Что означает ipv4 и ipv6
Протокол IPv6: что это такое и как он работает
Протокол сетевого взаимодействия TCP/IPv4 используется для передачи зашифрованных данных в сети интернет и локальных подсетях уже более тридцати лет. На его основании создается и поддерживается уникальная адресация сетевого оборудования (узлов). Еще в начале 90-х годов прошлого века был определен основной недостаток данного протокола – ограничение по количеству возможных ip-адресов, которое не может превысить 4,23 миллиарда. В результате была разработана новая система протоколирования сетевого взаимодействия – интернет-протокол IPv6 (Internet Protocol version 6). Однако массовый переход на более прогрессивную технологию обусловлен некоторыми сложностями. Хотя, например, в Соединенных Штатах уже более половины пользователей применяют именно протокол IPv6.
Основные отличия протоколов IPv4 и IPv6
Как уже было сказано, ключевым недостатком протокола четвертой версии TCP/IPv4 является ограниченная масштабируемость уникальных адресов, присваиваемых для идентификации в сетях взаимодействия. Для создания ip-адресов на уровне программных записей используется 32-х битная система в формате 0.0.0.0 – 255.255.255.255. При построении локальных подсетей вводится дополнительный атрибут «маска подсети», записываемая после символа «/». В результате даже крупные ЛВС, объединенные в Ethernet, чаще всего имеют один публичный ip-адрес, выдаваемый провайдером и закрепленный на уровне шлюза (маршрутизатора). Самостоятельный обмен данными на уровне отдельных устройств частной подсети с выходом в паблик-интернет требует сложного администрирования. Для решения задач маршрутизации, требующих получения статических IP-адресов, понадобятся дополнительные финансовые затраты.
В интернет-протоколе нового поколения IPv6 для создания адресной маршрутизации используется 128-битная система записи. В IPv6-адресе записи представляют собой восемь 16-битных блоков, разделенных двоеточиями: 2dfc:0:0:0:0217:cbff:fe8c:0. Общее количество ip-адресов, возможных для распределения, может составить в общей сложности 2 128 ( приблизительно 340 282 366 920 938 000 000 000 000 000 000 000 000). Повсеместное использование данного стандарта позволит полностью решить задачу нехватки сетевых адресов в обозримом будущем.
С целью упрощения записи адреса в протоколе IPv6 используется вариант сжатия кода, когда смежные последовательности нулевых блоков заменяются парами символов двоеточия. Например, адрес групповой рассылки FFEA:0:0:0:0:CA28:1012:4254 в сжатой форме будет представлен в укороченном виде FFEA::CA28:1012:4254. Данный механизм упрощает процесс записи, хранения и обработки кода.
По правилам протокола IPv6 назначение сетевых адресов происходит автоматически и уникализируется за счет идентификации на уровне MAC-адреса конкретной единицы оборудования, для которой необходим выход в публичную сеть. Другими словами, каждый домашний компьютер, смартфон, холодильник или стиральная машина с функцией подключения к внешним устройствам получает собственный «белый» ip-адрес для коннекта с другими хостами через интернет. Доступна также произвольная генерация кодов путем администрирования с использованием маршрутизаторов.
Впечатляет минимальный диапазон адресов подсети, получаемых пользователем при подключении по протоколу IPv6. Например, при использовании маски подсети «/128» получаем более 2 56 адресов.
Спорным является вопрос отличия в скорости передачи трафика по каждому из протоколов. По умолчанию технология протокола IPv6 обеспечивает большую скорость обработки трафика на уровне отдельного оборудования сети в целом. Использование NAT в протоколе IPv4, который обеспечивает трансляцию адресов абонентов и хранение в памяти информации об установленных соединениях, приводит к большой загрузке оборудования. Поэтому в моменты пиковой нагрузки каждый пользователь отмечает резкое падение скорости соединения.
