В чем разница между IPv4 и IPv6
Интернет-протоколы, или так называемые, IP-адреса – протокол связи, через который происходит передача данных (датаграмм). С их помощью соединяются все персональные компьютеры и другие устройства из разных уголков мира, превращаясь в единую сеть – интернет. По IP определяется месторасположение оборудования, перевод информации в датаграммы и указывается их путь от источника к получателю. Работают интернет-протоколы на основании определенных закономерностей и требований, требующих обязательного учета при передаче данных.
Всемирная сеть постоянно развивается. И, чтобы соответствовать постоянно возрастающим нормам и требованиям, видоизменяются и стандарты. Так, наряду с системой IPv4 на рынке представлена еще одна – IPv6. В чем же отличие? Что лучше: IPv4 или IPv6 и так ли просто будет перейти на более высокую версию протокола связи?
Что это: IPv4 и IPv6?
IPv4 – один из основных интернет-стандартов, реализованных на правилах взаимодействий между сетями на онлайн-просторах. Его первая версия разработана в конце 60-х годов прошлого века специально для компьютерной сети американского Министерства обороны – Arpanet (Advanced Research Projects Agency Network, Сеть Агентства передовых исследований). Именно она считается прародителем интернета. В работе этот протокол применяет 32-битные поля источника и адресата, ограничивающие допустимое пространство до 4,3 млрд. адресов. А на сегодня их общее количество уже перевалило через 20 млрд., и цифра постоянно увеличивается.
IPv4 применяется для обеспечения качественного соединения в сетях, основываясь на коммутационных пакетах. Здесь реализована технология передачи датаграмм, имеющая непосредственную связь между текущей нагрузкой на трафик и пропускной способностью, временем доставки. Но здесь нет гарантий, что информация будет доставлена или доставлена только один раз, без повторов. Также в IPv4 не предусмотрено определенной последовательности действий.
Ограничения 4 версии интернет-протокола стимулировали работы над более усовершенствованным поколением еще в первой половине 90-х годов прошлого века. Разрабатывала это Целевая группа Internet Engineering Task Force (IETF). Специалистам удалось решить проблему с ограничением количества адресов, теперь их предоставляется бесконечное множество. Не актуальным стало и исчерпание IP-адреса. Но все же IPv4 и IPv6 сети достаточно схожи между собой: 6 версия интернет-протокола обеспечивает абсолютную передачу данных по разным сетям, основываясь на уникальных принципах проектирования, которые были реализованы в 4 поколении. Но она уже применяет 128-битные адреса, способные обеспечить «именем» более, чем 34*10 37 пользователей. А этого более, чем хороший запас.
IPv4 и IPv6: что это такое и в чем разница
Internet Protocol наиболее важный протокол коммуникации в Internet Protocol Suite, который используется для маршрутизации и адресации пакетов для сетевых устройств например, компьютеры, ноутбуки в одной сети или в ряде взаимосвязанных сетей. В настоящее время существует две версии интернет-протокола: IPv4 и IPv6 . Что означают IPv4 и IPv6? Как различить IPv6 и IPv4? Дальше подробно расскажем об основных отличиях.
IPv4 — что это такое?
Так называют четвертую версию IP, устанавливающую правила функционирования компьютерных сетей по принципу обмена пакетами. Отличительная черта это версий в том, что она использует 32-битную адресную схему, позволяя хранить 2^32 адреса (4,19 млрд. адресов). Когда устройство (компьютер, коммутатор или любое другое оборудование) подключается к интернету и выходит в глобальную сеть, ему присваивается уникальный IP-адрес. Это может быть, например, 192.149.252.76 или другой набор цифр.
Отметим основные особенности данной версии протокола:
1. Протокол без установления соединения.
2. Разрешает создание простого виртуального коммуникационного уровня на разнообразных устройствах
3. Не требует большого объема памяти.
4. Поддерживается миллионами устройств.
5. Предлагает видеотеки и конференции.
Однако уже вскоре после появления и запуска IPv4 были выявлены его основные недостатки — в первую очередь отсутствие масштабируемости. Немаловажен и тот факт, что для полноценной работы протокола нужны надстройки вроде ICMP и ARP. Поскольку со временем требований к интернету становилось всё больше, появилась потребность в новом более совершенном протоколе коммуникации. Так были направлены усилия на разработку IPv6. Появилась новая версия, которая отвечает более жестким требованиям лучше, чем предыдущая версия.
IPv6 — что это такое?
