IPv4 против IPv6: различия между этими двумя интернет-протоколами

Опубликовано: 2022-05-09

Коммуникация занимает центральное место в Интернете. Будь то использование систем обмена сообщениями или чата или заполнение динамической формы, общение с другими компьютерами жизненно важно для процесса. Интернет-протокол (IP) помогает машинам общаться друг с другом, хотя существуют разные его версии. Таким образом, вы часто будете задаваться вопросом, использовать ли IPv4 или IPv6.

В чем-то ответ прост, а в чем-то сложен. Однако для того, чтобы прийти к выводу, вам нужно знать историю, ключевые отличия и многое другое. Оттуда вы можете взвесить, какой протокол использовать.

В этом посте мы собираемся обсудить почти все элементы IPv4 и IPv6. Во-первых, мы познакомим вас с тем, что такое IP.

Краткое руководство по IP

Наряду с системой доменных имен (DNS) и IP-адресом это ключевой компонент того, как мы перемещаемся по сети. На самом деле без него данные вообще не могут путешествовать.

Большая часть данных, циркулирующих в Интернете, разбивается на «пакеты». Это упрощает передачу, уменьшает количество ошибок и сокращает время обработки. Чтобы каждый пакет оказался в нужном месте (и, в конечном итоге, в правильном порядке), он должен иметь выделенную IP-информацию.

В большинстве случаев это будет ссылка на IP-адрес целевой машины. Вы можете проверить IP-адреса повсюду. Ваш компьютер и маршрутизатор будут иметь выделенные адреса, и вы можете найти IP-адрес сети определенного веб-сайта с помощью онлайн-инструментов, таких как WhatsMyDNS:

Сайт WhatsMyDNS.

Если два пакета имеют один и тот же IP-адрес, они попадают на один и тот же компьютер. Это простой подход, который работает достаточно хорошо, чтобы мы управляли миром в Интернете.

Разница между IPv4 и IPv6

Однако, хотя процесс использования IP прост, есть еще что раскрыть. Есть несколько версий для рассмотрения, которые могут сбить вас с толку, если это новая концепция.

В следующих нескольких разделах мы обсудим IPv4 и IPv6, а затем попытаемся ответить на некоторые вопросы, которые могут возникнуть у вас по каждому протоколу.

IPv4

Несмотря на название, это первая версия IP, технологии начала 80-х. Вы узнаете, как выглядит IP-адрес, использующий IPv4, поскольку он стандартный — набор из четырех цифр, разделенных точками:

192.0.2.0

Мы называем это 32-битной длиной, и ее представление десятичное. Каждый раздел внутри IP-адреса использует 8-битное форматирование. Каждое из этих чисел может находиться в диапазоне от 0 (ноль) до 255. Когда вы вычисляете и учитываете каждое доступное число, вы получаете 4,3 миллиарда вариантов. Кажется, что это много, и вы захотите иметь это в виду позже в этой статье.

Есть еще несколько интересных моментов, касающихся IPv4, но если вы не являетесь техническим специалистом или не являетесь разработчиком, они не будут иметь большого значения:

  • Протокол использует переменный размер заголовка, не превышающий 60 байт.
  • Он не обеспечивает аутентификацию и шифрование.
  • IPv4 не имеет идентификации потока пакетов.
  • Он поддерживает две конфигурации: ручную и протокол динамической конфигурации хоста (DHCP).

IPv6 несколько отличается от IPv4. В следующем разделе мы рассмотрим его более подробно.

IPv6

Как вы можете догадаться по нумерации версий, IPv6 — это новая версия протокола, призванная решить несколько присущих IPv4 проблем. В некотором смысле это похоже на то, как отличаются протокол передачи файлов (FTP) и протокол безопасной передачи файлов (SFTP).

