IPv4 и IPv6: что это такое и в чем разница, какой тип лучше использовать

Основными типами адресов, которые используются для передачи данных между сетями, являются протоколы IPv4 и IPv6. Они применяются для обозначения устройств в сети. IP 6-го поколения обладает усовершенствованными свойствами, но главный его недостаток в том, что он не дает обратной совместимости с технологией 4-го поколения.

Что такое протокол IP-адреса

IP-адрес – это идентификатор устройства, которое подключено к Всемирной паутине. Он создается согласно набору правил Internet Protocol Suite и представляет собой комбинацию из 4 чисел, прописанных через точку. Маршрутизация данных в сети выполняется с помощью пакетов. В каждом из них указывается местоположение отправителя и получателя трафика.

Разновидности протоколов и их описание

Согласно назначению, типы адресов бывают:

• глобальными – назначаются корпоративным сетям;
• локальными – применяется для внутреннего пользования (например, localhost).

IPv4

IPv4 – это четвертая версия интернет-протокола, которая устанавливает порядок пакетного обмена данными в компьютерной сети. С его помощью идентифицируют всех клиентов, которые подсоединены через маршрутизатор.

Каждому устройству назначают личный код, который состоит из 4 чисел, например: 191.143.250.73. IPv4 применяет 32-битную схему адресов, что позволяет обслуживать до 4,19 млрд абонентов.

Поскольку количество пользователей сети постоянно растет, появилась новая версия IPv6, способная увеличить количество идентификационных кодов в 4 раза.

IPv6

Internet Protocol Version 6 возник в 1999 г., когда возрос спрос на услуги глобальной сети. Разработчики предвидели, что спрос будет превышать запас, который обеспечивала 4-я версия.

Новый протокол представляет собой 128-битный код, который можно прописать несколькими способами. Благодаря этому можно создать больше адресов и решить проблемы с подключением отдельных устройств.

По прогнозам экспертов, все сети должны были перейти на IP 6-го поколения в 2011 г. Однако этого не произошло, большинство клиентов продолжают использовать 32-битную схему.

За применением технологии 6-й версии наблюдает компания Google. Согласно ее данным, по состоянию на 10 мая 2021 г. «шестерку» использовали около 30% абонентов.

Сравнение протоколов – в чем разница

Различия в версиях интернет-протокола заключаются в следующем:

1. IPv6 поддерживается не всеми провайдерами.
2. Новая технология предлагает в 4 раза больше личных кодов для абонентов.
3. Не все устройства работают с адресной схемой 6-го поколения.
4. В 6-й версии упрощена задача маршрутизации, она лучше взаимодействует с мобильными сетями.
5. IPv6, в отличие от IPv4, повышает эффективность передачи информации.
6. «Шестерку» применяет только 1% сетей, в то время как «четверку» – остальные 99%.

Производительность

IPv6 поддерживает больше требований к содержанию кода. Технология готова предложить пользователям Всемирной паутины до 340 ундециллионов комбинаций (340 – число, за которым расположено 36 нолей.)

Это говорит о том, что в ближайшее столетие дефицита в идентификационных интернет-кодах не будет. Схема создания адресов в 6-й версии использует иерархию, похожую на CIDR, из-за чего обмен информационными блоками происходит быстрее.

Формат заголовка

Разница в заголовках IPv4 и IPv6 состоит в том, что последние в 2 раза больше первой версии. Благодаря этому пакеты данных обрабатываются быстрее. В 4-й версии протокола есть лишние доменные имена, которые удалены или применяются в качестве расширенного адреса в технологии 6-й версии.

Поддержка опций

В IPv4 все опции вмещаются в заголовок, а в «шестерке» для этих целей создается другой расширенный код. Он не будет отображаться, пока не пропишете сведения о маршрутизаторе.

Это улучшает качество и скорость передачи данных. Среди набора функций 6-й версии есть поддержка безопасности IPSEC, IP для мобильных устройств и jumbogram (возможность передавать блоки информации объемом до 4 Гб).

Сетевая безопасность

Во время разработки IPv4 не учитывалось, что проверка безопасности соединения будет осуществляться программами, подключенными к сети интернет. В протоколе 6-го поколения это исправлено. В нем предусмотрена кодировка пакетов и создание контрольных сумм.

IPv6 обеспечивает тип шифрования End-to-End. Расширение IPSec задействует набор функций, которые кодируют данные перед отправкой и помогают сохранить их целостность.

Дополнительно в набор входит опция Internet Key Exchange, которая настраивает общие атрибуты безопасности между маршрутизаторами с обеих сторон.

Область применения

Технология IPv6 внедряется в глобальную сеть уже много лет, однако достичь доминирующего положения пока не удалось. Это связано с тем, что большая часть старого оборудования несовместима с IP 6-й версии.

Крупные компании, такие как Google, с 2009 г. активно внедряют новые технологии, поддерживающие работу процессов IPv6, но процент пользователей прежней версии остается в 3 раза больше.

Спецификация

IPv6 имеет ряд преимуществ над IPv4. В новом протоколе оптимизирована маршрутизация данных, улучшена конфигурация с мобильными устройствами, упрощено администрирование и обеспечена защита личной информации.

Более подробно отличия между версиями представлены в таблице.

Представление IPv6-адресов и их особенности

IPv6 код представляет собой строку из 16-ричных значений, общая длина которых составляет 128 бит.

Корректно работающие комбинации в «шестерке» составляются с учетом следующих требований:

1. Для сокращения записи маршрутизации в технологии 6-го поколения пропускают головные 0 в шестнадцатеричном представлении. Это не применяется к последующим нулям. Ели это не учитывать, то адрес прочитать не получится. Например, 16-ричный код «DHC» может быть представлен как «0DHC» или «DHC0».
2. Повторным двоеточием (::) заменяют любой символ или соседнюю строку 16-битных сегментов, в составе которых есть нули. Двойное двоеточие (::) прописывается 1 раз. Злоупотребление символом приведет к ошибкам передачи блоков информации.

Совместное использование протоколов IPv4 и IPv6

В «шестерке» не заложена обратная совместимость с «четверкой», поэтому многие системные администраторы не спешат переходить на новый протокол. Для организации плавной миграции сперва создают гибридную сеть, в которой функционируют IPv4 и IPv6.

Первым и самым распространенным вариантом совместного использования обоих IP считается двойной стек. Устройства, которые поддерживают эту опцию, позволяют формировать 32- и 128-битные адреса.

Второй метод – туннелирование, при котором блоки информации с протоколов 6-й версии помещаются в оболочку 4-й версии.

Третий способ – преобразование, когда пакет данных IPv6 во время маршрутизации трансформируется под требования IPv4, и наоборот.

Какой тип протокола лучше использовать

Вопрос о том, какой версией IP пользоваться, остается открытым. IPv6 обладает лучшим набором функций и обеспечивает генерацию большего количества адресов, однако технология еще недостаточно поддерживается в глобальных сетях и совместила не со всеми типами устройств.

К тому же осложнен переход со старой версии протокола на новую. С учетом того, что в IPv4 внедрили технологии NAT и CIDR, она остается более привлекательной для использования.