضاء الصنف B و38% من فضاء الصنف A [31]. وبلغت نسبة الاستنفاد في مطلع العام 1994م نصف فضاء العناوين الصنف B مع توقعات باستنفاد النصف الآخر في غضون عام آخر [32]. لذلك، فقد اقترحت مجموعة مهندسي شبكة الإنترنت استراتيجيةً جديدة لتحصيص فضاء العناوين سميت العنونة غير الصنفي أو غير الصنفية، بالإضافة آلية جديدة للتوجيه سميت بالتوجيه غير الصنفي بين النطاقات [3].

في عام 1995م، بعد تطبيق آلية التوحيه غير الصنفي، انخفض معدل استنفاد فضاء العناوين، وأصبح من المتوقع أن يُستنفَد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت في الفترة بين العامين 2005 و2011م [33]. في دراسة أُجريت في العام 2005م، فُحص معدل الاستنفاد في السنوات العشرة السابقة، ووضع نموذج ليصف عملية استنفاد فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت. وبناء على هذا النموذج، وفي حال بقاء سياسة التحصص كما هي بدون تغيير، فقد كان من المتوقع أن تستنفد أيانا أفضية العناوين المحددة بالبادئة 8/ في لحظة ما في الفترة الممتدة بين العامين 2011 و2016م [34]. وتوقعت دراسة أخرى جرت في العام 2007م حصول الاسنتفاد في منتصف العام 2013 [35].

مع استنفاد الفضاء التدريجي، سعت آيكان إلى التعاون مع سجلات الإنترنت الإقليمية من أجل تبني سياسة موحدة لتحصيص المتبقي من فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، ولتحقيق ذلك، طلبت آيكان من السجلات في مطلع العام 2007م اقتراحاتٍ بخصوص سياسة عامة لتنظيم هذا الشأن. وبناءً على ما قُدم إليها، فقد جرى تطوير ثلاث إصدارات متتابعة لسياسة التحصيص طرح آخرها في شهر نوفمبر من العام 2007م.[36] وفي شهر فبراير من العام 2008م، صدَّقت آيكان على استراتيجة عامَّة لمنح القسم المتبقي من فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت (1) كما يلي:[37]

  1. طور التوافر (Existing Phase)‏: وفيه تستمر أيانا بتحصيص عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت لسجلات الإنترنت الإقليمية باستعمال سياسة التحصيص المتبعة. يستمر هذا الطور حتى استقبال طلب تحصيص لا يمكن تلبيته، أو يمكن تلبيته بتحصيص فضاء العناوين المتبقي كاملاً، وذلك بغض النظر عن السجل الذي قدَّم الطلب، وتقوم أيانا بتلبية الطلب الذي سبب الدخول نهاية طور النفاذ بتحصيصه الفضاء المتبقي كله، حتى لو لم يكن كافياً له، ثم يبدأ طور النفاد.
  2. طور النفاذ (Exhaustion Phase)‏: يبدأ هذا الطور مع نهاية طور التوافر، وتباشره أيانا بتحصيص فضاء عناوين محجوز ومحدد بالبادئة 8/ لكل سجل إنترنت إقليمي.

أقر آيكان أيضاً سياسة عامة لمرحلة ما بعد الاستنفاد، وفيه تعمل أيانا تشكيل تجمّع لأجزاء فضاء عناوين الإصدار الرابع، ويضم هذا التجمع أي أفضية جزئية لم تحصص، بالإضافة للأفضية المُستعادة من سجلات الإنترنت الإقليمية. بحسب هذه السياسة يتوجب على السجلات إعادة الأفضية الجزئية المستعادة إلى أيانا، مع إبلاغها عندما يصبح إجمالي القسم المحصص من الفضاء أقل في قياسه من فضاء محدد بالبادئة 9/، وعندها تعلن أيانا أن عملية تحصيص هذا الفضاء فعَّالة بحسب آلية تحددها هذه السياسية [38].

