Analysis and Efficient Use of IPv6, Comparison with IPv4

Abstract

This thesis aims to examine the Internet Protocols IPv4 and IPv6, which constitute the fundamental building blocks of computer networks, from both technical and conceptual perspectives, and to reveal the reasons for the transition to IPv6. The constant advancement of information technologies and the current increase in internet-based applications have necessitated a better adoption of network systems. Therefore, understanding the different layers of network communication and the protocols used is extremely important, both theoretically and practically. This study begins by thoroughly analyzing all seven layers of the OSI model, explaining the functions and roles of each layer in network communication. It then examines the TCP/IP model, focusing on its similarities and differences with the OSI model. In particular, the relationship between the Transport Layer (Layer 4) and the Network Layer (Layer 3) regarding the continuity and reliability of network communication is investigated. The next part of the thesis focuses on the addressing structure, packet delivery method, and existing limitations of the IPv4 protocol. Considering the increasing number of internet users and the potential exhaustion of addresses, the necessity of using the IPv6 protocol is emphasized. The advanced technologies offered by IPv6, such as its wide address space, simple header structure, and extended headers, are discussed in detail. Furthermore, some comparisons are made between IPv4 and IPv6 headers, and the conditions for the transition process to IPv6 are clearly presented. In conclusion, this study establishes a balanced approach between the models and protocols that form the fundamental structure of network technologies. It aims to clarify the practical applications and theoretical structure of internet protocols. As a result, this thesis serves as a highly important reference for those working on or studying such topics, particularly regarding the rollout and development of IPv6.

Bu tez, bilgisayar ağlarının temel yapı taşları olarak IPv4 ve IPv6 internet protokollerini teknik ve kavramsal açıdan incelemeyi ve IPv6'ya geçmenin nedenlerini ortaya koymayı hedeflemektedir. Günümüzün hızlı bilgi teknolojisi gelişimi ve internet temelli uygulamaların artışı, ağ yapılarının daha iyi anlaşılmasını zorunlu hale getirmiştir. Bu bağlamda, ağ iletişiminin hangi katmanlar üzerinden ve hangi protokollerle yapıldığını anlamak, hem teorik hem de pratik anlamda büyük bir önem taşımaktadır. İlk olarak, çalışmada OSI modelinin yedi katmanı ayrıntılı bir şekilde incelenerek, her bir katmanın işlevleri ve ağdaki rolü açıklanmıştır. Sonrasında TCP/IP modeli incelenmiş ve bu modelin OSI modeli ile benzerlikleri ve farklılıkları ortaya konmuştur. Özellikle Taşıma Katmanı (Layer 4) ile Ağ Katmanı (Layer 3) arasındaki bağlantı, ağ iletişiminin sürdürülebilirliği ve güvenilirliği açısından ele alınmıştır. Tezin ilerleyen bölümünde IPv4 protokolünün adresleme düzeni, paket iletim mekanizması ve kısıtlamaları üzerinde durulmuş; artan internet kullanıcı sayısı ve adres yetersizliği sorunları göz önüne alındığında IPv6 protokolüne geçişin gerekliliği açıklanmıştır. IPv6'nın sağladığı geniş adres alanı, basit başlık yapısı ve uzantılı başlıkları gibi yenilikler detaylı olarak incelenmiştir. Ayrıca, IPv4 ve IPv6 için birçok farklı başlıklar arasında karşılaştırmalar yapılmış ve IPv6'ya geçişin gereklilikleri ortaya konmuştur. Sonuç olarak, bu çalışma ağ teknolojilerinin temelini oluşturan modeller ve protokoller arasında bir bütünlük sağlamaktadır. İnternet protokollerinin teorik yapısını ve pratik uygulamalarını daha anlaşılır hale getirmeyi amaçlamaktadır. Bu açıdan bu tez, internet protokolleri ve özellikle IPv6'nın geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması üzerine eğitim gören öğrenciler ve bu alanda çalışan araştırmacılar için önemli bir kaynak olma niteliği taşımaktadır.