IPv4 против IPv6. Разница между двумя самыми популярными версиями IP. Часть 2

—>

Margaret

Переводчик Антон 18 июль 2018 г.

Купить FS коммутаоры для предприятий и ЦОД

Internet Protocol (IP, а также интернет-протокол) является одним из наиболее важных протоколов коммуникации в Internet Protocol Suite (IPS, а также набор интернет-протоколов), который используется для маршрутизации и адресации пакетов для сетевых устройств например, компьютеры, ноутбуки и оптические коммутаторы в одной сети или в ряде взаимосвязанных сетей. В настоящее время существует две версии интернет-протокола: IPv4 (IP версия 4) и IPv6 (IP версия 6). Что означают IPv4 и IPv6? Как различить IPv6 и IPv4? Здесь мы проиллюстрируем определения и различия между IPv4 и IPv6.

Что такое IPv4?

IPv4 является четвертой версией IP, которая устанавливает правила функционирования компьютерных сетей по принципу обмена пакетами. Он может единственно идентифицировать устройства, подключенные к сети через систему адресации. Когда бы ни устройство получает доступ к интернету (будь то коммутатор, ПК или другие устройства), он назначается уникальный, числовой IP-адрес, например 192.149.252.76, как показано ниже. IPv4 использует 32-битную адресную схему, позволяя хранить 2^32 адреса (4,19 млрд. адресов). Возрастающие конечные пользователи подключаются к интернету, которые ведет к исчерпанию адресов IPv4. Именно поэтому новая система адресации в Интернет- IPv6 разворачивается, чтобы удовлетворить потребность в большем количестве интернет-адресов.

Что такое IPv6?

IPv6 (Internet Protocol Version 6) был развернут в 1999 году в связи с тем, что спрос на IP-адреса будет превышать доступный запас. Это позволяет осуществлять связь и передачу данных по сети. IPv6 — это 128-битный IP-адрес, который поддерживает 2^128 интернет-адресов в целом. Использование IPv6 не только решает проблему ограниченных ресурсов сетевых адресов, но также устраняет барьеры для многих устройств доступа, подключенных к Интернету. Адрес IPv6 можно записать так: 3ffe: 1900: fe21: 4545: 0000: 0000: 0000: 0000.

IPv4 vs IPv6

IPv4 и IPv6 — это адреса, которые используются для идентификации компьютеров, подключенных к сети. Они одинаковы в принципе, но разные по своей работе. Тогда каковы различия между IPv4 и IPv6? Следующие описания помогут вам найти ответы.

Производительность

По сравнению с IPv4, IPv6 увеличивает IP-адрес с 32 до 128 бит для поддержки более высоких требований к адресу. Предполагается, что на поверхности Земли имеется 4×10^18 адресов IPv6 на квадратный метр, поэтому в обозримом будущем IP-адреса не закончатся. Кодирование адресов IPv6 использует иерархию похоже на CIDR, что упрощает маршрутизацию.

Формат заголовка IP

В формате заголовка IPv4 будут некоторые избыточные домены, которые были либо удалены, либо перечислены как расширенные заголовки в адресах IPv6. Хотя размер IP-заголовка IPv6-адреса в 4 раза больше, чем IPv4-адреса, заголовки IPv6 только в 2 раза больше IPv4. Это значительно снижает накладные расходы на обработку пакетов и пропускную способность заголовка.

Поддержка опций

Опции IPv4 помещаются в заголовок, а IPv6 — в отдельный и расширенный заголовок. Заголовок не будет обрабатываться, пока вы не укажете маршрутизатор, что значительно повышает производительность маршрутизации. Строгие требования к длине опций были смягчены IPv6 (до 40 байт для опций IPv4), и новые опции будут введены, когда вам нужно. Многие из новых функций IPV6 предоставляются такими опциями, как поддержка безопасности на уровне IP (IPSEC), jumbogram, мобильный IP и так далее.

Сетевая безопасность

Для IPv4 Internet Protocol Security (IPSec) является необязательной опцией или требует поддержки оплаты. А IPSec является обязательной опцией для IPv6. Кроме того, проверка идентичности и согласованность данных были добавлены в IPv6, что значительно повышает безопасность и конфиденциальность вашей сети.