في نهاية شهر يناير من العام 2011م، انتهى طور التوافر بمنح أيانا الفضاءين: 39.0.0.0/8 و106.0.0.0/8 لمركز معلومات الشبكة في آسيا والمحيط الهادي (2)[6]، وتلا ذلك، تفعيل طور النفاذ ومنح فضاء من البادئة 8/ لكل سجل من سجلات الإنترنت الإقليمية الخمسة [39] وبذلك استنفدت أيانا فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت كاملاً. بعد ذلك، بدأت سجلات الإنترنت الإقليمية باستنفاذ أفضيتها أيضاً، فاستنفد مركز معلومات الشبكة في آسيا والمحيط الهادي أفضيته المحددة بالبادئة 8/ في أبريل 2011 [40] وبدء بعد ذلك طوراً محلياً من سياسة الاستنفاد سماه المرحلة الثالثة (Stage 3)‏ فيها يمكن منح مزودات الخدمة القومية أو المحلية أفضية جزئية مُحددة ببادئات من القياس 22/ أو أعلى [41]، ثم استنفد مركز تنسيق شبكة الإنترنت الأوروبية أفضيته من نفس القياس في شهر سبتمبر من العام 2012م [42]، وبعد ذلك، في 25 نوفمبر 2019، استنفذ المركز فضاءَه كاملاً بتحصيصه آخر فضاء حُرٍّ محدد بالبادئة 22/ [43]. أمَّا مركز معلومات أمريكا اللاتينية والكاريبي فقد استنفد أفضيته المحددة بالبادئة 8/ في شهر يونيو من العام 2014، وابتدأ بعدها بطور ثالث من سياسة التحصيص طُوِّرَ بالتعاون مع مزودات الخدمة المحلية لتحصيص الأفضية ذات البادئات الأطول [44]. وهنا قامت أيانا بتفعيل سياسة ما بعد الاستنفاد وتحصيص فضاء العناوين المُستعاد، وكانت تلك آخر عملية تحصيص تقوم بها آيانا لفضاء من الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت [45]. وأمَّا السجل الأمريكي لأرقام الإنترنت، فقد بدأ في استنفاذ آخر أفضيته المحددة ببادئة من القياس 8/ في سبتمبر من العام 2014 [46]، وبدأ بعدها بتطبيق سياسة خاصة في عمليات المنح لا تلزمه بتلبية كل طلبات التحصيص، بالإضافة لتوجيه العملاء نحو استعمال الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت [47]. وأخيراً، بدء مركز معلومات الشبكة الإفريقي استنفاد آخر فضاء محدد ببادئة من القياس 8/ في شهر مارس من العام 2017.[48].

  • خط زمني للمرحلة الأخيرة لاستنفاذ فضاء العناوين في مركز تنسيق شبكة الإنترنت الأوروبية.

  • النسبة المئوية لتوزَّع أفضية عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت على سجلات الإنترنت الإقليمية.

  • طيف الفضاء المُحصص لعناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت، تمثّل الألوان سجلات الإنترنت الإقليمية الخمسة.

  • النسبة المئوية لفضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت المستنفد (مُحصص من أيانا إلى سجلات الإنترنت الإقليمية أو المستخدمين) في الفترة بين العامين 1994 و 2007م. الأرقام تمثل نسبة الاستنفاد في اليوم الأول من كل سنة.

الحلول المقترحة

ترجمة عنوان الشبكة

مثال عن استعمال تقنية ترجمة عناوين الشبكة باستخدام فضاء عناوين خاص من الصنف B هو 192.168.100.0/24.

ترجمة عنوان الشبكة (Network Address Translation اختصاراً NAT)‏ هي تقنية تسمح لمُنظمة تدير شبكة محلية ما باستعمال أحد أفضية العناوين الخاصة لعنونة المُضيفين تلك الشبكة، في نفس الوقت الذي تستعمل فيه عناوين عامّة للاتصال مع شبكة الإنترنت. تحتاج هذه التقنية إلى مُوجّه يجري عملية المطابقة والتبديل، والتي تسمى الترجمة، بين العناوين الخاصة والعامة، ويمكن أن يسمح ذلك لعدد كبير من مُضيفي العناوين الخاصة بتشارك عدد قليل من العناوين العامة واستعمالها للوصول إلى شبكة الإنترنت [49][50].

تسمح تقنية ترجمة عناوين الشبكة لمضيف لا يستضيف عنوان بروتوكول إنترنت مُحصص وفريد عالمياً بالاتصال مع مضيفين آخرين عبر شبكة الإنترنت. قد يكون عنوان المضيف من شبكة خاصة أو مُحصص عالمياً لمضيف أو منظمة أخرى، وفي كلتا الحالتين، تسمح ترجمة عنوان الشبكة للمضيف بالاتصال مع هدفه عبر شبكة الإنترنت من خلال تبديل عنوانه في رزم البيانات التي يُولِّدها بعنوان مُسجَّل وفريد عالمياً [51].