В протоколе IPv6 не применяется обязательная обработка пакетов и отслеживание уже открытых соединений при маршрутизации доступа к хостам. Отсутствие необходимости трансляции значительно снижает ресурсную нагрузку на сетевые устройства. Для пользователя это означает выравнивание скорости интернет-соединения. Провайдеры в такой ситуации могут использовать менее ресурсоемкое, а значит, более дешевое оборудование.
Дополнительные преимущества протокола IPv6
По сравнению с четвертой версией, в протоколе TCP/IPv6 реализован ряд дополнительных функциональных возможностей:
используется более простой заголовок, из него исключены несущественные параметры, что снижает нагрузку на маршрутизаторы при обработке сетевых запросов;
более высокий уровень обеспечения безопасности, аутентификации и конфиденциальности, которые положены в основу данной технологии;
в протоколе реализована функция Quality of Service (QoS), позволяющая определять чувствительные к задержке пакеты;
при передаче широковещательных пакетов используются многоадресные группы;
для реализации технологии мультивещания в IPv6 задействовано встроенное адресное пространство FF00::/8;
для повышения безопасности используется поддержка стандарта шифрования IPsec, который позволяет шифровать данные без необходимости какой-либо поддержки со стороны прикладного ПО.
В настоящее время эксперты ведут дискуссии на предмет обеспечения безопасности данных в случае гибридного применения двух протоколов. Провайдеры выстраивают IPv6-туннели для предоставления пользователям IPv4 доступа к высокоуровневому контенту. Применение данной технологии увеличивает риски хакерских атак. Функция автоконфигурации, когда устройства самостоятельно генерируют IP-адрес на основе MAC-адреса оборудования, может быть использована для незаконного отслеживания конфиденциальных данных пользователей.
Внедрение протокола TCP/IPv6
Несмотря на долгую историю разработки, которая берет начало в 1992 году, тестирование нового протокола состоялось одномоментно 8 июня 2011 года в Международный день IPv6. Эксперимент прошел удачно и предоставил возможность для выработки рекомендаций по дальнейшему совершенствованию данной технологии, ее массовому внедрению.
Первой компанией, внедрившей в 2008 году стандарт протокола IPv6 на постоянной основе, стал Google. Тестирование проводилось в течение четырех лет, было признано успешным. 6 июня 2012 года состоялся Всемирный запуск IPv6. Сегодня мировые лидеры в производстве сетевого оборудования Cisco и D-Link применяют данный сетевой стандарт в своих маршрутизаторах на базовом уровне. В мобильных сетях стандарта LTE поддержка протокола IPv6 является обязательной. IT-компании Google, Facebook, Microsoft и Yahoo используют IPv6 на своих основных web-ресурсах. Протокол получает все большее распространение в корпоративных сетях и при домашнем использовании.
Согласно исследованиям Google, на начало 2020 года доля IPv6 в общемировом сетевом трафике составляла около 30%. В России данный показатель значительно ниже, он составляет приблизительно 4,5% всего трафика. В то же время все большее количество отечественных регистраторов доменов и хостинг-провайдеров переводят свои DNS-серверы на протокол IPv6.
Сложности перехода
Возникает резонный вопрос: если протокол TCP/IPv6 обладает таким количеством преимуществ по сравнению с предшественником, почему бы просто не перейти на него всем миром? Основное препятствие лежит в сфере финансов и временных параметров. Для полномасштабного использования новой технологии требуются серьезные инвестиции в программно-техническую модернизацию компьютерного парка всех провайдеров.
Использование динамических ip-адресов по протоколу IPv4 позволяет временно сдерживать проблему нехватки уникальных сетевых идентификаторов. Другими словами, проблемы администрирования локальных сетей перекладываются на конечных пользователей, которые вынуждены настраивать сложные схемы маршрутизации подсетей и покупать дополнительные ip-адреса. В то же время рост количества конечных сетевых устройств происходит очень быстро. Внедрение технологий прямой коммуникации даже с обычными бытовыми приборами через интернет требует новых подходов в построении архитектуры их взаимодействия. В связи с этим повсеместный переход на использование стека протокола TCP/IPv6 неизбежен.
