IPv4 и IPv6 являются версиями протоколов TCP/IP. Если это звучит как ругательство, которое ваш системный администратор шептал себе под нос, пожалуйста, читайте дальше.
IP относится к интернет-протоколу, основной части протокола управления передачей/пакета интернет-протоколов (TCP/IP).
TCP/IP – это набор стандартов и правил, регулирующих передачу и обмен упакованными данными (дейтаграммами) между устройствами в отдельных сетях. Интернет-протокол регулирует адресацию пакетов, упаковку/распаковку и эффективность маршрутизации через границы сети.
Для участия в обмене данными каждому интрасети или интернет–устройству необходим уникальный “IP-адрес” – точно так же, как у нас есть наша личная комбинация “имя и адрес”, используемая для получения писем по почте. Это также касается Proxy IPv6 для жилых помещений или центров обработки данных.
IP-адрес включен в стандартный заголовок каждого пакета данных. Без этого было бы невозможно гарантировать, что пакет был доставлен правильному адресату или отследить, кто его отправил.
Интернет–протокол – это позитивный мировой стандарт, используемый миллиардами людей на нескольких миллиардах устройств, включая то, которое вы используете для чтения этого. Это вдохновляет, не так ли?
Что такое IPv4?
IPv4 – это первый неэкспериментальный интернет-протокол. Он был создан в 80-х годах и с тех пор претерпел лишь незначительные изменения.
4,19 миллиарда уникальных адресов, разрешенных IPv4, казались неисчерпаемыми во время его разработки. Никто не мог предвидеть количество устройств, с которыми мы будем иметь дело в повседневной жизни. К началу 90-х годов стало очевидно, что пул бесплатных IP-адресов будет исчерпан в течение двух десятилетий.
Чтобы продлить срок службы набора IP-адресов IPv4, мы начали использовать их повторно и внедрили такие решения, как NAT (преобразование сетевых адресов).
Подход translate-and-forward снял требование об уникальном IP-адресе для каждого частного устройства: пока они поставляются с уникальным идентификатором интернет-провайдера, а этот интернет-провайдер, в свою очередь, не имеет повторяющихся идентификаторов в своей собственной сети, не было никакой неопределенности в отношении назначения дейтаграммы.
NAT – это жизнеспособное решение, которое все еще широко используется сегодня. Его проблемы в основном связаны с проблемами безопасности, дополнительной сложностью, ошибками и неэффективностью. При таком подходе с вложенной пересылкой одно устройство не может напрямую обращаться к другому.
Что такое IPv6?
Уже давно очевидно, что NAT и другие меры были лишь временными исправлениями: к 2020 году количество подключенных устройств достигло 46 миллиардов по всему миру – в десять раз больше предела IPv4.
В 1998 году Целевая группа по разработке Интернета опубликовала IPv6, последнюю версию интернет-протокола, разработанную для преодоления ограничений IPv4. IPv6 заменил 32-разрядный адрес IPv4 на 128-разрядный адрес, что расширило количество возможных уникальных комбинаций примерно до 340 триллионов триллионов триллионов IP-адресов.
Сегодня широко используются как IPv6, так и IPv4. IPv4 остается распространенным из-за проблем, возникающих при внедрении IPv6.
Каковы преимущества и недостатки IPv4?
IPv4 – это исторически значимый протокол, который сделал возможным наше подключение к Интернету и Интернет вещей.
Преимущества:
- установлен, включен почти на всех подключенных к Интернету устройствах, по-прежнему широко используется;
- удобно для интернет-провайдера для управления трафиком
- IP-адреса настолько просты, что вы можете запомнить их.
Недостатки:
- устаревший и требует расширения сложных протоколов;
- NAT противоречит одному из первоначальных принципов интернет-протокола: сквозному соединению с хостом.
Каковы преимущества и недостатки IPv6?
IPv6 – это современный протокол, созданный с учетом более реалистичных ожиданий: глобальные сети, потоковая передача и несколько устройств с одинаковым интерфейсом. Все это не было учтено при разработке IPv4.
Важнейшей особенностью IPv6 является то, что он восстанавливает основной принцип IP, потерянный из-за нехватки адресов IPv4. Теперь устройство может снова иметь глобально уникальный адрес, что означает прямое соединение между устройствами без осложнений системы перевода.
Преимущества:
- количество уникальных адресов не будет исчерпано в ближайшее время;
- проще сделать его приватным, если он реализован правильно;
- эффективная и логичная иерархическая инфраструктура адресации и маршрутизации;
- конфигурация с сохранением состояния и без сохранения состояния для разных вариантов использования;
- лучшие методы контроля ошибок;
- отсутствие протоколов преобразования адресов означает упрощение отслеживания источников, что обеспечивает большую прозрачность. Теоретически, более простая маршрутизация также означает меньше возможностей для вмешательства в данные во время их передачи;
- задача маршрутизатора упрощается – больше нет конфликтов идентификаторов частной сети;
- лучшая совместимость с мобильными сетями;
- улучшена эффективность пропускной способности при потоковой передаче на несколько устройств.