طُوِّرت تقنيّة ترجمة عناوين الشبكة في العام 1994م كحل لمشكة استنفاد عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت ضمن الإستراتيجية قصيرة الأمد، ووصفت أساساً في وثيقة طلب التعليقات RFC 1631 [2]، وعدّل المعيار لاحقاً وأضيف إليه دعم ترجمة عنوان الشبكة ورقم المنفذ ونُشر في عام 2001 تحت الاسم الرمزي RFC 3022 [52].

التوجيه غير الصنفي بين النطاقات

جدول للبوادئ المتاحة للاستعمال في العنونة غير الصنفي، ومكافئاتها بحسب العنونة الصنفية.

التوجيه غير الصنفي بين النطاقات (Classless InterDomain Routing اختصاراً CIDR)‏ هو حل مرحلي لمشكلة استنفاد فضاء الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت [53]. لقد هدفَ استعمال التوجيه غير الصنفي إلى هدفين أساسيين: أولاً، تنظيم عملية المنح بحيث تسهل عملية تجميع المسارات من أجل تخفيض حجم جداول التوجيه عالمياً. ثانياً، تعريف قواعد جديدة للعنونة مغايرة للعنونة الصنفية أو القياسية [54].

لتنفيذ الهدف الأول، يجري تحصيص البادئات بشكل متوافق مع طوبولوجيا شبكة الإنترنت بشكل يُسهِّل عملية التجميع التي تستهدف زيادة فعالية نظام التوجيه العالمي. أماتحقيق الهدف الثاني فتطلَّب إيقاف العمل بنظام التحصيص القائم على العنونة باستعمال الأصناف القياسية A وB وC، واستبداله بنظام يعتمد على العنونة غير الصنفية، أو غير الصنفية (Classless)‏، التي يُقسَّم فضاء العناوين فيها إلى أفضية ذات أحجامٍ متنوعة بحسبب الحاجة، ويشار لحجم الفضاء باستعمال تمثيل البادئة للقناع المرفق معه [26].

وُصفت آليتا العنونة والتوجيه غير الصنفيان أولاً في وثيقة طلب التعليقات RFC 1338 في العام 1992م [28]. في العام التالي، وتحديداً في شهر ديسمبر، صدرت الوثيقتان: RFC 1518 [55]، وكانت مُخصصة للعنونة غير الصنفية، وRFC 1519 وخُصصت للتوجيه غير الصنفية [3]. وأخيراً، في العام 2006م، صدرت الوثيقة RFC 4632 وهي الوثيقة الأحدث التي تتناول هذا المعيار [1].

بُعيد تطويرها، كانت آلية التوجيه غير الصنفي حلاً قصير الأمد لمشكلة استنفاد فضاء العناوين، وكان من المتوقع أن تطيل الأمد اللازم لاستهلاك الفضاء كاملاً لفترة تتراوح بين 3 و 5 سنوات، حيث يجري خلالها تطوير حلول أكثر فعالية لمسألتي العنونة والتوجيه. ولكن هذه الآلية تجاوزت التوقعات وأطالت الأمد المتوقع ليتجاوز 17 عاماً (3) وأصبحت بذلك حلاً متوسط الأمد [56].

الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت

الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت
Internet Protocol version 6
IPv6 header-ar.svg
ترويسة الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت
اختصار IPv6
الوظيفة بروتوكول تشبيك
المُطوِّر مجموعة مهندسي شبكة الإنترنت
التاريخ 1995م
أثر بـ الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت
طبقة نموذج الاتصال المعياري طبقة الشبكة
وثيقة طلب التعليقات RFC 8200 [57]

الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (Internet Protocol Version 6 اختصاراً IPv6)‏ هو بروتوكول تشبيك لشبكات البيانات. طوّر البروتوكول في العام 1995م ليكون حلاً طويلاً الأمد لمشكلة استفاد فضاء عناوين الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت. يُعرَّف الإصدار السادس بنية محددة لرزمة بيانات وآلية لعنونة المضيفين بشكل فريد بطريقة تسمح بتوجيه الرزم من مصدرها إلى وجهتها عبر الشبكة بواسطة المُوجِّهات [5].