IPv6 развернули в 1999 году. Одной из причин его появления стал крайне высокий спрос на IP-адреса. То есть к этому моменту IP-адресов по IPv4 банально стало не хватать для удовлетворения основных требований. Здесь стоит отметить, что IP-уровень стека протоколов TCP/IP считается самой важной частью всей архитектуры глобальной сети. Так вместе с IPv6 стал доступен еще больший запас адресов, покрывающий текущий уровень спроса. IPv6 — это 128-битный IP-адрес, поддерживающий 2^128 интернет-адресов. Использование IPv6 решает проблему ограниченных ресурсов сетевых адресов, плюс устраняет барьеры для многих устройств доступа. Адрес IPv6 можно записать в виде 3ffe: 1900: fe21: 4545: 0000: 0000: 0000: 0000.
Основные особенности новой версии протокола:
1. Иерархическая инфраструктура адресации и маршрутизации.
2. Конфигурация с сохранением состояния и без сохранения состояния.
3. Поддержка качества обслуживания (QoS).
4. Идеальный протокол для взаимодействия с соседними узлами.
Мы можем говорить, что по своему назначению IPv4 и IPv6 полностью одинаковы, так как оба протокола обеспечивают идентификацию компьютеров и другого оборудования, подключенного к глобальной сети. Но он по-разному работают. Каковы различия между IPv4 и IPv6?
Отличия между IPv4 и IPv6?
Исходя из особенностей двух версий протокола и всего вышесказанного в целом, можно отметить ключевые отличия между ними. Они следующие:
128 бит в IPv6-адресе представлены в виде восьми 16-битных шестнадцатеричных блоков с двоеточиями между этими блоками. Например, 2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0. Когда IPv4 записывается в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками. Через дробь указывают маски подсети — 192.168.0.0/16.
IPv4 использует широковещательные адреса для передачи соответствующих пакетов, IPv6 многоадресные группы.
IPv4 использует 0.0.0.0 как неопределенный адрес, а 127.0.0.1 для создания адреса обратной связи (loopback). В IPv6 для этих целей используются :: и ::1.
IPv4 использует глобально уникальные публичные адреса для трафика и «частные» адреса, IPv6 глобально уникальные юникаст-адреса и локальные адреса (FD00::/8).
В конце-концов, IPv6 просто лучше прошлой версии. По каким параметрам? Например, протокол обеспечивает более эффективную маршрутизацию без фрагментации пакетов. К тому же в этой версии предусмотрена технология QoS, способная выявлять чувствительные в отношении задержки пакеты.
Улучшенная структура заголовка уменьшает временные потери на обработку, а для упрощения администрирования сети предусмотрена автоконфигурация адресов.
Какой протокол быстрей и безопасней?
Нельзя сказать, что IPv6 безопасней IPv4. В этом плане они одинаковы. Но после запуска IPv6 стала доступной возможность шифровать интернет-трафик с помощью стандарта шифрования IPSec. Он менее распространен, чем SSL, тем не менее, не даёт прочитать содержимое трафика при его перехвате. Обеспечить шифрование можно только при помощи специального оборудования, стоящего немалые деньги. Справедливости ради стоит сказать, что IPSec можно реализовать и на IPv4.
Еще один популярный вопрос — какая версия быстрей. Здесь подчеркнем, что вы не ощутите серьезную разницу в скорости интернета с IPv6 и IPv4. У IPv6 простой формат, но во время перехода некоторые методы вроде IPv6-туннелей будут создавать дополнительную задержку при преобразовании запросов в IPv4. Поэтому прибавки скорости с использованием IPv6 вы не почувствуете, как и замедления скорости интернета в случае использования IPv4.
Почему не все переходят на IPv6?
Главный вопрос — финансовый. Переход на IPv6 требует полной замены всего сетевого оборудования (коммутаторов и тд), заточенного для работы с IPv4. Поэтому не все считают рациональным что-либо менять. Плюс ко всему, сильно замедляют переход на новый протокол динамические IP-адреса. Это одна из мер по борьбе с нехваткой адресов. После подключения и отключения от интернета пользователь с динамическим «айпишником» освобождает его и делает доступным для других пользователей. Но это не означает, что сегодня IPv6 не используется. По сведениям некоторых провайдеров в США, около половины абонентов перешли на использование этой версии протокола. Сегодня он активно используется параллельно с предыдущей версией.
Все, что вам надо знать о разнице между IPv4 и IPv6
Внедрение протокола IPv6 открыло новую эпоху развития сети Интернет. Мы косвенно касались его применения в статьях про CG-NAT, сейчас наглядно покажем различия между IPv6 и IPv4, а также объясним, почему IPv6 — интернет-протокол будущего.
