IPv4 kontra IPv6: różnice między tymi dwoma protokołami internetowymi

Komunikacja ma kluczowe znaczenie dla Internetu. Niezależnie od tego, czy odbywa się to za pomocą wiadomości lub systemów czatu, czy też wypełniając formularz dynamiczny, rozmowa z innymi komputerami ma kluczowe znaczenie dla tego procesu. Protokół internetowy (IP) pomaga maszynom komunikować się ze sobą, chociaż istnieją różne jego wersje. W związku z tym często zastanawiasz się, czy użyć IPv4 czy IPv6.

Odpowiedź jest pod pewnymi względami prosta, ale pod innymi skomplikowana. Jednak, aby dojść do wniosku, będziesz chciał poznać historię, kluczowe różnice i wiele więcej. Stamtąd możesz rozważyć, którego protokołu użyć.

W tym poście omówimy prawie wszystkie elementy IPv4 kontra IPv6. Najpierw przybliżymy Ci, czym jest IP.

Szybki podkład na adresach IP

Wraz z systemem nazw domen (DNS) i adresem IP jest kluczowym elementem tego, jak poruszamy się po sieci. W rzeczywistości bez tego dane nie mogą w ogóle podróżować.

Większość danych, które krążą w sieci, dzieli się na „pakiety”. Ułatwia to transfer, zmniejsza liczbę błędów i poprawia czas przetwarzania. Aby każdy pakiet znalazł się we właściwym miejscu (i ostatecznie we właściwej kolejności), będzie miał dedykowaną informację IP.

W większości przypadków będzie to odniesienie do adresu IP komputera docelowego. Możesz sprawdzić adresy IP w każdym miejscu. Twój komputer i router będą miały dedykowane adresy i możesz znaleźć adres IP sieci określonej witryny za pomocą narzędzi internetowych, takich jak WhatsMyDNS:

Jeśli dwa pakiety mają ten sam adres IP, trafiają do tego samego komputera. To proste podejście, które działa na tyle dobrze, że zarządzamy światem w sieci.

Różnica między IPv4 a IPv6

Jednak chociaż proces korzystania z adresu IP jest prosty, jest więcej do odkrycia. Istnieje wiele wersji do rozważenia, co może wprowadzić w błąd, jeśli jest to nowa koncepcja.

W następnych kilku sekcjach omówimy IPv4 i IPv6, a następnie spróbujemy odpowiedzieć na niektóre pytania dotyczące każdego protokołu.

IPv4

Wbrew nazwie jest to pierwsza wersja IP, czyli technologii z początku lat 80-tych. Dowiesz się, jak wygląda adres IP korzystający z IPv4, ponieważ jest to standard — zbiór czterech cyfr oddzielonych kropkami:

192.0.2.0

Nazywamy to długością 32-bitową, a jej reprezentacja jest dziesiętna. Każda sekcja w adresie IP wykorzystuje formatowanie 8-bitowe. Każda z tych liczb może mieć wartość od 0 (zero) do 255. Po obliczeniu i uwzględnieniu każdej dostępnej liczby mamy do wyboru 4,3 miliarda opcji. Wydaje się, że to dużo i będziesz chciał o tym pamiętać w dalszej części artykułu.

Jest kilka innych interesujących punktów dotyczących IPv4, ale jeśli nie jesteś osobą techniczną lub nie jesteś programistą, nie będą one miały większego znaczenia:

• Protokół wykorzystuje zmienny rozmiar nagłówka, nie większy niż 60 bajtów.
• Nie zapewnia uwierzytelniania i szyfrowania.
• IPv4 nie ma identyfikacji przepływu pakietów.
• Obsługuje dwie konfiguracje: ręczną i protokół dynamicznej konfiguracji hosta (DHCP).

IPv6 różni się pod kilkoma względami od IPv4. W następnej sekcji przyjrzymy się temu bardziej szczegółowo.

IPv6

Jak można się domyślić z numeracji wersji, IPv6 to nowa wersja protokołu, która ma rozwiązać kilka nieodłącznych problemów IPv4. W pewnym sensie jest to podobne do tego, w jaki sposób różnią się protokoły FTP (File Transfer Protocol) i SFTP (Secure File Transfer Protocol).