يبلغ طول عنوان الإصدار السادس 128 بتاً، أي أنه أطول بأربع أضعاف من طول عنوان الإصدار الرابع، ويبلغ عدد العناوين في فضاء الإصدار السادس 1028 ضعفاً من عدد العناوين في فضاء عناوين الإصدار الرابع [58]. يُكتب العنوان باستعمال نظام العد الست عشري بطول هو 32 مرتبة، وتكون المرتبة التي تقع في أقصى اليسار هي الخانة الأكثر أهمية. تُقسَم المراتب إلى مجموعات رباعية عددها 8 مجموعات، ويَفصل بين كل مجموعتين متتالين نقطتان رأسيتان (:)، فمثلاً:

5f05:2000:80ad:5800:0058:0800:2023:1d71

هو مثال عن عنوان من الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت [59]. هناك معيار موحد لاختصار عناوين الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت، وهي موصوفة في وثيقة طلب التعليقات RFC 4291 [60].

هناك إضافات أخرى للبروتوكول تشمل بنية ترويسة أبسط ذات عدد حقول أقل، ودعماً أوسع للتوسعات والخيارات الملحقة بترويسة البروتوكول، بالإضافة لميزات أمنية مطورة خصيصاً للبروتوكول تشمل التحقق من الهوية وسلامة وسرية البيانات [61]. تضمّن تصميم الإصدار السادس أيضاً دعماً افتراضياً لعدد من التقنيات التي سبق وأضيفت للإصدار الرابع مثل تجميع المسارات والعنونة المحلية وترجمة عناوين الشبكة، بالإضافة لتقنيات أخرى جديدة مثل التهيئة الذاتية الآلية (SLAAC) [62] وصنف جديد من العنونة هو العنونة الاختياريّة (Anycast)‏ [63]. بالإضافة لذلك، يعتمد الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت بشكل كبير على بروتوكول رديف طوّر خصصيصاً لدعم هذه الوظائف، وهو بروتوكول اكتشاف الجيران (NDP) [64].

نُشر المعيار الأول للبروتوكول في ديسمبر من العام 1996 في وثيقة طلب التعليقات RFC 1883 [4]. ثُمَّ صدرت الوثيقة RFC 2460 بعد ثلاث سنوات في شهر ديسمبر من العام 1998م [65]، وظلت هذه الوثيقة هي المعيار الرسمي للبروتكول لمدة 19 عاماً تقريباً، قبل أن تصدر الوثيقة RFC 8200 في شهر يوليو من العام 2017 لتصبح المعيار الرسمي للإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت منذ ذلك الحين [57].

انظر أيضاً

هوامش

خريطة العالم وتوزع سجلات الإنترنت الإقليمية عليها.

1. الاسم الأصلي للسياسة (Global Policy for Remaining IPv4 Address Space)‏.

2. هناك 5 سجلات إنترنت إقليمية في العالم هي: مركز معلومات الشبكة الإفريقي (AfriNIC) ومركز معلومات الشبكة في آسية والمحيط الهادي (APNIC)، والسجل الأمريكي لأرقام الإنترنت (ARIN)، ومركز معلومات الشبكة في أمريكا اللاتينية والكاريبي (LACNIC)، ومركز تنسيق شبكة الإنترنت الأوروبي (RIPE NCC) [66].

3. أخذاً بالحسبان أن وثيقة طلب التعليقات RFC 1338 هي أول معيار رسمي للتوجيه غير القياسي (على الرغم من أنَّها سمَّته التجزئة العلويَّة (Supernetting)‏) قد صدرت في يونيو 1992م [28]، في حين أعلنت أيانا عن استنفاد أفضية العناوين المحددة ببادئة من القياس 8/ في شهر يناير من العام 2011م [6]، أي أن المدة الفاصلة بين الاثنين هي: 18 عاماً و7 أشهر.

