IPv4 или IPv6: в чем разница между двумя протоколами?

Общение в рамках обширной экосистемы Интернета основано на протоколах, которые используют интернет-протокол в качестве основной платформы. IP имеет разные версии, причем IPv4 против IPv6 являются наиболее распространенными и уникальными. Понимание различий между двумя типами протоколов, IPv4 и IPv6, важно для улучшения работы сетей в быстро меняющейся области интернет-технологий.

В этой статье мы рассмотрим различия между IPv4 и IPv6, чтобы лучше понять их важность в современных сетях.

Что такое интернет-протокол (IP)?

Интернет-протокол работает как набор правил, которые позволяют “перемещаться” по пакетам данных внутри сетей, обеспечивая их успешную передачу по назначению.

В частности, когда какая-либо информация передается компьютером, она разбивается на пакеты, которые представляют собой меньшие единицы информации. Такие пакеты включают данные IP для правильной маршрутизации.

Кроме того, еще одним ключевым аспектом интернет-протокола является то, что каждому устройству или домену, доступному в Интернете, присваивается уникальный IP-адрес, который отличает его от всех остальных. Такие инструменты, как “Какой у меня IP-адрес?”, выводят IP-адрес компьютера отправителя и приблизительное физическое местоположение, что часто бывает, если VPN не используется.

Между тем, обычный IP-адрес для ПК является ориентировочным, возможно, в таком формате, как 192.168.10.150. Поскольку у каждой машины может быть уникальный IP-адрес, это помогает сетям эффективно распределять пакетные данные.

Что такое IPv4?

Интернет-протокол версии 4, четвертый в линейке развития, – это определение, регулирующее деятельность компьютерной сети, основанное на идее обмена пакетами. Эта версия позволяет идентифицировать конечное устройство, подключенное к Интернету, используя его собственную уникальную адресную систему.

Например, когда ПК или коммутатор подключен к Интернету, у него есть свой собственный цифровой IP-адрес. Хорошим примером является 192.149.252.76. Система адресации использует 32-разрядную схему адресов, которая позволяет использовать 2 ^ 32 адреса, что эквивалентно 4,19 миллиардам адресов.

Этого недостаточно, потому что сегодня количество подключенных к Интернету по всему миру превысило доступное количество адресов IPv4, реализующих новую версию системы интернет-адресации.

Особенности IPv4

Ниже приведены некоторые особенности IPv4:

• Работа по протоколу без установления соединения
• Возможность создания простого виртуального уровня связи между различными устройствами
• Требуется меньше памяти и предлагается упрощенное запоминание адресов
• Уже пользуется широкой поддержкой среди миллионов устройств
• Предоставление доступа к видеотекам и организация конференций

Недостаток IPv4

В настоящее время в мире проживает 7,6 миллиарда человек, и каждый человек использует более одного устройства, подключенного к Интернету; таким образом, предприятия в равной степени зависят от онлайн-инфраструктуры. Даже при наличии 4 миллиардов адресов по IPv4 их недостаточно для нумерации всех подключенных к Интернету устройств по всему миру.

Для этого потребовались различные методы, такие как маски переменной длины и преобразования сетевых адресов, преобразование адресов портов и междоменное преобразование, предназначенные для экономии пропускной способности IP-адреса и задержки исчерпания адреса. Методы VLSM для экономии полосы пропускания IP-адресов разработали методы преобразования общедоступного IP-адреса в частный IP-адрес, тем самым увеличивая доступ к Интернету с доменными именами в рамках той же общедоступной IP-сети.

Эти методы в значительной степени решили проблемы, с которыми сталкивается IPv4. Однако стоит отметить, что все вышеперечисленные методы не оправдали себя, что делает IPv6 лучшим вариантом для выделенных IP-адресов.

Что такое IPv6?

Наконец, в 1999 году был разработан IPv6 в связи с окончанием возможностей расширения существующих адресов. IPv6 – это протокол, который позволяет различным сетям взаимодействовать друг с другом и получать доступ к передаче данных. Он использует 128-битные IP-адреса, которые могут охватывать общее количество интернет-адресов 2 ^ 128. Это решение решает проблему с существующим количеством сетевых адресных ресурсов и позволяет подключать различные устройства для доступа в Интернет. 3ffe:1900:fe21:454545:0000:0000:0000 представлен пример IPv6-адреса.