Протоколы IPv4 и IPv6. В чем разница и что лучше?
Сегодня каждый пользователь интернета может столкнуться с терминами протоколов IPv4 и IPv6. Возможно, вы слышали, как люди говорят, что протокол IPv6 лучше, чем IPv4. Но что именно означают эти аббревиатуры IPv4 и IPv6?
Что такое IP адрес?
Интернет-протокол или IP-адрес является основным протоколом связи для передачи датаграмм и позволяет соединять различные устройства по всему миру и эффективно создавать сеть, которую мы называем интернетом. IP-адрес отвечает за адресацию узлов, инкапсуляцию данных в датаграммы и путь датаграмм от узла-источника к узлу назначения в одной или нескольких IP-сетях. IP содержит набор правил и рекомендаций, которым необходимо следовать при передаче любых данных по любому спектру сети.
IPv4 vs IPv6: что они означают?
IPv4 является 4-й версией IP. IPv4 — это протокол без установления соединения, который реализуется в сетях с использованием коммутации пакетов. Он работает на основе лучшей модели доставки данных, что означает, что они получат неопределенную переменную пропускную способность и время доставки, в зависимости от текущей нагрузки трафика. Это не гарантирует саму доставку, не обеспечивает адекватной последовательности и не позволяет избежать повторной доставки.
IPv6 является последней версией IP и представляет собой постепенное обновление протокола IPv4. По сути, IPv6 обеспечивает полную передачу данных по нескольким IP-сетям, придерживаясь принципов проектирования, разработанных в предыдущей версии протокола.
На видео: Отличие IPv6 от IPv4
Зачем нам IPv6?
IPv4 использует только 32 бита для своих интернет-адресов. В основном это означает, что IPv4 может обрабатывать до 32 IP-адресов, что составляет 4 294 967 296 (4,29 миллиарда). Хотя это число кажется большим, оценочное число устройств, подключенных к интернету, превышает 20 миллиардов, и это число растет день ото дня. Следовательно, IP-адрес любого устройства должен быть конкретным и уникальным, и по мере роста числа пользователей адреса IPv4 заканчиваются.
IPv6 использует 128-битные интернет-адреса. Это означает, что протокол может обрабатывать в общей сложности до 2 ^ 128 IP-адресов, которые будут приблизительно составлять 340 282 366 920 938 000 000 000 000 000 000 000 000. По сути, стандарта IPv6 достаточно, чтобы интернет работал очень и очень долго.
Преимущества IPv6
IPv6, наряду с увеличением количества доступных адресов, приносит дополнительные преимущества. С помощью протокола IPv6 была устранена необходимость изменения сетевых адресов — NAT, которая ранее использовалась для сохранения глобального адресного пространства из-за отсутствия адресов IPv4. Кроме того, протокол IPv6 также исключает возможность конфликтов частных адресов, а также оптимизирует многоадресную маршрутизацию.
По сравнению со стандартами IPv4, IPv6 имеет более простой формат заголовков, что позволяет упростить и повысить эффективность маршрутизации. Это также повышает качество услуг (QoS), также известное как «маркировка потока». Не забывайте, что IPv6 имеет встроенную аутентификацию и защиту конфиденциальности, а также гибкие опции с поддержкой расширений. В целом, IPv6 упрощает администрирование с помощью протокола DHCP.
Почему повсеместный переход на IPv6 еще не скоро состоится?
Истощение IPv4 было предсказано много лет назад. Уже достаточно давно была введена CIDR, которая впоследствии была заменена широко распространенным транслятором — NAT. Хотя оба метода работают, но они являются лишь временным способом остановить умирающую IPv4. В принципе, уже давно необходимо перейти на IPv6, но прогресс идет очень медленно. Чтобы внести изменения, программное обеспечение и маршрутизаторы требуют колоссальных изменений для поддержки более продвинутой сети, а это требует времени и денег.
