چرا IPv5 هرگز به اینترنت راه پیدا نکرد؟ روایت یک پروتکل گمشده در تاریخ شبکه

پروتکل‌های اینترنت معمولاً با نام‌هایی مثل IPv4 و IPv6 شناخته می‌شوند، اما میان این دو نسخه، عدد دیگری هم وجود دارد: IPv5. بسیاری تصور می‌کنند این نسخه هرگز ساخته نشده، اما حقیقت این است که IPv5 وجود داشت، در پروژه‌های مختلف استفاده شد و حتی روی تجهیزات واقعی هم پیاده‌سازی شد. با این حال هیچ‌گاه به پروتکل رسمی اینترنت تبدیل نشد. اما IPv5 دقیقاً چه بود، چرا توسعه یافت و چرا سرنوشت آن با IPv4 و IPv6 متفاوت شد؟

در حالی‌که همه کاربران اینترنت با نام‌های IPv4 و IPv6 آشنا هستند، کمتر کسی می‌داند میان این دو، پروتکلی با عنوان IPv5 نیز وجود داشته است؛ نسخه‌ای آزمایشی و فراموش‌شده که قرار بود بستری برای انتقال زنده داده‌ها باشد اما هرگز به عنوان یک پروتکل رسمی اینترنت پذیرفته نشد و در نهایت با گسترش پهنای باند و فناوری‌های نوین، از دور خارج شد.

اخیراً یکی از فعالان دنیای فناوری در X دوباره نام IPv5 را زنده کرد و نگاه‌ها را به سمت این شاخه‌ی فراموش‌شده اما جالب تاریخ اینترنت چرخاند. این پروتکل در دهه‌ی ۱۹۷۰ توسط آزمایشگاه لینکلنِ دانشگاه MIT طراحی شده بود. این ایده که آن زمان بسیار جسورانه تلقی می‌شد از همان ابتدا برای انتقال زنده و بلادرنگ مانند چیزی شبیه به تماس‌های تصویری و کنفرانس‌های آنلاین امروزی داده‌ها به دنیا آمد؛ رویایی که در آن روزگار هنوز چندین دهه با واقعیت فاصله داشت.

البته همه شما هم احتمالاً می‌دانید که IPv5 این ایده هرگز به استاندارد اینترنت عمومی تبدیل نشد. اما شاید برایتان جالب باشد که بدانید چرا این طرح جذاب اولیه نتوانست خط داستانی اینترنت را ادامه دهد و مجبور شد تا جای خود را مستقیماً به IPv6 دهد.

IPv4 و IPv6؛ ستون‌های اصلی اینترنت مدرن

پروتکل IPv4 در سال‌های ۱۹۸۲ و ۱۹۸۳ معرفی شد و با آدرس‌دهی ۳۲ بیتی، حدود ۴.۳ میلیارد آدرس یکتا فراهم کرد. این تعداد آدرس در ابتدای کار اینترنت غیرقابل تصور بود و همگان تصور می‌کردند که برای فضای اینترنت کافیست، اما رشد انفجاری این فناوری در دهه‌های بعد باعث شد این ظرفیت به سرعت رو به پایان برود.

برای حل این مشکل، IPv6 در سال ۱۹۸۹ معرفی شد و پس از سال ۲۰۰۰ رفته‌رفته در شبکه‌های جهانی مورد استفاده قرار گرفت. این پروتکل با آدرس‌دهی ۱۲۸ بیتی، عدد خارق‌العاده 340 آندسیلیون (عدد یک با 36 صفر جلوی آن) آدرس را فراهم می‌کند و علاوه بر آن، قابلیت‌هایی مثل امنیت IPsec، ساختار ساده‌تر سربرگ‌ها و پشتیبانی بهتر از دستگاه‌های همراه را ارائه می‌دهد.

با این وجود، بسیاری از کسب‌وکارهای اینترنتی هنوز به IPv4 وفادار مانده‌اند و گذار کامل به IPv6 را به تأخیر می‌اندازند. کمبود آدرس‌های IPv4 موجب شده ارزش آنها طی سال‌های اخیر افزایش یابد و حتی شرکت‌ها از آدرس‌های IPv4 به عنوان وثیقه برای دریافت وام‌های چند میلیون دلاری استفاده کنند.

IPv5؛ شاخه‌ای آزمایشی که به سرانجام نرسید

همانطور که عنوان شد در میان تحولات فوق سریع دنیای اینترنت، IPv5 هرگز یک گزینه واقعی برای جایگزینی IPv4 نبود. این پروتکل نه یک سیستم آدرس‌دهی عمومی، بلکه تلاشی پژوهشی برای ایجاد یک بستر انتقال جریان‌محور (Stream-Oriented) بود. این نسخه که با نام Internet Stream Protocol (ST) نیز شناخته می‌شود، تقریباً هم‌زمان با IPv4 توسعه یافت و هدف اصلی آن پشتیبانی از انتقال پیوسته صدا و تصویر در بستر شبکه بود.