المراجع

فهرس المراجع
  1. RFC 4632, P.1
  2. Egevang, K.; Francis, P. (مايو 1994). "RFC 1631, The IP Network Address Translator (NAT)" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1631. مؤرشف من الأصل في 25 يناير 202012 يناير 2020.
  3. Fuller, V.; Li, T.; Yu, J.; Varadhan, K. (سبتمبر 1993). "RFC 1519 , Classless Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment and Aggregation Strategy" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1519. مؤرشف من الأصل في 06 مارس 202011 يناير 2019.
  4. Deering, S.; Hinden, R. (ديسمبر 1995). "RFC 1883, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1883. مؤرشف من الأصل في 21 ديسمبر 201914 يناير 2020.
  5. Cisco CCENT/CCNA ICND1, P.612
  6. "Free Pool of IPv4 Address Space Depleted". Number Resource Organization (باللغة الإنجليزية). 3 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 20206 مارس 2019.
  7. أصول تجزئة الشبكة، ص.20
  8. . The TCP/IP Guide, P.235-255
  9. Dictionary of Networking , P.199
  10. RFC 791, P.7
  11. RFC 4632, P.3
  12. Ramesh Chandra (2003). Information Technology: A Revolutionary Change (باللغة الإنجليزية). Kalpaz publication. صفحة 80.  .
  13. أصول تجزئة الشبكة، ص.11-12
  14. أصول تجزئة الشبكة، ص. 13-14
  15. Cisco CCENT/CCNA ICND1 , P.309
  16. أصول تجزئة الشبكة, P.20
  17. Cerf, V. (أغسطس 1990). "RFC 1174, IAB Recommended Policy on Distributing Internet Identifier Assignment and IAB Recommended Policy Change to Internet "Connected" Status". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). صفحة 2. doi:10.17487/RFC1174. مؤرشف من الأصل في 8 نوفمبر 201922 يناير 2020.
  18. Carpenter, B.; Baker, F.; Roberts, M. (يونيو 2000). "RFC 2860, Memorandum of Understanding Concerning the Technical Work of the Internet Assigned Numbers Authority". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC2860. مؤرشف من الأصل في 11 أغسطس 20122 يناير 2019.
  19. RFC 7020, P.4
  20. Hubbard, K.; Kosters, M.; Conrad, D.; Karrenberg, D.; Postel, J. (نوفمبر 1996). "RFC 2050, INTERNET REGISTRY IP ALLOCATION GUIDELINES". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). صفحة 4. doi:10.17487/RFC2050. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 201922 يناير 2020.
  21. RFC 7020, P.3
  22. "Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Policy For Allocation of IPv4 Blocks to Regional Internet Registries". ICANN.org (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 20201 يناير 2020.
  23. Postel, J. (نوفمبر 1981). "RFC 801, NCP/TCP TRANSITION PLAN". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). صفحة 2. doi:10.17487/RFC0801. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 201921 يناير 2019.
  24. Nesser, P.; Bergstrom, A. (يونيو 2004). "RFC 3789, Introduction to the Survey of IPv4 Addresses in Currently Deployed IETF Standards Track and Experimental Documents". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). صفحة 2. doi:10.17487/RFC3789. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 201921 يناير 2019.
  25. RFC 1752, P.4
  26. RFC 4632, P.4
  27. TCP/IP Illustrated, P.47
  28. Fuller, V.; Li, T.; Yu, J.; Varadhan, K. (سبتمبر 1993). "RFC 1338, Supernetting: an Address Assignment and Aggregation Strategy" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1338. مؤرشف من الأصل في 06 مارس 202012 يناير 2020.
  29. Rekhter, Y.; Moskowitz, B.; Karrenberg, D.; de Groot, G. J.; Lear, E. (فبراير 1996). "RFC 1918, Address Allocation for Private Internets" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1918. مؤرشف من الأصل في 06 مارس 202012 يناير 2020.
  30. "Free Pool of IPv4 Address Space Depleted". NRO.net (باللغة الإنجليزية). 3 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 21 يناير 201818 يناير2020.
  31. Gerich, E. (أكتوبر 1992). "RFC 1366, Guidelines for Management of IP Address Space" (باللغة الإنجليزية). صفحة 3. doi:10.17487/RFC1366. مؤرشف من الأصل في 06 مارس 202022 يناير 2019.
  32. TCP/IP illusterated, P.46
  33. RFC 1752, P.7
  34. Hain, Tony (2005). "A Pragmatic Report on IPv4 Address Space Consumption" ( كتاب إلكتروني PDF ). The Internet Protocol Journal. Cisco Systems, Inc. 8 (3): 2-19. ISSN 1944-1134. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 25 مارس 2020.
  35. van Beijnum, Iljitsch (2007). "IPv4 Address Space: 2.46 Billion Down, 1.25 Billion to Go" ( كتاب إلكتروني PDF ). The Internet Protocol Journal. Cisco Systems, Inc. 10 (3): 22-29. ISSN 1944-1134. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 25 مارس 2020.