Что такое Internet Protocol (IP)?
Internet Protocol (IP) – это набор правил, определяющих формат данных, отправляемых через Интернет или другую сеть. Проще говоря, это способ, с помощью которого ваша информация перемещается по Интернету.
| Особенности IPv4 | Особенности IPv6 |
| Поддерживает 4 миллиарда интернет-адресов | Поддерживает 340 триллионов, триллионов, триллионов интернет-адресов |
| Запаса адресов уже не хватает для всех устройств на земле | Адресов хватит на всех: 340,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 |
| 32-битная адресация | 128-битная адресация |
| Разработан в конце 70-х годов, когда и не предполагалось такое множество интернет-устройств | Позволяет каждому человеку на земле иметь сотни миллионов интернет-устройств |
Какова ситуация с адресами на сегодняшний день?
Мы исчерпали все доступные адреса IPv4, необходим переход на IPv6.
Более 4 миллиардов интернет-устройств уже используют публичные адреса, и в будущем их число будет только расти. К сети подключаются все новые и новые типы устройств: системы умного дома, смарт-часы, телевизоры, бытовая техника и даже автомобили.
Если адреса IPv4 закончились, то как к интернету подключаются новые устройства?
На помощь приходит Network Address Translation (NAT) – система преобразования сетевых адресов, которая позволяет изменять в заголовке пакета ваш локальный адрес на публичный. Это делает возможным использовать один публичный адрес для множества устройств с локальными адресами.
Проще говоря – это позволяет повторно использовать один IP-адрес, как общий банковский счет для нескольких семейных кредитных карт.
В таком решении есть плюсы и минусы.
| Положительные свойства NAT | Отрицательные свойства NAT |
| Простота внедрения для оператора связи | Снижение производительности |
| Возможность управления сетью | Повышение сложности процесса |
| Встроенный брандмауэр | Сложности с IPsec |
Но единственным полноценным решением проблемы с нехваткой IP-адресов, является переход на IPv6.
В чем отличие IPv6?
Если представить, что адресное пространство IPv4 размером с почтовую марку, то адресное пространство IPv6 по размеру можно сравнить с солнечной системой!
IPv6 менее сложный!
Несмотря на то, что адреса IPv6 длиннее, они не содержат лишнюю информацию.
Содержимое заголовка IPv4
Содержимое заголовка IPv6
В то время как адрес IPv4 является двоичным, например, 10.140.10.150, адрес IPv6 является шестнадцатеричным, т.е. 3ffe: 1900: 4545: 3: 200: f8ff: fe21: 67cf.
Что произошло после запуска IPv6?
С момента мирового запуска IPv6 в июне 2012 года, число подключений пользователей к Google по этому протоколу утроилось.
На графике показан процент подключений к сервисам Google по протоколу IPv6 за последние несколько лет, и если такая тенденция будет продолжаться, то к 2018 году это протокол станет доминирующим.
Кто использует IPv6?
В настоящий момент уже более 20 000 веб-сайтов используют протокол IPv6, и среди них такие гиганты как Facebook, Yahoo, Google, Wikipedia, YouTube и другие.
Почему компании и операторы связи должны переходить на IPv6?
- Неизбежность – в скором времени протокол IPv6 станет единственным вариантом подключения новых устройств или хостов к сети интернет.
- Эффективность – протокол IPv6 устраняет большинство проблем, связанных с конфликтом адресов присущих IPv4, а также предоставляет более оптимизированные соединения для устройств.
- Безопасность – протокол IPv6 шифрует трафик и проверяет целостность пакетов, обеспечивая VPN-подобную защиту для стандартного интернет-трафика.
Мнение эксперта
«Очевидно, что за IPv6 будущее и вероятно интернет вещей сможет ускорить его наступление после 20 лет застоя, но пока операторам следует внедрять IPV6 с осторожностью, предоставляя его тем клиентам, кому он действительно нужен. Причины такого положения не меняются годами: в свежих отчетах RIPE сообщается, что вероятность получить сбой по IPv6 в 8 раз выше чем по IPv4, и что страдает связность – задержка доставки пакета может вырасти в десяток раз. По последней причине социальная сеть VK (ВКонтакте) недавно перестала анонсировать свой IPv6 адрес. Пример VK наглядно показывает, почему массовое внедрение IPv6 все время откладывается.
