Ipv4 и ipv6 что это такое

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.

IPv4 и IPv6 – в чем разница?

Адрес интернет протокола (IP) – это уникальный числовой идентификатор определенного устройства в сети. На данный момент существует две действующие версии адресов – IPv4 и IPv6. На первый взгляд их главное различие заключается в длине адресного пространства. Для четвертой версии – это 32 бита и 128 бит для IPv6. В действительности отличий намного больше.

Исчерпание IPv4

Четвертая версия интернет–протокола была создана в 1981 году и пока еще считается основной. Адреса IPv4 состоят из четырех десятичных чисел в 1 байт, разделенные точками. Например: 12.34.56.78. Поскольку длина адреса интернет–протокола 4-й версии составляет 4 байта или 32 бита, то и количество IP-адресов имеет свои ограничения. Это понимание спровоцировало разработку новой версии IP c большим адресным пространством еще в 1990-х годах. С ростом устройств и развитием сетей, вопрос исчерпания IPv4 становился все более очевидным.

Это не удивительно, так как интернет разрабатывался в военных и научных целях. Кто бы мог представить, что у каждого человека может быть по несколько гаджетов и устройств. Что уж говорить про умные машины, пылесосы и лампочки, которым также нужны свои адреса. Данное развитие событий совершенно не прогнозировали.

Первоначально IPv4–адреса использовали классовую адресацию, от которой пришлось отказаться в сторону перехода на бесклассовую технологию CIDR, а затем на NAT – механизм преобразования сетевых адресов. Несмотря на попытки масштабирования, процесс распределения адресов стал обгонять возможности самой архитектуры IPv4.

В 2011 году администрация адресного пространства IANA выделила 5 последних блоков /8 IPv4 интернет–регистраторам. В 2012 RIPE начал распределять последний блок /8. Всего в мире насчитывается порядка 4,29 миллиарда адресов IPv4. Переход на версию интернет–протокола версии 6 считается единственным решением проблемы исчерпания IP-адресов.

Переход на новую версию протокола IP считается естественным и неизбежным процессом развития технологий. Сейчас уже используются обе версии адресов, однако со временем количество IPv6 будет увеличиваться. Адресное пространство IPv4 рано или поздно закончится, а новые устройства, которые будут выпускаться, могут не поддерживать в своих базовых настройках старую версию протокола. Производители Cisco и D-Link уже включили IPv6 по умолчанию в настройках своих маршрутизаторов. Все это будет усложнять работу с IPv4 и однажды его признают устаревшим.

Версия IPv6

Протокол был создан в 1996 году в качестве замены своему предшественнику. В 2012 году организацией ISOC и нескольким крупным интернет–сервисам, было проведено мировое тестирование нового протокола. Успех этого мероприятия доказал готовность к внедрению IPv6.

Адресное пространство IPv6 составляет 128 бит или 16 байт, что в четыре раза больше предыдущей версии. Это позволяет обеспечивать потребности пользователей интернета колоссальным количеством адресов. IPv6 состоит из шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Например: 1234:0ABC:0000:0011:0000:0000:0000:00AA. Для удобства использования адрес сокращают одним из способов, например: 1234:ABC:0:11:0:0:0:AA или 1234:ABC:0:11::0:AA. В IPv6 используются буквенно-цифровые методы адресации.

Преимущества IPv6

• Огромное адресное пространство, где каждому устройству хватит своего белого адреса.
• Нет необходимости использовать NAT, что благоприятно для VPN, peer-to-peer сетей.
• Более эффективная маршрутизация благодаря иерархичности структуры адресов. Таблицы маршрутизации значительно меньших размеров, чем у IPv4.
• Автоматическое создание и настройка адресов SLAAC, без использования DHCPv6–сервера (или совместно с ним).
• Более эффективная обработка пакетов благодаря оптимизированным заголовкам.
• Обязательная поддержка шифрования трафика IPsec.
• Интернет–протокол 6 версии лучше совместим с мобильными сетями, нежели его предшественник.

Количество IP-адресов версии 6 стабильно растет. Динамику распространения IPv6 с распределением по странам можно посмотреть на специальном сервисе Google. Данные постоянно обновляются. На момент публикации этой статьи, общая доля трафика IPv6 составляет около 36%.

ИТ–гиганты как Google, Amazon, Facebook уже давно работают на IPv6. Крупные хостинг–провайдеры также предоставляют новые версии адресов клиентам при размещении или аренде серверов в дата-центре. Однако общая динамика перехода с 4 на 6 версию сильно отстает от прогнозов. И на это есть причины.

Минусы IPv6

• Плохая совместимость с существующей инфраструктурой. Для провайдеров и компаний с крупными ИТ–инфраструктурами переход на шестой протокол сулит финансовые и временные расходы. Это покупка нового оборудования, его настройка, оптимизация сети и используемых устройств, обновления DNS и прочие работы.
• IPv6 не имеет обратной совместимости с IPv4, поэтому во время работы приходится использовать режим Dual stack, когда обе версии работают параллельно друг с другом. Это приводит к двойной работе и потенциальному снижению безопасности.
• Не все до конца понимают как правильно настраивать и работать с IPv6.
• Как иронично бы это не казалось, но длина IP шестой версии. Адреса сложнее запомнить и использовать в повседневной жизни.

