IPv6 становится популярнее: интернету вещей нужны новые адреса

24.03.19 в 13:51Сетевые технологии → Полезные материалы по сетям

Большинство из нас слышало об IPv6, а также о том, что протокол IPv6 должен заменить IPv4.<cut> Но зачем делается эта замена? Давайте разберёмся в этом вопросе, а заодно и рассмотрим, какова разница между обеими версиями. </cut>

Зачем менять IPv4?

Главная причина — адресов IPv4 уже давно не хватает.

Дело в том, что IP-уровень стека протоколов TCP/IP считается наиболее важной частью всей архитектуры глобальной сети. IPv4 — четвёртая версия протокола IP, после запуска которой сразу стало ясно, что существуют ограничения в плане возможностей и масштабируемости. То есть распределение адресного пространства происходило намного быстрее, чем могла себе позволить архитектура IPv4.

Результат — появление классовой, а потом и бесклассовой адресации. В итоге уже в феврале 2011 года IANA выделила пять последних блоков адресов RIRам. В результате уже в том же году свободные IP-адреса стали заканчиваться и у региональных регистраторов.

Как раз для решения этой проблемы и была разработана альтернатива — версия IP-протокола, известная под названием IPv6.

Автор этой статьи знает о проблеме недостатка адресов IPv4 не понаслышке. Ещё в 2014 году, работая над дипломом в университете, я столкнулся с тем, что не смог получить в своё распоряжение статический IP. И даже будучи на тот момент индивидуальным предпринимателем, оформив соответствующую заявку и лично поговорив с руководством компании-провайдера, проблему в сжатые сроки мне решить не удалось. А ведь в рамках дипломного проекта я создавал сервер на собственном домашнем компьютере и статический IP был просто жизненно необходим. На мои постоянные вопросы о том, как же мне получить этот адрес, звучал простой ответ: «Когда кто-нибудь откажется — тогда дадим вам». Понятное дело, никто отказываться не спешил. Проект удалось в итоге реализовать, используя динамический IP, но это было совсем не то, что планировалось изначально.

Наиболее очевидные отличия между IPv6 и IPv4

Давайте их перечислим: • в IPv6-адресе 128 бит представляет собой целых восемь 16-битных 16-теричных блоков, которые разделены двоеточиями. Пример: <codeinline>2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0</codeinline>. Если же говорить про адрес IPv4, то традиционной формой его записи является запись в виде 4-х десятичных чисел от 0 до 255, которые разделены точками, а через дробь обозначается длина маски подсети. Пример: <codeinline>192.168.0.0/16</codeinline>; • в IPv4-адресе для мультивещания зарезервирована подсеть <codeinline>224.0.0.0/4</codeinline>. Что касается IPv6, то тут для данных целей используется адресное встроенное пространство <codeinline>FF00::/8</codeinline>; • для передачи широковещательных адресов IPv4 применяет широковещательные пакеты, а IPv6 — многоадресные группы; • в качестве неопределённого адреса протокол IP четвёртой версии применяет <codeinline>0.0.0.0</codeinline>, а при создании обратной связи (loopback) — <codeinline>127.0.0.1</codeinline>. Что касается IPv6, то тут применяются <codeinline>::</codeinline> и <codeinline>::1</codeinline> соответственно; • для трафика в IPv4 задействуются глобальные уникальные публичные адреса, а также «частные» адреса, в IPv6 — локальные адреса <codeinline>FD00::/8</codeinline> и глобальные уникальные юникаст-адреса.

Чем же лучше IPv6?

Для наглядного понимания плюсов давайте перечислим основные преимущества IPv6 по сравнению с IPv4: — более эффективная маршрутизация, отсутствие фрагментации пакетов; — встроена технология Quality of Service (QoS), определяющая чувствительные к задержке пакеты; — устранение NAT позволило расширить пространство адресов с 32 до 128 бит; — есть поддержка IPsec (применение IPsec опционально); — автоконфигурация адресов упрощает администрирование сети; — улучшена структура заголовка, что уменьшает затраты на обработку.