Тогда кому же действительно нужен IPv6? Вебмастерам: для тестирования доступности своих сайтов. Игрокам пиринговых компьютерных игр, которым NAT нередко создает проблемы. Хакерам: то что было защищено по IPv4, часто оказывается беззащитно по IPv6. Жителям Крыма: Google ограничил их доступ к своим сервисам по IPv4, но “забыл” это сделать по IPv6. Так что, несмотря на все проблемы, IPv6 уже востребован и возможность его предоставления клиентам является конкурентным преимуществом оператора», Дмитрий Молдаванов, компания «VAS Experts».
Покупая сетевое оборудование сейчас, надо готовить свои сети к будущему, а значит обеспечить его поддержкой IPv6 уже сейчас. Система контроля и анализа трафика СКАТ DPI от российского разработчика «VAS Experts» в L2 BRAS поддерживает Dual Stack – одновременную выдачу абоненту адресов обоих видов, и в ближайшее время получит возможность фильтрации и анализа нового протокола. Регулярные обновления платформы и добавление новых функций, позволит произвести плавный переход сетей оператора связи на интернет-протокол будущего – IPv6.
Более подробную информацию о преимуществах СКАТ DPI, ее эффективном использовании на сетях операторов связи, а также миграции с других платформ, вы можете узнать у специалистов компании «VAS Experts», разработчика и поставщика системы анализа трафика СКАТ DPI.
Подпишитесь на обновления в нашем блоге, чтобы всегда оставаться в курсе последних событий в сфере телеком.
Протоколы ipv4 ipv6: их отличия, преимущества и недостатки
С определенной периодичностью в нашу клиентскую поддержку приходят запросы от потенциальных пользователей VPN, которые интересуются возможностью подключения IPv4 или IPv6 адреса. В настоящее время мы не работаем с IPv6 адресами, и в этой статье хотели бы рассказать, почему в этом пока нет большой необходимости и в чем, собственно, отличие IPv4 от IPv6.
Что такое IP адрес?
Для начала поговорим о том, что скрывают за собой названия ipv4 адрес ipv6 адрес. IP, если вы еще об этом не знали, расшифровывается как Internet Protocol, v — это просто version или по-русски “версия”. То есть протоколы ipv4 ipv6 это интернет-протоколы связи версий 4 и 6, по которым происходит передача данных в глобальной сети. А IP-адрес — это идентификатор или уникальное имя устройства в сети, которое позволяет отличать его от других устройств. Это адрес, по которому запрашиваются и отправляются данные в сети и его наличие гарантирует то, что они дойдут до адресата. Важным моментом является то, что адреса, по возможности, не должны повторяться, ведь благодаря этому можно каждому пользователю разрешить определенный уровень доступа, а также этот доступ ограничить или запретить (ВПН поможет вам обойти этот запрет, но в данной статье речь не об этом).
Что такое IPv4 адрес и как он выглядит?
Появившийся в 1981 году IPv4 стал первым широко доступным протоколом связи в Интернете, более ранние версии использовались в основном IT-специалистами. Формат записи IP-адреса IPv4 — 32-битный и представляет собой четыре числа от 0 до 255, которые разделены точками. К примеру, вот так выглядит IPv4 адрес yandex.ru — 77.88.55.77, а вот так Google.ru — 173.194.32.184.
Проблема с IPv4 адресами
Формат IPv4 предполагает наличие около 4 млрд комбинаций, и в 80-х годах, наверное, этого было достаточно, но уже к середине 90-х стало понятно, что количество устройств растет с каждым днем, и однажды IPv4 адреса просто закончатся. Особенно актуальной эта проблема стала при появлении “интернета вещей”, когда доступ в сеть понадобился даже сигнализациям автомобилей, телевизорам, умным холодильникам, электроподстанциям и медицинским приборам. И это не говоря уже о том, что у каждого из нас сейчас по несколько личных гаджетов, с которых мы выходим в сеть.
Как пытались решить проблему ограниченного количества IPv4 адресов?
Поначалу IP-адреса присваивались без особой системы, и многие фирмы и предприятия получили слишком много адресов, которые не были им нужны. В дальнейшем эта система была изменена: появилось Управление по присвоению номеров Интернета (IANA) — организация, распределяющая крупные блоки IP-адресов на глобальной уровне, а также различные региональные управления, и далее — хостеры, которые предоставляют адреса конечным пользователям. Еще одним вариантом решения проблемы казалось введение динамических IP — адресов, которые присваивались устройству только на время присутствия в сети, а после отключения передавались другому устройству. Какое-то время эта система работала, к примеру, с мобильными телефонами, но сейчас мобильники подключены к сети практически постоянно, а многие сервисы требуют наличия постоянного статического IP-адреса, так что динамический IP перестал покрывать потребности пользователей. Устройствам, которые общаются между собой только в локальной сети, предложили присваивать частные или локальные (внутрисетевые) адреса. Но таких устройств с каждым днем все меньше, и им тоже приходится время от времени связываться с Интернетом — в этот момент применяется специальная NAT-технология для замены внутренних адресов на внешние IP.