Недостатки:
- IPv6 не поддерживает обратную совместимость: устройство, поддерживающее только IPv4, не может подключиться к устройству с IPv6-адресом;
- для крупных организаций и интернет-провайдеров внедрение может быть дорогостоящим, поскольку оно плохо поддерживает постепенный переход.
Разница между IPv4 и IPv6
IPv6 – это не просто более новая версия своего предшественника, IPv4. Это совершенно другой дизайн. Разница не только в “длине” уникального имени: атрибуты и способ управления именами также являются новыми.
| IPv4 | IPv6 |
| Опубликовано 1978, развернуто 1981 | Опубликовано 1998, развернуто 2021 |
| 32-разрядный адрес. Атрибуты: сетевой префикс и адрес хоста. | 128-битный адрес. Атрибуты: идентификаторы интерфейса (последние 64 бита), область действия, время жизни пакета и т.д. |
| 4,19 миллиарда возможных адресов | 340 триллионов триллионов триллионов адресов |
| Бесплатный пул верхнего уровня исчерпан к 2011 году | Доступен широкий пул |
| Один адрес для каждого интерфейса | Часто несколько адресов с разными целями для одного интерфейса. |
| A few global public addresses for special uses | Vast number of global public addresses for most needs |
| Сложно изменить адрес устройства с течением времени | Легко изменить устройство или сетевой адрес с течением времени |
| Адрес выглядит как 192.168.1.1 | Адрес выглядит как fe80 ::d4a8:6435: d2d8: d9f3b11 |
| В основном ручная настройка сети | Автоматическая настройка и ручная настройка сети |
| Очень сложно обеспечить сквозную передачу из-за непрямого подключения | Позволяет обеспечить сквозную передачу |
| Широковещательная и дополнительная многоадресная рассылка | Только многоадресная рассылка |
| Проверка ошибки заголовка по контрольной сумме | Множественные проверки ошибок без контрольной суммы |
| Размер пакета 576 байт | Размер пакета 1280 байт |
| Фрагментация пакетов хостом или маршрутизатором | Фрагментация пакетов хостом |
| Нет настройки качества обслуживания | Инструкции по настройке QoS |
IPv4 против IPv6: что быстрее? Что безопаснее?
Является ли IPv6 более безопасным, чем IPv4? Является ли IPv4 более безопасным, чем IPv6?
Ни то, ни другое не является правильным. IPSec – это набор протоколов аутентификации, шифрования, безопасности, конфиденциальности и целостности данных, встроенных в IPv6. Теоретически, новый и более сложный подход IPSec IPv6 имеет преимущества перед IPv4 IPSec. Использование сквозного IPSec в IPv6 значительно проще, чем в IPv4, хотя это все еще не обязательно.
В действительности, для обеих версий основные риски связаны с несовершенной реализацией и человеческим фактором, а не с разработкой мер безопасности. Кроме того, поскольку на многих устройствах и операционных системах включены протоколы IPv4 и IPv6, у них есть уязвимости обоих.
Является ли IPv6 быстрее, чем IPv4? Или наоборот?
Разница в скорости незначительна, за исключением некоторых нишевых вариантов использования, таких как онлайн-игры Xbox.
Теоретически ожидается, что IPv6 будет немного быстрее, поскольку при передаче не нужно тратить время на переводы NAT. Однако IPv6 также имеет большие пакеты и может включать специальные инструкции по обработке пакетов, что потенциально делает его медленнее.
IPv6 уже 20 лет, но IPv4 все еще используется. Почему?
Ситуация с технологическим сдвигом отличается в потребительских устройствах и бизнес-системах.
Большинство компьютеров, маршрутизаторов и телефонов 10-летней давности уже поддерживают IPv6. Большинство других устройств могут получить обновление прошивки, чтобы включить его.
Это не то же самое для организаций с массивными сетями. Переход на IPv6 должен произойти, но эта миграция чрезвычайно ресурсоемка и требует тщательного планирования и переобучения персонала. Многие предприятия используют прокси-провайдеров с поддержкой IPv6 для бизнеса в качестве промежуточного решения.
Интернет-провайдеры сталкиваются с тем же конфликтом “бизнес-смысла”. В дополнение к проблемам, связанным с ресурсами, провайдер потеряет некоторые из текущих возможностей управления трафиком. И улучшение трудно продать широкой публике. Поэтому неудивительно, что интернет-провайдеры, обслуживающие сообщества, изо всех сил пытаются оправдать переход на IPv6.
Что случилось с IPv5?
От IPv5 отказались на стадии проекта. В нем использовалась та же 32-разрядная схема адресации, и он столкнулся бы с теми же ограничениями, что и IPv4.
IPv6 – это следующая итерация IPv4, естественный продукт технологической эволюции. И сталкивается с теми же проблемами, что и любое значительное нововведение. Задача прогресса состоит в том, чтобы найти способ двигаться вперед в направлении повышения безопасности, конфиденциальности и простоты, не отказываясь от тех, кто не может переключиться.
Найти этот баланс непросто, независимо от отрасли. Но вы можете потратить время на изучение опыта других пользователей и экспериментирование. IPv4 останется с нами на некоторое время. IPv6 будет продолжать набирать обороты. А продвинутые прокси уже поддерживают IPv4, IPv6 или оба.