Увеличение количества устройств, принимающих стандарты IPv6
IPv4 продолжает обеспечивать более 99% мирового интернет-трафика. Несмотря на десятилетнюю историю разработки и внедрения стандартов, глобальное внедрение IPv6 происходит медленно. С 2017 года, доля пользователей с протоколом IPv6 впервые достигла 20,1%, увеличиваясь примерно на 7,2% в год. Хотя устройства содержат стандарты IPv6, количество сетевых провайдеров, переходящих на IPv6, все еще достаточно мало. Между тем, IPv4 и IPv6 эффективно работают как параллельные сети, хотя обмен данными между этими протоколами требует специальных шлюзов.
IPv4 vs IPv6: неизбежные изменения
Переход на IPv6 является необходимым и неизбежным, и вскоре все будут вынуждены перейти на него, учитывая, что устройств вокруг нас становится больше и потребность в этой сети также возрастает.
Что это такое IPV6 и IPV4
Многие из пользователей довольно часто сталкиваются с терминами «IP», «IPv4», «IPv6», «IPng», меняют IP-настройки своего компьютера, обсуждают специфику динамического и статического IP-адреса, и при этом часто не до конца владеют смысловой нагрузкой данных слов. А ведь современный интернет построен на действии интернет-протокола (IP) и его вариаций, по правилам которых передаётся и принимается нужная нам информация. В этом материале я расскажу, что это такое IPV6 и IPV4, опишу специфику их функционала и характерные особенности.
Что такое IP
Прежде чем начать рассказ о том, что это IPv6 и IPv4, следует обозначить, что же значит сам термин «IP».
IP (сокращённое от Internet Protocol – Интернет Протокол) – это маршрутизируемый сетевой протокол, который устанавливает технический формат пакетов и схему адресации для компьютеров, обменивающихся друг с другом информацией через сеть. Большинство сетей объединяют IP с протоколом более высокого уровня, называемым TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей), который создаёт виртуальное соединение между начальным пунктом и пунктом назначения.
IP можно легко сравнить с почтовой системой. IP позволяет адресовать пакеты и отправлять их в систему, но не существует прямой связи между отправителем и получателем. TCP/IP же позволяет создавать соединение между хостами так, что они могут обмениваться сообщениями за определённый промежуток времени.
IPV6 и IPV4 — специфика функционала
Ныне существуют две версии Интернет Протокола (IP) – IPv4 (IP версия 4) и более новая версия, называя IPv6 (IP версия 6). IPv6 является следующей эволюционной ступенью в развитии IP, и ещё некоторое время будет сосуществовать параллельно с более старой версией IPv4. В ответе на вопрос, что значит IPv6 и IPv4 более подробно остановимся на каждом из них.
Что такое IPv4
IPv4 (Интернет Протокол версии 4) является четвёртой версией Интернет Протокола (IP), и используется для идентификации устройств в сети через адресную систему, позволяя, так же, соединять устройства через веб.
IPv4 использует 32-битную адресную схему, позволяя существование 2^32 (более 4 миллиардов) адресов. При этом вместе с ростом Интернета ожидается, что количество неиспользуемых IPv4 адресов достаточно быстро закончится, так как каждое устройство, включая компьютеры, смартфоны и игровые консоли при подключении к Интернету требует для себя IP-адрес.
Новый адресная система Интернет использующая Интернет-Протокол версии 6 (IPv6) разрабатывалась для того, чтобы полностью удовлетворить возрастающую потребность в необходимом числе свободных интернет-адресов.
После того, как мы определились с тем, что это IPv4, перейдём к особенностям протокола IPv6.
Что такое IPv6
IPv6 (Интернет-протокол версии 6) также называемый IPng (Internet Protocol next generation – Интернет-протокол следующего поколения) – это обновлённая версия интернет-протокола (IP) созданная с учётом стандартов Инженерного Совета Интернета для замены текущей версии IPv4.