Область применения

В настоящее время IPv6 успешно разворачивается в сетях уже много лет. Однако область применения IPv4 более обширна, чем IPv6. Так как эта ситуация возникает? Очевидно, что после развертывания IPv6 возникло много проблем, таких как плохая совместимость с существующей инфраструктурой, трудности перехода с IPv4 на IPv6 и т. д. Это также привело к медленной развитию IPv6. Возьмите Google в качестве примера, на следующем графике показан процент пользователей, которые обращаются к Google через IPv6 с 2009 по 2019 год. Из таблицы видно, что на ранних стадиях скорость развития IPv6 очень низкая. До сих пор доля пользователей обращается к Google через IPv6 все еще не так хороша как IPv4.

IPv6 vs IPv4 Specification

Вывод

Из того, что мы обсуждали выше, IPv6 является таким важным шагом для Интернета, и переход от IPv4 к IPv6 в глобальном масштабе неизбежен. IPv6 не только расширяет систему адресации и предоставляет триллионы адресов для удовлетворения потребностей Интернета в обозримом будущем, но также упрощает работу сети и снижает расходы. Это не значит, что IPv4 скоро исчезнет. Возможно, однажды больше не будут использоваться адреса IPv4, но этот день все еще в далеком будущем.

•  VPN Маршрутизатор
•  Сетевой коммутатор
•  IPv4/IPv6

30.03.2017 | Владимир Хазов

Внедрение протокола IPv6 открыло новую эпоху развития сети Интернет. Мы косвенно касались его применения в статье 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.

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.

Но единственным полноценным решением проблемы с нехваткой IP-адресов, является переход на IPv6.

В чем отличие IPv6?

IPv6 больше!

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

IPv6 шестнадцатеричный!

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?

1. Неизбежность – в скором времени протокол IPv6 станет единственным вариантом подключения новых устройств или хостов к сети интернет.
2. Эффективность – протокол IPv6 устраняет большинство проблем, связанных с конфликтом адресов присущих IPv4, а также предоставляет более оптимизированные соединения для устройств.
3. 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 обеих 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.

Подписывайтесь на рассылку новостей блога, чтобы не пропустить новые материалы.

Поделиться в социальных сетях

Все начинающие сисадмины, да и опытные пользователи должны понимать, что такое межсетевой протокол (Internet Protocol). Понимание этого понятия позволит сформировать общее видение того как устроен современный интернет. Знание устройства интернет протоколов позволит значительно проще настраивать различные устройства, связанные с интернетом.

Появление всемирной сети Интернет стало возможно только при помощи введения специального протокола. Он присваивает каждому компьютеру IP-адрес и связывает все их в единое целое. Каждый IP-адрес состоит из четырех чисел, разделенных точками.

Выделяют несколько основных задач которые выполняет интернет протокол:

• доставка различных видов файлов между различными узлами;
• объединение сегментов в единое образование;
• сохранение файлов в промежуточных узлах.

Что такое IPv4

Четвертая версия Internet Protocol появилась в 1981 году. Она имеет 32-битную адресную схему. Согласно возможностям этого стандарта предусматривалось одновременное присвоение 4 млрд. индивидуальных номеров.

Каждое число в TCP IPv4 содержит 8 бит, т.е. принимать значение от 0 до 255. Для правильной работы необходимо задать как сам адрес, так и его маску сети.

Архитектура сетей IPv4 протокола имеет пять уровней, которым присваиваются соответствующие буквы латинского алфавита.

В работе используются, обычно, только первые три. Первый класс А выступает в качестве идентификатора сети и может принимать значения от 0 до 127. Адреса, имеющие в качестве идентификатора значение 127 не могут выступать в качестве логических IP-адресов и нужны для тестирования. Их называют петлевыми адресами и не присваивают узлам.

Что такое IPv6

Сегодня многие устройства располагают собственным подключением к интернету. Развитие интернет-технологий сделало необходимым разработку новой версии для обеспечения возможности присваивания IP-адреса каждому устройству.