Какой IP-протокол безопаснее: IPv6 или IPv4?

Собственно говоря, теоретически они одинаково безопасны. Смотрите, после того, как запустили IPv6, появилась возможность зашифровывать трафик посредством довольно распространённого (но не так, как SSL) стандарта IPSec. Этот стандарт шифрования не позволяет прочитать содержимое интернет-трафика во время его перехвата. Однако как шифрование, так и расшифровка требуют наличия оборудования, которое стоит недёшево. Кроме того, возможна реализация IPSec и на IPv4, что в принципе означает, что оба этих IP-протокола безопасны в одинаковой степени.

Теме не менее некоторые специалисты утверждают, что пока ещё переход на IPv6 полностью не завершён, пользователи IPv6 более уязвимы, чем пользователи четвёртой версии IP-протокола. Это связано с тем, что провайдеры предоставляют пользователям IPv4 доступ к IPv6-контенту, используя для этого IPv6-туннели. Как раз эти туннели и могут применять злоумышленники для проведения своих атак.

Идём дальше. Очередная потенциальная проблема касается автоконфигурации — это новая функция IPv6. Опция позволяет устройствам назначать себе IP-адрес на основе MAC-адреса самостоятельно. Это уже могут использовать посторонние лица для отслеживания некоторых пользователей. Однако для решения этого вопроса на устройствах, работающих под управлением известных операционных систем, уже предусмотрены расширения для конфиденциальности, а значит, для большинства людей данная проблема перестаёт быть актуальной.

А что быстрее — IPv6 или IPv4?

На самом деле скорость сети с IPv6 практически не отличается от скорости интернета с с IPv4. Да, теоретически IPv6 должна работать быстрее благодаря более простому формату. Однако в процессе перехода мы этого не ощутим, так как некоторые методы (например, те же IPv6-туннели) создают дополнительные задержки во время преобразования запросов в IPv4 и наоборот.

Почему затягивается полный переход на IPv6?

Причина у этого банально проста: высокая стоимость. Чтобы обновить все серверы, маршрутизаторы и коммутаторы, которые всё это время работали лишь с IPv4, потребуется много времени и денег.

Также здесь нельзя не упомянуть и повсеместную практику провайдеров назначать пользователям динамический адрес, меняющийся при подключении к другой сети. В таком случае после отключения от интернета устройства освобождают адрес, в результате чего он становится доступен другим устройствам (по сути вы не владеете адресом, а лишь арендуете адрес).

Всё это в целом замедляет долгожданный и повсеместный переход с IPv4 на IPv6. Но это не значит, что IPv6 плохо распространяется. Сегодня он применяется параллельно с IPv4. По данным Google, порядка 14 % его пользователей уже используют IPv6. А если верить заявлением американского провайдера Comcast, в 2018 году в США около половины пользователей уже перешли на IPv6.

Делаем выводы

Итак, вряд ли можно сказать, что IP-протокол IPv6 безопаснее и быстрее своего «младшего брата», однако его преимущества очевидны. Это и более эффективная маршрутизация без фрагментации пакетов, и встроенная поддержка IPsec, и возможность автоконфигурации адресов. А если вспомнить ограниченность и исчерпание адресного пространства IPv4, то становится понятным, что переход на IPv6 — это лишь вопрос времени.

По материалам статей: • https://www.juniper.net/us/en/products-services/what-is/ipv4-vs-ipv6/; • https://www.comparitech.com/blog/vpn-privacy/ipv6-vs-ipv4/.

IPv4 и IPv6 представляют собой два поколения интернет-протоколов, в которых IPv4 означает протокол интернет-протокола 4 и протокол IPv6 для протокола Интернет версии 6.

IPv4 – это протокол для использования в сетях Link Layer (например, Ethernet).

Это один из основных протоколов основанных на стандартах методов межсетевых взаимодействий в Интернете и был первой версией, развернутой для производства в ARPANET в 1983 году.