W rzeczywistości IPv6 to także technologia opracowana przez Internet Engineering Task Force (IETF). Standardy techniczne pojawiły się w 1995 roku i zapewniają 128-bitowe adresy zamiast 32-bitowej długości zgodnie z IPv4:

1234:ABCD:5678:EFAB:9012:CDEF:3456:ABCD

Nie jest to jednak jedyna różnica w porównaniu ze starszym protokołem:

• Posiada wbudowane zabezpieczenia protokołu internetowego (IPsec).
• Reprezentacja adresu jest szesnastkowa.
• IPv6 używa nagłówka o stałej długości 60 bajtów.
• Podczas gdy IPv4 używa tylko cyfr, IPv6 używa liter i cyfr. Wynika to (częściowo) z potrzeby, ponieważ każdy blok (oddzielony dwukropkiem) ma długość 16 bitów.

Istnieją inne różnice, ale jest jeden powód, dla którego istnieje IPv6. Omówmy teraz ten czynnik.

Główny powód, dla którego potrzebujemy IPv6

Debata i zamieszanie wokół IPv4 vs IPv6 nie istniałyby nawet bez powstania i ekspansji Internetu. W rzeczywistości każdy protokół ma teoretyczny limit liczby adresów IP, które może wygenerować. Jest to ważne z jednego powodu: jeśli zabraknie nam adresów internetowych, nie możemy dodawać nowych maszyn do globalnej sieci. Internet będzie musiał zatrzymać swój rozwój.

IPv4 może generować ponad cztery miliardy adresów, co jest ogromną liczbą – zwłaszcza jak na rok 1983. Jednak to za mało jak na sposób, w jaki korzystamy z internetu w XXI wieku. W latach 90-tych intryganci sieciowi wiedzieli, że zabraknie nam adresów, dlatego dysponujemy technologiami, takimi jak translacja adresów sieciowych (NAT).

Istnieje kilka różnych organizacji, które odpowiadają za przydzielanie numerów IP i adresów. Jednak w 2010 roku pozostałe liczby w tych pulach zasobów nie są już dostępne. Oznacza to, że adresy IPv4 pochodzą teraz z nieprzydzielonych bloków wydanych określonemu dostawcy usług internetowych (ISP) lub z recyklingu starszych, nieużywanych adresów IPv4.

Dlaczego IPv6 uratuje dzień?

IPv6 jest tutaj z powodu problemu z wyczerpaniem adresu IPv4. Ponieważ jest 128-bitowy, a więc dłuższy, możemy generować nowe liczby z większą pojemnością. W rzeczywistości możesz wygenerować ponad 1024 razy więcej adresów niż IPv4. Niektóre z nieużywanych adresów IP, które posiadamy, zostaną przeznaczone na przejście na IPv6.

IPv6 rozwiąże również szereg innych problemów, które nie miały zastosowania lub były mniej widoczne na początku lat 80.:

• Jego obsługa adresowania multicastowego oznacza, że ​​możemy wysyłać przepływy pakietów o intensywnym zapotrzebowaniu na przepustowość do wielu lokalizacji jednocześnie. Poprawi to wydajność sieci w takich obszarach, jak na przykład przesyłanie strumieniowe.
• IPv6 może również przypisać wiele adresów IP do jednego urządzenia. Oznacza to, że urządzenie lub maszyna może utrzymywać połączenie z kilkoma sieciami jednocześnie i wydłużać czas pracy bez przestojów.
• Automatyczna konfiguracja nieodłącznie związana z IPv6 oznacza, że ​​może wygenerować adres IP i połączyć się z siecią szybciej niż podejście ręczne i nie wymaga wprowadzania danych przez użytkownika.

Pomimo ogromnych korzyści – i rozpaczliwej potrzeby – dla IPv6, protokół nie jest zbytnio akceptowany. Większość sieci nadal działa na IPv4. Mimo to istnieje aktualny plan i strategia przejścia wszystkich adresów IPv4 na IPv6 i jest to bliskie – Stany Zjednoczone zrobią to od 2023 r.

Dlaczego nie używamy IPv5

Zanim przyjrzymy się podsumowaniu tego artykułu, musimy poruszyć brakującą wersję protokołu. Podobnie jak numeracja wersji PHP – nastąpił skok z PHP5 do PHP7 – wersje IP robią to samo. Powody też są podobne.

Chociaż firmy takie jak Apple, NeXT i Sun Microsystems opracowały piątą wersję IP, nie stała się ona oficjalnym protokołem. Nosi on nazwę Internet Stream Protocol (ST) i był używany eksperymentalnie w tych organizacjach.

Ogólny konsensus jest taki, że ST/IPv5 jest fantastyczny w strumieniowaniu danych, ale już widzimy to w akcji. ST postrzegała rozwój jako podstawę technologii Voice over IP (VoIP), której używamy dzisiaj do czatów głosowych.

