Протокол сети ipv6 это улучшенная замена для ipv4, у которого в ближайшее время закончится адресное пространство. В этой статье мы рассмотрим различия между этими двумя протоколами ipv6 или ipv4. Несомненно, ipv6 лучше своего предшественника, но у него нет обратной совместимости с ipv4, и это его главный недостаток.
Сеть интернет – это гигантская сеть компьютеров по всему земному шару. Миллиарды устройств постоянно связанны друг с другом для передачи и приема данных. Например, когда вы получаете доступ к веб-сайту, вы связываетесь с компьютером веб-сервера, на котором размещен нужный вам сайт. Вы отправляете запрос серверу и он в ответ отдает вам страницу сайта.
Вы не просто отправляете запрос случайному серверу, чтобы тот вернул вам любой веб-сайт. Вы вводите название нужного сайта в адресной строке браузера, который затем запрашивает IP адрес сервера c этим названием у DNS. Уже по полученному IP устанавливается соединение и начинает происходить обмен информацией между устройствами.
Что такое IP адреса?
IP адреса состоят из четырех чисел, разделенных точкой, например: 117.4.46.12. Это адреса протокола интернета и у каждого подключенного и интернету устройства есть такой адрес. IP адрес используется для идентификации устройства в интернете, а также для маршрутизации трафика к определенным устройствам. Все данные передаются с помощью пакетов, а каждый пакет имеет IP адрес отправителя и получателя в заголовке, которые и позволят ему достичь цели.
IP адреса раздаются на основе определенного набора правил под названием Internet Protocol Suite. Эти правила предусматривают как пакеты должны передаваться по сети интернет и достигать получателя.
Например, вы отправляете получателю 10 пакетов. Каждый пакет будет знать свой целевой IP адрес. Но пакеты могут передаваться различными маршрутами, поэтому до места назначения они могут добраться в неправильном порядке или вообще не добраться. Это потому что протокол IP не устанавливает соединение и не заботится о целостности передаваемых данных.
Если порядок и целостность данных важны, то нужно использовать протокол более высокого уровня – TCP. Он гарантирует, что все пакеты в конечном итоге будут получены в правильном порядке на целевом компьютере. Именно поэтому протоколы интернета чаще всего называется как TCP / IP.
IPv4 или протокол интернета версии 4 (RFC 791) изначально использовался в ARPANET. Несмотря на то, что это четвертое поколение, ipv4 – первая основная версия протокола, которая используется для обеспечения работы большей части интернета. Сейчас существует более новый протокол ipv6, который сейчас находится на стадии развития.
В соответствии с IPv4, адреса состоят из двоичных чисел 0 и 1. Но они могут быть записаны в виде десятичных чисел, разделенных точкой. Это делается для того чтобы их было легче читать и запоминать.
IPv4 использует 32 битное адресное пространство, которое имеет размер 4 байта. Это означает, что общее количество IP адресов в интернете может быть 2 в 32 степени, а это около 4,3 миллиарда.
Количество 4,3 миллиарда – это очень большое число, но его недостаточно для удовлетворения растущих потребностей населения в подключенных к интернету устройствах, таких как ноутбуки, планшеты, смартфоны. Поэтому был создан протокол IPv6. Он использует адресное пространство размером 128 бит. Поэтому общее количество адресов будет 2 в 128 степени, а этого нам хватит на много десятилетий, а, возможно, и столетий.
Адрес, размером 128 бит отличается от адреса IPv4. Каждая группа разделяется двоеточием вместо точки и состоит из 16 бит, в виде четырех шестнадцатеричных цифр. Первые 64 бита содержат информацию о сетевом адресе, которая используется для маршрутизации, остальные 64 содержат подробную информацию о сетевом интерфейсе хоста. Теперь давайте рассмотрим в чем разница ipv4 и ipv6, и что лучше ipv6 или ipv4. После прочтения статьи, у вас больше не будут возникать такие вопросы.
В чем разница IPv4 или IPv6
Основное отличие IPv4 от IPv6 это адресное пространство, которое у IPv6 намного больше. Но это далеко не все различия между ними. Есть и другие моменты, которые делают IPv6 лучшим выбором для использования в сети интернет.
Безопасность
Протокол ipv4 стар и во время его создания не учитывались многие аспекты его безопасности. Он предполагает, что про безопасность будут заботится программы, которые используют сеть. Тем не менее, IPv6 разработан, чтобы сделать передачу пакетов более безопасной, здесь появились контрольные суммы и шифрование пакетов.
Протокол IPv6 предназначен для обеспечения end-to-end шифрования для максимальной безопасности соединения. Расширение IPSec включает криптографические протоколы для обеспечения защищенной передачи данных. Протоколы AH и ESP – это часть IPSec, которые позволяют проверить целостность и достоверность данных. ESP также обеспечивает конфиденциальность данных. Еще один протокол – IKE (Internet Key Exchange) который предназначен для настройки и установки общих атрибутов безопасности между двумя устройствами.
IPSec – это один из основных компонентов IPv6, в то время как для IPv4 он реализован в виде необязательного дополнения. Но вопрос чем отличается ipv4 от ipv6 на этом не исчерпывается.