IPv4 и IPv6 в чем разница?
Кардинально решить проблему нехватки IPv4 адресов помогло введение нового протокола связи. Первый вариант протокола IPv6 был анонсирован в 1995 году, а 6 июня 2012 года стоит запомнить как памятную дату Всемирного запуска IPv6. Как и ip адрес ipv4 ipv6 представляет собой двоичное число, только не 32-битное, а 128-битное. IPv6 адрес выглядит примерно следующим образом: 2001: 0db8: 67a3: 0000: 0000: 8a2e: 0230: 9834 IPv6 адреса в четыре раза длиннее адресов протокола IPv4 (8 групп по четыре символа от 0 до 9, а также латинские буквы от «а» до «е») и содержат в себе невероятное количество возможных комбинаций. Предполагается, что мы никогда не сможем использовать их все (но можем попытаться). С введением IPv6 адресов появилась возможность присваивать уникальный адрес каждому устройству в вашем доме, и даже отдельным частям устройств, это, в частности, невероятно расширяет возможности управления “умным домом”. IPv6 протокол разработан таким образом, что он немного быстрее обрабатывается маршрутизаторами (разница между ipv4 и ipv6 в скорости не настолько велика, чтобы вы смогли ее заметить), также он считается более безопасным за счет дополнительного шифрования данных (технология аутентификации и шифрования IPSec чуть позже была внедрена и в адреса протокола IPv4).
Нужен ли вам IPv6 адрес?
До сих пор не каждый провайдер может выдать вам IPv6 адрес и не каждое ваше устройство может с ним работать. Медленный переход пользователей новых устройств на протокол IPv6 объясняется тем, что для его использования нужно перенастроить сетевое оборудование, и, пока в этом не было острой необходимости, компании и простые юзеры предпочитали использовать привычный IPv4 протокол. IPv4 вроде как закончились, но периодически тут и там всплывают новости о найденных нескольких миллионах “забытых” адресов. В итоге, хотя новый протокол и был запущен впервые больше 25 лет назад, к маю 2021 года, по данным Google, его использовало только 31% пользователей поисковика. И что важнее: менее 20% существующих на данный момент сайтов поддерживают этот протокол. Входящий запрос к серверу, который все еще использует IPv4, сначала должен быть преобразован. Проще говоря, поскольку преобразование из одного формата IP в другой требует времени, IPv6, как правило, не быстрее. Если ваш провайдер вместо IPv4 выдаст вам IPv6, как конечный пользователь вы не заметите никаких перемен и не получите никаких ощутимых преимуществ. Вам не нужно беспокоиться, если вы используете IPv4 протокол — вы без проблем сможете посещать с ним любые интернет-ресурсы.
IPv4 и IPv6 сосуществуют в Сети
При разработке IPv6 изначально предполагалось, что выпущенные до его внедрения устройства не смогут с ним работать, так что типы адресов ipv4 ipv6 сосуществуют рядом в сети уже достаточно долгое время и неизвестно, когда произойдет полный переход на IPv6. Примирить два протокола помогает технология “двойного стека” Dual-stack IPv4+iPv6.
IPv6 и VPN
В настоящее время лишь единицы впн-провайдеров предлагают своим пользователям IPv6 адреса впн-серверов, просто потому что в этом нет технической необходимости и IPv4 пока еще имеются в наличии и доступны. Со временем (а точнее с исчерпанием IPv4) ситуация изменится, но пока до этого еще далеко. Если ваш интернет-провайдер выдал вам IPv6 вместо IPv4, это не помешает вам использовать IPv4 адрес впн-сервера.
Заключение
На данный момент нельзя определенно сказать, лучше IPv4 или IPv6. Использование IPv6 адресов пока не дает пользователям ощутимых преимуществ в скорости и безопасности. Ожидается, что достаточно долгое время оба протокола будут мирно сосуществовать в Сети. Большое преимущество IPv6 в их огромном количестве, которое потенциально дает возможность присвоить свой собственный идентификатор каждому устройству и даже их частям, что дает стимул к развитию интернета вещей. Как пользователь впн, вы можете пока не обращать внимания на то, какой у вас адрес IPv4 или IPv6.