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.