На самом деле, IPv6 также является технологией Инженерной группы Интернета (IETF). Технические стандарты появились в 1995 году и обеспечивают 128-битные адреса, а не 32-битную длину в соответствии с IPv4:

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

Однако это не единственное отличие от старого протокола:

  • Он имеет встроенную защиту интернет-протокола (IPsec).
  • Представление адреса шестнадцатеричное.
  • IPv6 использует фиксированную длину заголовка 60 байт.
  • В то время как IPv4 использует только цифры, IPv6 использует буквы и цифры. Это (частично) связано с необходимостью, потому что каждый блок (разделенный двоеточием) имеет длину 16 бит.

Есть и другие отличия, но есть одна причина существования IPv6. Давайте обсудим этот фактор далее.

Основная причина, почему нам нужен IPv6

Дебаты и путаница вокруг IPv4 и IPv6 не существовали бы без подъема и расширения Интернета. На самом деле у каждого протокола есть теоретический лимит на количество IP-адресов, которые он может генерировать. Это важно по одной причине: если у нас закончатся интернет-адреса, мы не сможем добавить новые машины в глобальную сеть. Интернету придется остановить свой рост.

IPv4 может генерировать более четырех миллиардов адресов, что является огромным числом, особенно для 1983 года. Однако этого недостаточно для того, как мы используем Интернет в 21 веке. Интернет-специалисты еще в 90-х годах знали, что у нас закончатся адреса, поэтому у нас есть такие технологии, как преобразование сетевых адресов (NAT).

Есть несколько различных организаций, которые несут ответственность за распределение IP-номеров и адресов. Однако в 2010-х годах оставшиеся номера в этих пулах ресурсов больше не доступны. Это означает, что IPv4-адреса теперь поступают из нераспределенных блоков, выданных конкретному интернет-провайдеру (ISP), или путем повторного использования старых неиспользуемых IPv4-адресов.

Почему IPv6 спасет положение

IPv6 здесь из-за проблемы исчерпания адресов IPv4. Поскольку он 128-битный, а значит, длиннее, мы можем генерировать новые числа с большей пропускной способностью. Фактически, вы можете генерировать в 1024 раза больше адресов, чем IPv4. Часть неиспользуемых IP-адресов у нас пойдет на переход на IPv6.

IPv6 также решит ряд других проблем, которые не применялись или были менее очевидны в начале 80-х:

  • Его поддержка многоадресной адресации означает, что мы можем отправлять потоки пакетов с интенсивной пропускной способностью в несколько мест одновременно. Это улучшит производительность сети в таких областях, как, например, потоковая передача.
  • IPv6 также может назначать несколько IP-адресов одному устройству. Это означает, что устройство или машина могут одновременно подключаться к нескольким сетям и увеличивать время безотказной работы.
  • Автоматическая настройка, присущая IPv6, означает, что он может генерировать IP-адрес и подключаться к сети быстрее, чем ручной подход, и не требует ввода данных пользователем.

Несмотря на огромные преимущества и острую потребность в IPv6, этот протокол не получил большого распространения. Большая часть Интернета по-прежнему работает на IPv4. Тем не менее, существует текущий план и стратегия по переводу всех адресов IPv4 на IPv6, и он близок — США сделают это с 2023 года.

Почему мы не используем IPv5

Прежде чем мы попытаемся завершить эту статью, мы должны коснуться отсутствующей версии протокола. Подобно нумерации версий PHP — произошел скачок с PHP5 на PHP7 — IP-версии делают то же самое. Причины тоже схожи.

Хотя такие компании, как Apple, NeXT и Sun Microsystems, разработали пятую версию IP, она не стала официальным протоколом. Он носит название Internet Stream Protocol (ST) и использовался на экспериментальной основе в этих организациях.

По общему мнению, ST/IPv5 отлично справляется с потоковой передачей данных, но мы уже можем видеть это в действии. ST рассматривала разработку как основу для передачи голоса по IP (VoIP), которую мы используем сегодня для голосового чата.