Jednak jedną dużą wadą ST/IPv5 jest to, że ma formatowanie 32-bitowe. Oznacza to, że ma ten sam problem, co IPv4, ponieważ zabraknie mu adresów do użycia. Ograniczenie oznacza, że ​​nie jest to opłacalne dla nowoczesnej sieci i jest bezpośrednim powodem, dla którego mamy przeskok między IPv4 i IPv6.

IPv4 vs IPv6: który wybrać

Pytanie, czy powinieneś wybrać IPv4 czy IPv6, w większości przypadków będzie miało bezpośrednią „brak odpowiedzi”. Aby ocenić, który protokół jest lepszy, możesz rozważyć trzy różne aspekty:

• Popularność i przyjęcie. Im większa liczba osób korzystających z protokołu IPv6, tym bardziej dostępna stanie się technologia.
• Szybkość i wydajność. Jeśli IPv6 jest szybszy niż IPv4, warto go zastosować.
• Wsparcie producenta. Mówiąc o tym, będziesz potrzebować hostów internetowych, producentów sprzętu i systemu operacyjnego (OS) do obsługi protokołu IPv6, aby z niego korzystać.

Warto rozbić je bardziej szczegółowo, ponieważ niektóre z podstawowych statystyk stanowią dobrą lekturę.

Popularność, wsparcie i wskaźniki adopcji

Popularność jest powolna. Google zajmuje się statystykami dostępności IPv6 wśród swoich użytkowników, a tylko 38 procent korzysta z tego protokołu:

Mimo to warto zauważyć, że większość Ameryki Północnej i Południowej ma pewien poziom dostępu, a niektóre kraje wykazują około 45 procent adopcji. To samo dotyczy krajów takich jak Wielka Brytania (Wielka Brytania), Australia i Japonia. Indie, Arabia Saudyjska, Francja, Niemcy i Grecja wykazują około 50-60% adopcji:

Jeśli jednak producenci i hosty internetowe nie obsługują protokołu IPv6, nie ma powodu do zmiany. Witryna W3Techs informuje, że około 20 procent wszystkich witryn korzysta z protokołu IPv6, co w tej chwili nie jest zachęcającą liczbą.

Wydajność

Jeśli chodzi o wydajność, wydaje się, że nie ma dużej różnicy między IPv4 a IPv6. Stare porównanie Sucuri nie znalazło między nimi żadnej zauważalnej różnicy. Jednak Facebook przeprowadził pewne testy wydajności już w 2015 roku, z wnioskiem, że korzystanie z protokołu IPv6 może przynieść korzyści w zakresie szybkości.

Witryna Zivaro przeprowadziła również głębokie zanurzenie w wydajności między IPv4 a IPv6, a wniosek jest taki sam, jak zamierzamy iść: to zależy. Dzieje się tak, ponieważ wydajność nie jest głównym celem IPv6, a nawet jeśli protokół działa w ślimaczym tempie, potrzebujemy technologii ze względu na wyczerpanie adresów IPv4.

Wybór IPv6 zamiast IPv4

Oto krótka odpowiedź: wybierz IPv6, jeśli możesz i jeśli każda witryna, do której masz dostęp, obsługuje ten protokół. Jest tu jednak tak wiele zastrzeżeń i warunków, że nie możemy podać tego jako wiarygodnej odpowiedzi.

Przejście na IPv6 jest wyjątkowe, ponieważ wymaga grupowego wysiłku wszystkich użytkowników sieci — producentów sprzętu, hostów internetowych, producentów oprogramowania komputerowego i użytkowników końcowych. W rezultacie, o ile nie masz bezpośredniego wpływu na to, czy witryny korzystają z protokołu IPv6, być może będziesz musiał poczekać, aż wskaźniki adaptacji wzrosną.

Zawijanie

Adresy IP obejmują prawie całą sieć. Używasz ich do wskazywania, a następnie komunikowania się z innymi komputerami. Należy jednak wziąć pod uwagę różne wersje protokołów. IPv4 vs IPv6 to porównanie, któremu trzeba się przyjrzeć, ale w wielu przypadkach nie trzeba się zbytnio martwić.

Dzieje się tak, ponieważ wiele hostów ustawia to bez twojego wkładu. Mimo to, pomimo słabnącej przepustowości dla IPv4, wiele hostów nie obsługuje jeszcze IPv6 lub oferuje minimalną kompatybilność. Jeśli masz wybór, IPv6 jest bardziej nowoczesny. Naszą radą jest nie pocenie się na obecnym piśmie, jeśli nie masz możliwości wyboru.

Czy masz pytania dotyczące IPv4 vs IPv6? Zapytaj w sekcji komentarzy poniżej!