Особенности IPv6

Некоторые функции IPv6 включают:

• Инфраструктура иерархической адресации и маршрутизации
• Поддержка как конфигурации с сохранением состояния, так и конфигурации без сохранения состояния
• Обеспечение качества обслуживания (QoS)
• Пригодность для облегчения взаимодействия между соседними узлами

Преимущества IPv6

Интернет-протокол нового поколения, IPv6, имеет некоторые заметные преимущества, перечисленные ниже по сравнению с IPv4:

1. Расширенное адресное пространство: Адресное пространство IPv6 велико тем, что оно обширнее по сравнению с IPv4. Это связано с необходимостью обслуживать постоянно растущее количество устройств, подключенных по IP. IPV6 имеет 128-битный формат IP-адреса, который отличается от 32-битного IPv4.
2. Повышенная безопасность: В отличие от IPv4, IPv6 обладает превосходной безопасностью, поскольку состоит из встроенных функций защиты данных, таких как аутентификация и шифрование данных, которые повышают безопасность передачи.
3. Оптимизированный формат заголовка: Дизайн заголовка IPv6 прост и элегантен, и его легче понять по сравнению с IPv4. Таким образом, это снижает стоимость заголовков и повышает скорость подключения к Интернету.
4. Определение приоритетов качества обслуживания: IPv6 обладает лучшими функциями QoS. Он обладает отличной поддержкой функций QoS, которые гарантируют сохранение рейтинга трафика. Интеграция премиального веб-хостинга с IPv6 повышает производительность Интернета, а также качество звука и изображения.
5. Расширенная поддержка мобильных устройств: IPv6 имеет широкую поддержку мобильных устройств, поскольку они передают данные быстрее и надежнее, чем IPv4.

Разница между IPv4 и IPv6

Пакеты IPV4 и IPV6 различаются по составу, особенно по заголовкам и общему пространству заголовков. IPv6 вводит отдельные пакеты заголовков, которые предоставляют несколько вариантов маршрутизации. С точки зрения пользователя, есть три основных различия.

Адресное пространство

Всего у IPv4 232 = 4 294 967 296 адресов, в то время как у IPV6 значительно больше 212⁸ = 340 282 366 920 938 000 000 000 000 000 адресов. Это около 340 недециллионов, 300 дециллионов. Адреса IPv4 были исчерпаны в 2011 году из-за огромного количества устройств с поддержкой Интернета в мире. Однако реализация IP в Интернете все еще жива благодаря таким решениям, как преобразование сетевых адресов NAT, которые могут быть реализованы через IPv4.

Именование

Адреса IPv4 представляют собой четыре десятичных числа, каждое от 0 до 255, разделенных точками. Например, 197.0.0.1. IPv6-адреса представляют собой восемь шестнадцатеричных чисел, состоящих из цифр (0-9) и букв (A-F), разделенных двоеточиями. Например, 2600:1400:d:5a3::3bd4. Несколько нулей подряд можно заменить пустым блоком двоеточия.

Типы связи

Обе IP-системы используют разные типы адресов для определения связи между узлами в сетях. В IPv4 может использоваться одноадресная, широковещательная и многоадресная адресация, а также маршрутизация нескольких пакетов. В IPV6 активно используются одноадресная и групповая рассылка, а также, опять же, кастинг и anycast. Этот тип связи отправляет данные от отправителя ближайшему из нескольких получателей данных, используя одну и ту же IP-систему anycast. Ближайший получатель вычисляется динамически во время переключения протокола маршрутизации между отправителем и получателем.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что IPv6 имеет ряд преимуществ перед IPv4, включая большее адресное пространство, повышенную безопасность, уменьшенный размер заголовка, поддержку качества обслуживания и дополнительные возможности, а также поддержку мобильных устройств. Эти различия демонстрируют необходимость использования IPv6 для обеспечения будущего Интернета и его поддержки по мере разработки и внедрения новых технологий и глобальных коммуникационных систем.

FAQ