На смену 4-ой версии постепенно приходит 6-ая. Она более совершенна и призвана исправить все недостатки предшественницы. Сокращенно она именуется IPv6 или IPng (Internet Protocol next generation). Ее стали разрабатывать еще в середине 90-х годов.

  Зачем нужен WiFi репитер

По этому протоколу возможно присвоение одновременно 2¹²⁸ адресов, что гораздо больше чем в предыдущей версии. На данный момент они сосуществуют вместе. Первое присвоение IPv6-адреса произошло только в 2015 году.

В этой версии присутствуют несколько видов адресов:

1. Одноадресные. Присваиваются в сервисах, имеющих индивидуальное предназначение.
2. Групповые. Нужны для рассылки данных в рамках одной IP-сети.
3. Многоадресные. Данные могут передаваться бесконечному количеству устройств.

Преимущества IPv6

Переход на 6-ю версию помимо увеличения количества адресов имеет также и другие серьезные преимущества:

• потеряли свою актуальность трансляции сетевых адресов;
• значительно увеличилась скорость скачивания файлов в любых форматах;
• получила улучшения многоадресная маршрутизация.

Основные различия протоколов

Оба стандарта существенно отличаются. Шестой превосходит по большинству показателей 4-ый:

• произошел отказ от контрольной суммы;
• размер увеличился до 16 байт, вместо 4-х ранее, произошло также увеличение заголовка в два раза, но за счет лучшей оптимизации уменьшилась нагрузка;
• произошло увеличение размера передаваемого набора до 4 Гб;
• появилось поле меток;
• появились новые механизмы осуществление безопасности, такие как IPsec, позволяющий зашифровать любые данные.

У 6-ой версии отсутствует фрагментация на маршрутизаторе. Это позволяет значительно ускорить работу узлов сети.

Работа с IPv6

Перед настройкой Internet Protocol version 6 стоит знать, что эта процедура имеет смысл только в случае, если устройство подсоединено к интернету через провод. При беспроводном подключении через маршрутизатор она не имеет смысла.

Как включить

Для того чтобы включить IPv6 необходимо перейти в «Пуск», там выбрать пункт «Панель управления». В открывшемся окне нужно выбрать «Система».

Далее по порядку:

• «О системе»;
• «Дополнительные свойства администрирования»;
• «Службы»;
• «Вспомогательная служба IP»;

  От чего зависит пинг в играх – самые эффективные способы снижения пинга

В появившемся окне нужно выбрать в пункте запуска «Автоматически». В строке ниже выбирается запустить и нажать кнопку «Ок» для сохранения настроек.

Автонастройка

Одна из самых важных целей внедрения IPv6 является его автономная настройка без вмешательства человека. Данный вид протокола имеет следующие виды настроек:

• Без отслеживания состояния. Назначается клиентом без поддержки служб.
• С отслеживанием состояния. Назначается службой и передается клиенту.

Альтернативная конфигурация

Так как IPv6 имеет множество багов, его использование без DNS-сервера может превратиться в мучения. Чтобы настроить DNS-сервер необходимо сконфигурировать статистические адреса IPv6 протокола на серверах этого вида. Далее, нужно осуществить включение динамического обновление записей клиентами. После этого все настройки передаются посредством локальной сети клиентам через DHCP.

Проверка IPv6

Самым простым способом провести тест работоспособности интернет стандарта IPv6 является использование одного из специализированных сайтов. Все тестирование происходит в автоматическом режиме, никаких данных вводить не нужно. На экране сразу выводится вся необходимая информация.

IPv6 и VPN

Все современные VPN работают на интернет протоколе исключительно 4 версии. При отправке запроса на сайт соответствующий IPv6 он разрешает доступ только с DNS-сервера, а это в свою очередь приводит к утечке местоположения. В случае настройки веб-ресурса на обнаружение таких утечек может произойти блокировка доступа к данным сайта.

Читайте также:

Используемые источники:

• https://community.fs.com/ru/blog/ipv4-vs-ipv6-whats-the-difference.html
• https://vasexperts.ru/blog/telekom/vse-chto-vam-nado-znat-o-raznice-mezhdu-ipv4-i-ipv6/
• http://composs.ru/chto-takoe-ipv4-i-ipv6/