Меньшее количество данных
Заголовок пакета IPv6 не содержит лишних полей. Он использует только 8 полей, по сравнению с 13 в случае с IPv4. Дополнительные поля теперь являются необязательными расширениями заголовка. Размер заголовка 40 байт, что в два раза больше чем у IPv4. Чем меньше лишних полей в заголовке, тем проще будут обрабатываться пакеты в маршрутизаторе. Поэтому их передача будет более эффективной.
Уменьшается потребность NAT
Количество адресов IPv4 ограничено, но все же их нужно использовать для миллиардов устройств сети интернет. Поэтому возник термин Network Address Translation или NAT. С помощью этой технологии можно присвоить один IP адрес нескольким устройствам.
Набор адресов от 192.168.0.1 до 192.168.255.254 может использоваться для частных сетей, например, в организациях или в вашем доме. Публичный IP адрес отдается маршрутизатору, а ваши домашние устройства получают частные IP адреса, недоступные из внешней сети.
Когда нужно отправить пакет в сеть, он направляется маршрутизатору, который заменяет частный адрес сети на свой публичный IP и отправляет его к цели. Когда придет ответный пакет, маршрутизатор удалит публичный IP и вернет частный адрес получателя.
IPv6 имеет очень много адресов, поэтому каждое устройство может получить внешний IP адрес, уникальный идентификатор в интернете. Это сделает ненужным NAT. Публичный IP может быть полезным при обмене файлами по P2P, многопользовательских игр, VoIP, и т д.
NAT имеет некоторые преимущества, добавляя дополнительный уровень безопасности, устройства не видны в глобальной сети. В IPv6 есть точно такая же возможность.
Нет географических ограничений
Поскольку интернет был создан в США, распределением IP адресов тоже занимается эта страна. Почти 50% всех адресов зарезервированы для США. Но IPv6 не отдает предпочтений какой-либо стране.
Тут нет такой необходимости, так как 2 в 128 степени адресов, это примерно 4,8 на десять в двадцать восьмой степени адресов для каждого из семи миллиардов людей на земле.
Улучшение качества обслуживания (QoS) в IPv6
Работа QoS очень похожа в IPv4 или IPv6. Отличаются они лишь полями, которые используются для обработки пакетов во время передачи. В IPv4 для классификации пакетов и определения сервисов, с которыми они связаны используется восьмибитное поле DS (Differentiated Services). Эта проверка выполняется на каждом промежуточном узле.
Протокол IPv6 делает этот процесс проще. Его заголовок включает 20 битное поле Метка потока, которое позволяет быстро определить и обработать пакеты, принадлежащие одному потоку, пакеты, отправленные одним источником и для одного адресата. Доставка пакетов становится более эффективной, а это улучшает качество обслуживания.
Автоматическая настройка IPv6
В протокол IPv6 встроена функция, известная как обнаружение соседей. Это позволит машинам и маршрутизаторам находить друг друга и обмениваться информацией. С помощью этой технологии устройства могут получить IPv6 адрес и сообщить его другим устройствам. Это исключает необходимость DHCP сервера.
Но мы не можем отказаться от DHCP вообще. Пока что эта технология не применяется в реальных сетях. Поэтому IPv6 также поддерживает DHCPv6, с помощью которого можно получить IP адрес учитывая автоматическую настройку.
Нет обратной совместимости
Люди из Engineering Task Force Internet, которые разработали стандарт IPv6 выразили сожаление,о том что они не сделали его совместимым с более старым IPv4. На самом деле они представляют ситуацию, в которой устройства будут работать под управлением протокола IPv4 и IPv6 одновременно в режиме двойного стека.
Альтернативой может стать туннелирование пакетов IPv6 внутри пакетов IPv4. Кроме того, можно использовать транслятор адресов IPv6 в адреса IPv4.
Выводы
Помимо выше перечисленного протоколы ipv4 и ipv6 имеют и другие отличия. Например, протокол IPv6 поддерживает улучшенную многопоточную передачу, зато здесь не поддерживаются широковещательные пакеты. IPv6 построен на основе IPv4 с учетом всех его ошибок и недоработок. Но эти протоколы несовместимы друг с другом, поэтому все устройства должны поддерживать ipv4 и ipv6, пока весь интернет полностью не перейдет на последний.
Если вы задаетесь вопросом что лучше IPv6 или IPv4, то ответ предельно ясен. Но несмотря на то, что IPv6 существует уже больше 10-ти лет, его развертывание так и не набрало оборотов, даже учитывая то, что адресное пространство заканчивается. Возможно, это связанно с улучшением IPv4, появлением технологий NAT и CIDR. Но IPv6 медленно продвигается к замене IPv4.
Многие провайдеры доменных имен теперь поддерживают IPv6 адреса, например Google Public DNS. Самый высокий процент использования IPv6 адресов в Бельгии – 41,3 %, далее Греция с 24,9 и Германия – 23,3 %. Это число будет расти в будущем, когда люди сделают выбор ipv4 vs ipv6 в пользу последнего. У вас есть что добавить к статье? Пишите в комментариях!