Однако у ST/IPv5 есть один большой недостаток: он имеет 32-битное форматирование. Это означает, что у него та же проблема, что и у IPv4, в том, что у него закончатся адреса для использования. Ограничение означает, что оно непригодно для современной сети, и является прямой причиной скачка между IPv4 и IPv6.

IPv4 против IPv6: что выбрать

Вопрос о том, следует ли вам выбирать IPv4 или IPv6, в большинстве случаев будет иметь прямой ответ. Чтобы определить, какой протокол лучше, вы можете рассмотреть три различных аспекта:

  • Популярность и принятие. Чем больше людей будет использовать IPv6, тем более доступной станет эта технология.
  • Скорость и производительность. Если IPv6 быстрее, чем IPv4, имеет смысл принять его.
  • Поддержка производителя. Говоря об этом, вам понадобятся веб-хосты, производители оборудования и ваша операционная система (ОС) для поддержки IPv6, чтобы использовать его.

Стоит разобрать их более подробно, потому что некоторые из основных статистических данных полезны для чтения.

Популярность, поддержка и уровень принятия

Что касается популярности, то она набирается медленно. Google собирает статистику доступности IPv6 среди своих пользователей, и только 38% используют этот протокол:

График, показывающий скорость принятия IPv6 от Google.

Тем не менее, интересно отметить, что в большинстве стран Северной и Южной Америки есть определенный уровень доступа, а в некоторых странах показатель внедрения составляет около 45 процентов. Это то же самое для таких стран, как Соединенное Королевство (Великобритания), Австралия и Япония. Индия, Саудовская Аравия, Франция, Германия и Греция демонстрируют примерно 50-60-процентное внедрение:

Карта, показывающая уровень внедрения IPv6 в каждой стране от Google.

Однако если производители и веб-узлы не поддерживают IPv6, нет причин для перехода. Веб-сайт W3Techs сообщает, что около 20 процентов всех сайтов используют IPv6, что сейчас не очень обнадеживает.

Производительность

Что касается производительности, похоже, нет большой разницы между IPv4 и IPv6. Старое сравнение от Sucuri не обнаружило заметной разницы между ними. Тем не менее, Facebook провел некоторое тестирование производительности еще в 2015 году и пришел к выводу, что при использовании IPv6 может быть преимущество в скорости.

Сайт Zivaro также провел глубокое исследование производительности между IPv4 и IPv6, и вывод такой же, как и мы: это зависит. Это связано с тем, что производительность не является основной целью IPv6, и даже если протокол работает со скоростью улитки, нам нужна технология из-за исчерпания адресов IPv4.

Выбор IPv6 вместо IPv4

Короткий ответ: выберите IPv6, если можете, и если каждый сайт, к которому вы обращаетесь, может поддерживать этот протокол. Однако здесь так много предостережений и условий, что мы не можем назвать это надежным ответом.

Переход на IPv6 уникален тем, что требует групповых усилий всех пользователей Интернета — производителей оборудования, веб-узлов, компаний-разработчиков компьютерного программного обеспечения и конечных пользователей. В результате, если вы не имеете прямого влияния на то, используют ли сайты IPv6, вам, возможно, придется подождать, пока темпы внедрения не вырастут.

Подведение итогов

IP-адреса почти управляют всей сетью. Вы используете их для точного определения, а затем связи с другими компьютерами. Однако следует учитывать различные версии протокола. IPv4 и IPv6 — это сравнение, которое вам нужно изучить, но во многих случаях вам не нужно слишком беспокоиться.

Это связано с тем, что многие хосты устанавливают это без вашего участия. Тем не менее, несмотря на ослабление возможностей IPv4, многие хосты еще не поддерживают IPv6 или предлагают минимальную совместимость. Если у вас есть выбор, IPv6 более современный. Наш совет — не париться над текущим письмом, если у вас нет возможности выбора.

У вас есть вопросы о IPv4 и IPv6? Спросите в разделе комментариев ниже!