در جریان توسعه ST/IPv5 حتی سخت‌افزارهای آزمایشی برای پروتکل صوتی شبکه (NVP) ساخته شد؛ تجهیزاتی که بعدها الهام‌بخش نخستین دستگاه‌های VoIP شدند. به بیان دیگر، IPv5 بیشتر یک پیاده‌سازی تجربی برای قابلیت‌های استریم و ارتباطات زنده بود تا یک پروتکل اینترنتی فراگیر.

اما با ورود فناوری‌های پهن‌باند و کاهش مشکلات پهنای باند و تأخیر، پروتکل ST کارکرد خود را از دست داد و به‌عنوان یک شاخه زائد از درخت اینترنت کنار گذاشته شد.

قبل از هر توضیحی باید اشاره کنیم که به صورت کلی در فضای ارتباط داده‌ای شبکه، دو نوع پروتکل برای تضمین صحت داده وجود دارد: اتصال‌گرا (Connection-Oriented) مانند TCP که برای هر بسته تأییدیه ارسال می‌کنند و دقت بالاتری دارند، و غیراتصال‌گرا (Connectionless) مانند UDP که تنها در سطح نشست صحت داده را بررسی کرده و سرعت بیشتری ارائه می‌دهند. از نظر فنی، IPv5 بر خلاف IPv4 که connectionless بود، به‌صورت connection-oriented عمل می‌کرد.

این پروتکل با ایجاد یک جریان رزرو‌شده شامل کانال کنترل و کانال داده، امکان تخصیص پهنای باند، تضمین تأخیر کم و حفظ ترتیب بسته‌ها را فراهم می‌کرد. با این حال، محدودیت‌های ذاتی IPv5 مانع از تبدیل آن به پروتکل اصلی اینترنت شد. استفاده از آدرس‌دهی ۳۲ بیتی همان مشکل IPv4 را تکرار می‌کرد و طراحی stateful آن باعث می‌شد روترها برای هر جریان مجبور به نگهداری وضعیت شوند؛ موضوعی که در ابعاد اینترنت جهانی غیرقابل مدیریت بود.

با ورود فناوری‌های پهن‌باند و ظهور راهکارهای سبک‌تر مانند UDP و RTP، نیاز به Stream Protocol کاهش یافت. در نهایت، IETF برای جلوگیری از تداخل نام‌گذاری، شماره ۵ را کنار گذاشت و اینترنت مستقیماً از IPv4 به IPv6 مهاجرت کرد؛ پروتکلی که علاوه‌بر رفع مشکل آدرس‌دهی، امنیت و معماری مسیریابی را نیز متحول ساخت.

چرا از IPv4 مستقیماً به IPv6 رفتیم؟

اگرچه IPv5 در اسناد توسعه به‌صورت غیررسمی با همین نام شناخته می‌شد، اما هیچ‌گاه به عنوان یک استاندارد جهانی اینترنت تأیید نشد. به همین دلیل و برای جلوگیری از سردرگمی در نام‌گذاری، وقتی زمان انتخاب جانشین IPv4 فرا رسید، پروتکل تازه «IPv6» نام گرفت و شماره ۵ برای همیشه کنار گذاشته شد.

امروز IPv5 بیشتر یک یادگار تاریخی از دوران اولیه اینترنت است؛ تلاشی که گرچه به مقصد نرسید، اما نقش مهمی در شکل‌گیری فناوری‌های ارتباطی مدرن ایفا کرد.

بعد از IPv6 چه می‌شود؟

با وجود اینکه IPv6 همچنان ظرفیت بسیار گسترده‌ای برای توسعه دستگاه‌های متصل دارد، اما این سوال مطرح است که پس از گذر از این پروتکل باید منتظر چه فناوری یا پروتکل‌هایی باشیم؟ در حال حاضر پژوهشگران حوزه اینترنت بر این باورند که باید توجه به دنیای اینترنت را به صورت ساختاری تغییر داد. در واقع می‌توان گفت که بعد از IPv6، یکی از گزینه‌هایی که در تحقیقات شبکه‌ آینده مورد توجه جدی است، معماری شبکه‌ای بازگشتی یا RINA (Recursive Internetwork Architecture) است. در این مدل، به جای لایه‌های اختصاصی با وظایف ثابت (مثل TCP، IP، ARP)، یک لایه عمومی تکرارشونده تعریف می‌شود که همان مکانیسم «ارتباط بین فرایندها» (IPC) را مدیریت می‌کند.

در این ساختار، مفاهیمی مثل کیفیت سرویس (QoS)، چندآدرس‌دهی (multihoming) و مدیریت ساده‌تر مسیرها به‌صورت بنیادین و بدون نیاز به پروتکل‌های تخصصی اضافی مثل RTP، UDP یا ساختارهایی مثل NAT و سیستم‌های خودکار حوزه‌های مستقل پشتیبانی می‌شوند.