IPv4 использует 32-битные поля источника и адреса назначения, которые ограничивают адресное пространство до 4,3 млрд. адреса.

Это ограничение стимулировало развитие IPv6 в 1990-х годах.

IPv6 более совершенен и имеет лучшие функции по сравнению с IPv4. О

н имеет возможность предоставлять бесконечное количество адресов.

Он заменяет IPv4 для удовлетворения растущего числа сетей по всему миру и помогает решить проблему исчерпания IP-адреса.

IPv6 был разработан Целевой группой Internet Engineering Task Force (IETF).

Одним из основных отличий между IPv4 и IPv6 является их адресное пространство.

Как мы уже говорили, размер адреса в IPv4 составляет 32 бита.

Тогда как поля адреса IPv6 равны 128 бит.

Из-за их разницы в адресном пространстве – появление IP-адресов в IPv4 и IPv6 также выглядит по-другому.

В IPv4 IP-адреса отображаются как четыре десятичных числа в 1 байт, разделенные точкой (например: 192.168.1.1), а в IPv6 IP-адресах отображаются шестнадцатеричные числа, разделенные двоеточиями (например: fe80 :: d4a8: 6435: d2d8: d9f3b11).

Клиенты, использующие адреса IPv4, используют сервер протокола DHCP для определения адреса при каждом входе в сеть.

Этот процесс назначения адресов называется автоматической настройкой состояния сети.

IPv6 поддерживает пересмотренный протокол DHCPv6, который поддерживает автоматическую настройку состояния и поддерживает автоматическую настройку узлов без учета состояния.

Автоматическая конфигурация без сохранения не требует, чтобы DHCP-сервер получал адреса.

Автоматическая конфигурация без сохранения использует запрос маршрутизатора для создания уникального адреса.

Это создает среду «plug-and-play», упрощающую управление адресами и администрирование.

IPv6 также позволяет автоматическую настройку и реконфигурирование адресов.

Эта возможность позволяет администраторам перенумеровать сетевые адреса без доступа ко всем клиентам.

Это основное отличие между IPv4 и IPv6.

Купить IPv6 и IPv4 прокси вы можете на сайте Proxys.IO. Эти ребята с радостью ответят на все ваши вопросы и помогут с настройкой, если у вас что-то будет не получаться.

Дополнительные отличия:

Преимущества IPv6 по сравнению с IPv4

• IPv6 более совместим с мобильными сетями, чем IPv4.
• IPv6 используется менее чем 1% сетей, в то время как IPv4 все еще используется оставшимися 99%.

Сегодня каждый пользователь интернета может столкнуться с терминами протоколов IPv4 и IPv6. Возможно, вы слышали, как люди говорят, что протокол IPv6 лучше, чем IPv4. Но что именно означают эти аббревиатуры IPv4 и IPv6?

Содержание

Что такое IP адрес?

Интернет-протокол или IP-адрес является основным протоколом связи для передачи датаграмм и позволяет соединять различные устройства по всему миру и эффективно создавать сеть, которую мы называем интернетом. IP-адрес отвечает за адресацию узлов, инкапсуляцию данных в датаграммы и путь датаграмм от узла-источника к узлу назначения в одной или нескольких IP-сетях. IP содержит набор правил и рекомендаций, которым необходимо следовать при передаче любых данных по любому спектру сети.

IPv4 vs IPv6: что они означают?

IPv4 является 4-й версией IP. IPv4 — это протокол без установления соединения, который реализуется в сетях с использованием коммутации пакетов. Он работает на основе лучшей модели доставки данных, что означает, что они получат неопределенную переменную пропускную способность и время доставки, в зависимости от текущей нагрузки трафика. Это не гарантирует саму доставку, не обеспечивает адекватной последовательности и не позволяет избежать повторной доставки.

IPv6 является последней версией IP и представляет собой постепенное обновление протокола IPv4. По сути, IPv6 обеспечивает полную передачу данных по нескольким IP-сетям, придерживаясь принципов проектирования, разработанных в предыдущей версии протокола.