  36. "Global Policy Proposal for Remaining IPv4 Address Space – Background Report". ICANN (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 20197 أبريل 2020.
  37. "Global Policy for the Allocation of the Remaining IPv4 Address Space". ICANN (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 15 نوفمبر 201929 ديسمبر 2019.
  38. "Global Policy for Post Exhaustion IPv4 Allocation Mechanisms by the IANA". ICANN.org (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 20193 يناير 2020.
  39. "IANA IPv4 Address Space Registry". IANA (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 5 يوليو 201929 ديسمبر 2019.
  40. "APNIC IPv4 Address Pool Reaches Final /8". APNIC Pty. Ltd (باللغة الإنجليزية). 15 أبريل 2011. مؤرشف من الأصل في 18 أبريل 201129 ديسمبر 2019.
  41. Philip Smith (28 أغسطس 2008). "prop-062: Use of final /8". APNIC.net (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 1 يناير 20191 يناير 2019.
  42. "RIPE NCC Begins to Allocate IPv4 Address Space From the Last /8". RIPE NCC (باللغة الإنجليزية). 14 سبتمبر 2012. مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 201929 ديسمبر 2019.
  43. "La pénurie d'adresses IPv4 s'est accélérée". arcep.fr (باللغة الفرنسية). مؤرشف من الأصل في 9 يناير 20209 يناير2020.
  44. "No more IPv4 addresses in Latin America and the Caribbean". LACNIC (باللغة الإنجليزية). 10 يوليو 2014. مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 201929 ديسمبر 2019.
  45. "Remaining IPv4 Addresses to be Redistributed to Regional Internet Registries - Address Redistribution Signals that IPv4 is Nearing Total Exhaustion". ICANN. 20 مايو 2014. مؤرشف من الأصل في 30 يوليو 201729 فبراير 2020.
  46. John Curran (24 سبتمبر 2015). "ARIN IPv4 Free Pool Reaches Zero". ARIN (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 20199 يناير2020.
  47. "IPv4 Addressing Options". ARIN (باللغة الإنجليزية). 24 سبتمبر 2015. مؤرشف من الأصل في 4 مايو 20199 يناير2020.
  48. "AFRINIC Enters IPv4 Exhaustion Phase 1". AFRINIC (باللغة الإنجليزية). 3 أبريل 2017. مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 20179 يناير2020.
  49. The TCP IP Guide, P.428
  50. Dictionary of Networking, P.264-265
  51. Cisco CCENT/CCNA ICND1, P.581
  52. Srisuresh, P.; Egevang, K. (يناير 2001). "RFC 3022, Traditional IP Network Address Translator (Traditional NAT)" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC3022. مؤرشف من الأصل في 24 يناير 202022 سبتمبر 2019.
  53. Dictionary of Networking , P.73
  54. Cisco CCENT/CCNA ICND1, P.579
  55. Rekhter, Y.; Li, T. (سبتمبر 1993). "RFC 1518, An Architecture for IP Address Allocation with CIDR". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC1518. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 201919 يناير 2020.
  56. RFC 4632, P.5
  57. RFC 8200, P.1
  58. Cisco CCENT/CCNA ICND1, P.611
  59. TCP/IP Illustrated, P.32
  60. RFC 4291, P.4-6
  61. RFC 8200, P.4
  62. Thomson, S.; Narten, T.; Jinmei, T. (سبتمبر 2007). "RFC 4862, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC4682. مؤرشف من الأصل في 25 يناير 202024 سبتمبر 2019.
  63. RFC 4291, P.12
  64. Narten, T.; Nordmark, E.; Simpson, W.; Soliman, H. (سبتمبر 2007). "RFC 4861, Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6)" (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC4681. مؤرشف من الأصل في 24 يناير 202022 سبتمبر 2019.
  65. Deering, S.; Hinden, R. (ديسمبر 1998). "RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification". The Internet Society (باللغة الإنجليزية). doi:10.17487/RFC2460. مؤرشف من الأصل في 7 يناير 202014 يناير 2020.
  66. "Number Resources". IANA.org (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 1 يناير 202021 يناير 2020.
معلومات المراجع كاملة

أولاً: الكتب: (مرتبة بحسب تاريخ النشر)

  • Peter Dyson; Kevin Shafer (1999). Dictionary of Networking (باللغة الإنجليزية) (الطبعة الثالثة). SYBEX Inc.  .
  • Charles M. Kozierok (2005). The TCP/IP Guide ( كتاب إلكتروني PDF ) (باللغة الإنجليزية). William Pollock.  .
  • Kevin R.Fall; W.Richard Stevens (2012). TCP/IP Illustrated Volume 1 ( كتاب إلكتروني PDF ) (باللغة الإنجليزية) (الطبعة الثانية). Pearson Education, Inc.  .
  • Wendell Odom (2013). Cisco CCENT/CCNA ICND1 100-101 Official Cert Guide (باللغة الإنجليزية) (الطبعة الأكاديمية). Pearson Education, Inc.  .

ثانياً: وثائق طلب التعليقات: (مرتبة بحسب رقم الوثيقة)

وصلات خارجية

موسوعات ذات صلة :