Сравнение IPv4 и IPv6

Описание	IPv4	IPv6
Адрес	Числовой адрес длиной 32 бита (4 байта). Октеты разделены точкой.	Буквенно-цифровой адрес длиной 128 бит (16 байт). Первая часть (64 бита) — префикс сети, вторая — номер хоста. Двоичные биты разделены двоеточием
Маска адреса	Применяется для отделения адреса сети от хоста	Не применяется
Заголовок	Количество полей — 12. Длина — 20-60 байт в зависимости от параметров	Количество полей — 8. Длина — 40 байт
Типы адресации	Широковещательная рассылка	Многоадресная рассылка
Настройка	Адреса и маршруты должны быть назначены.	Конфигурация является необязательной.
Конфигурация сети	Ручная или с DHCP	Автоматическая настройка
DNS-записи	Записи pointer (PTR), in-addr.arpa DNS домен	Записи pointer (PTR), ip6.arpa DNS домен
Управления группами	Используется IGMP	Используется протокол MLD
Фильтрация пакетов	ПВстроенная в стек TCP/IP функция, настраивается через System i Navigator.	Фильтрация пакетов не поддерживается.
Изменение адреса	Выполняется вручную или с помощью DHCP.	Встроенная функция, которая выполняется в полуавтоматическом режиме.
Протокол маршрутной информации (RIP)	Поддерживается маршрутизируемым демоном	Используются статические маршруты
Протоколы управляющих сообщений (ICMP)	Применяется ICMPv4	Применяется ICMPv6. Среди встроенных функций: обнаружение соседей (ND), обнаружения маршрутизатора, управление передачей в Mobile IPv6. Поле TTL отсутствует.
Максимальный блок передачи (MTU)	Размер пакета составляет 576 байт. Фрагментация необязательна.	Минимальный допустимый размер – 1280 байт без фрагментации.
Отображение	Применяется протокол определения адреса ARP.	Применяется протокол обнаружения соседей NDP.
Внутренние и внешние адреса	Используются внешние адреса за исключением частных диапазонов 10.*.*.* (10/8), 172.16.0.0 — 172.31.255.255 (172.16/12) и 192.168.*.* (192.168/16).	Используются внешние и временные (анонимные) адреса. Временный адрес имеет ограниченный срок действия и не содержит идентификатор интерфейса.
Запуск и завершение работы	Команды STRTCP и ENDTCP.	Интерфейсы запускаются автоматически, если параметр AUTOSTART содержит значение *YES.

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.

Чем отличаются протоколы IPv4 и IPv6?

IPv6 (протокол IP версии 6), определяемый в сетевом этикете RFC 2460, является последним поколением протокола IP, определенного стандартом рабочей группы проектирования Интернета (IETF). Первой стабильной версией протокола IP является IPv4 (версия IP 4). Учитывая то, что IPv6 призван в конечном итоге заменить IPv4, сейчас они тесно взаимодействуют, большинство инженеров их используют одновременно.

Преимущества использования IPv6

Уровень IP-стека протоколов TCP/IP — это наиболее важный элемент всей архитектуры сети Интернет. Однако через десять лет после того, как протокол IP стал общедоступным в 1980-х годах, ограничения версии IPv4 с точки зрения масштабирования и возможностей стали очевидными. Для работы IPv4 необходимы несколько дополнительных компонентов, таких как ICMP и ARP. К середине 1990-х годов была разработана система для замены данной версии. Для удовлетворения растущих требований Интернета требуется переход на версию IPv6, а профиль интернет-технологий требует одновременного использования доступа как через IPv4, так и через IPv6.

IPv6 предлагает такие преимущества по сравнению с IPv4:

• Более эффективная маршрутизация без фрагментации пакетов
• Встроенное качество обслуживания (QoS) для проведения различия между чувствительными к задержке пакетами
• Ликвидация механизма преобразования сетевых адресов NAT для расширения адресного пространства с 32 до 128 бит
• Встроенный протокол защиты на уровне сети (IPsec)
• Автоматическая настройка адресов без внутреннего состояния для упрощенного администрирования сети
• Улучшенная структура заголовка с помощью сокращений обработки служебных данных

Принцип работы IPv4 и IPv6

• 128 бит в адресе IPv6 — это восемь блоков шестнадцатеричных битов, разделенных двоеточием. Например: 2dfc:0:0217:cbff:fe8c:0.
• Адреса IPv4 делятся на «классы» с помощью сетей класса А для нескольких огромных сетей, сетей класса С для тысяч небольших сетей и сетей класса B для средних сетей. В IPv6 используется разбиение на подсети для корректировки размеров сети с назначением адресного пространства.
• В IPv4 используется адресное пространство типа класса для многоадресной передачи (224.0.0.0/4). В IPv6 используется адресное пространство для многоадресной передачи в FF00::/8.
• В IPv4 используются адреса широковещательной рассылки, которые заставляют каждое устройство останавливаться и просматривать пакеты. В IPv6 используются группы многоадресной передачи.
• В IPv4 для закольцовывания используется 0.0.0.0 в качестве неопределенного адреса и адреса типа класса. В IPv6 используются :: и ::1 как неопределенный адрес и адрес закольцовывания соответственно.
• В IPv4 используются глобальные уникальные общедоступные и частные адреса. В IPv6 используются глобальные уникальные адреса одноадресной рассылки и локальные адреса (FD00::/8).

Внедрение устройств Juniper Networks

Компания Juniper Networks соблюдает стандартные правила назначения и отображения RFC 5952 для адресов IPv6. Эти правила означают, что устройства должны принимать все способы ввода адреса.

Junos Address Aware — это портфель программного обеспечения для назначения адресов и туннелирования для маршрутизаторов серии MX, который помогает операторам сети экономить и расширять свой пул адресов IPv4, обеспечивать сосуществование IPv4 и IPv6 и прагматический переход на IPv6.