На видео: Отличие IPv6 от IPv4

Зачем нам IPv6?

IPv4 использует только 32 бита для своих интернет-адресов. В основном это означает, что IPv4 может обрабатывать до 32 IP-адресов, что составляет 4 294 967 296 (4,29 миллиарда). Хотя это число кажется большим, оценочное число устройств, подключенных к интернету, превышает 20 миллиардов, и это число растет день ото дня. Следовательно, IP-адрес любого устройства должен быть конкретным и уникальным, и по мере роста числа пользователей адреса IPv4 заканчиваются.

IPv6 использует 128-битные интернет-адреса. Это означает, что протокол может обрабатывать в общей сложности до 2 ^ 128 IP-адресов, которые будут приблизительно составлять 340 282 366 920 938 000 000 000 000 000 000 000 000. По сути, стандарта IPv6 достаточно, чтобы интернет работал очень и очень долго.

Преимущества IPv6

IPv6, наряду с увеличением количества доступных адресов, приносит дополнительные преимущества. С помощью протокола IPv6 была устранена необходимость изменения сетевых адресов — NAT, которая ранее использовалась для сохранения глобального адресного пространства из-за отсутствия адресов IPv4. Кроме того, протокол IPv6 также исключает возможность конфликтов частных адресов, а также оптимизирует многоадресную маршрутизацию.

По сравнению со стандартами IPv4, IPv6 имеет более простой формат заголовков, что позволяет упростить и повысить эффективность маршрутизации. Это также повышает качество услуг (QoS), также известное как «маркировка потока». Не забывайте, что IPv6 имеет встроенную аутентификацию и защиту конфиденциальности, а также гибкие опции с поддержкой расширений. В целом, IPv6 упрощает администрирование с помощью протокола DHCP.

Почему повсеместный переход на IPv6 еще не скоро состоится?

Истощение IPv4 было предсказано много лет назад. Уже достаточно давно была введена CIDR, которая впоследствии была заменена широко распространенным транслятором — NAT. Хотя оба метода работают, но они являются лишь временным способом остановить умирающую IPv4. В принципе, уже давно необходимо перейти на IPv6, но прогресс идет очень медленно. Чтобы внести изменения, программное обеспечение и маршрутизаторы требуют колоссальных изменений для поддержки более продвинутой сети, а это требует времени и денег.

Увеличение количества устройств, принимающих стандарты IPv6

IPv4 продолжает обеспечивать более 99% мирового интернет-трафика. Несмотря на десятилетнюю историю разработки и внедрения стандартов, глобальное внедрение IPv6 происходит медленно. С 2017 года, доля пользователей с протоколом IPv6 впервые достигла 20,1%, увеличиваясь примерно на 7,2% в год. Хотя устройства содержат стандарты IPv6, количество сетевых провайдеров, переходящих на IPv6, все еще достаточно мало. Между тем, IPv4 и IPv6 эффективно работают как параллельные сети, хотя обмен данными между этими протоколами требует специальных шлюзов.

IPv4 vs IPv6: неизбежные изменения

Переход на IPv6 является необходимым и неизбежным, и вскоре все будут вынуждены перейти на него, учитывая, что устройств вокруг нас становится больше и потребность в этой сети также возрастает.

Используемые источники:

• https://otus.ru/nest/post/637/
• https://itsecforu.ru/2018/02/07/ipv4-%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%b8%d0%b2-ipv6-%d0%b2-%d1%87%d0%b5%d0%bc-%d1%80%d0%b0%d0%b7%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0-%d0%bc%d0%b5%d0%b6%d0%b4%d1%83-ipv4-%d0%b8-ipv6/
• https://bezopasnik.info/%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%bb%d1%8b-ipv4-%d0%b8-ipv6-%d0%b2-%d1%87%d0%b5%d0%bc-%d1%80%d0%b0%d0%b7%d0%bd%d0%b8%d1%86%d0%b0-%d0%b8-%d1%87%d1%82%d0%be-%d0%bb%d1%83%d1%87%d1%88%d0%b5/