IPv6 является наследником IPv4, и был задуман как революционное обновление существующей доныне версии Интернет Протокола, и в настоящее время сосуществует с более старым IPv4. Новый IPv6 создан чтобы обеспечить интернету устойчивый и надёжный рост, касающийся как номера наличных хостов, так и общего количества передаваемого траффика, поддерживая 2^128 адресов – намного больше устаревшего протокола IPv4.
IPv6 часто называют «следующей генерацией» стандартов Интернета, который постоянно развивается с середины 1990х до сегодняшнего дня. Он был рождён как ответ на тревоги о том, что количество требуемых IP-адресов скоро превысит граничные возможности сети Интернет. После того, как мы узнали что это такое IPv6, рассмотрим дополнения существующие в ней.
Преимущества IPv6 по сравнению с IPv4
Вместе с увеличением количества возможных адресов, существуют и другие важные технологические изменения в IPv6 по сравнению с IPv4:
При этом, в IPv6 существуют несколько вариантов адресов:
Разница между адресацией IPv4 и IPv
После того, как мы определились c тем, что такое IPv6 и IPv4, остановимся на вопросе «какова разница между IPv6 и IPv4?». De facto, IP-адрес являет собой двоичное число, но он также может быть записан в более удобном для человека формате. Например, 32-битный числовой адрес, используемый в IPv4, может быть оформлен в десятичной системе 4 цифрами, причём каждое цифра может иметь значение от 0 до 255. Например, это могут быть цифры 172.16.254.1.
Адреса протокола IPv6 являются 128-битными, и оформлены в шестнадцатеричной системе. К примеру, адрес в IPv6 может быть записан как 3ffe:1904:4546:3:201:f8ff:fe22:68cf.
Настройка IPv6 на Windows 7 (видео)
Выше мной были рассмотрены IPV6 и IPV4, мы узнали что это такое, обозначена специфика данных протоколов и описаны преимущества протокола IPv6 над IPv4. Несмотря на очевидный характер данных преимуществ, внедрение IPv6 идёт достаточно неспешно, множество специалистов фиксируют различные баги и проблемы в работе шестой версии протокола. Но в обозримом будущем, volens-nolens, более старый IPv4 уступит своё доминирующее положение более модерному, оптимальному и продвинутому протоколу IPv6. Эволюцию не остановить.
Чем отличаются протоколы IPv4 и IPv6?
Чем отличаются протоколы IPv4 и IPv6?
IPv6 (протокол IP версии 6), определяемый в сетевом этикете RFC 2460, является последним поколением протокола IP, определенного стандартом рабочей группы проектирования Интернета (IETF). Первой стабильной версией протокола IP является IPv4 (версия IP 4). Учитывая то, что IPv6 призван в конечном итоге заменить IPv4, сейчас они тесно взаимодействуют, большинство инженеров их используют одновременно.
Преимущества использования IPv6
Уровень IP-стека протоколов TCP/IP — это наиболее важный элемент всей архитектуры сети Интернет. Однако через десять лет после того, как протокол IP стал общедоступным в 1980-х годах, ограничения версии IPv4 с точки зрения масштабирования и возможностей стали очевидными. Для работы IPv4 необходимы несколько дополнительных компонентов, таких как ICMP и ARP. К середине 1990-х годов была разработана система для замены данной версии. Для удовлетворения растущих требований Интернета требуется переход на версию IPv6, а профиль интернет-технологий требует одновременного использования доступа как через IPv4, так и через IPv6.
IPv6 предлагает такие преимущества по сравнению с IPv4:
Принцип работы IPv4 и IPv6
Внедрение устройств Juniper Networks
Компания Juniper Networks соблюдает стандартные правила назначения и отображения RFC 5952 для адресов IPv6. Эти правила означают, что устройства должны принимать все способы ввода адреса.
Junos Address Aware — это портфель программного обеспечения для назначения адресов и туннелирования для маршрутизаторов серии MX, который помогает операторам сети экономить и расширять свой пул адресов IPv4, обеспечивать сосуществование IPv4 и IPv6 и прагматический переход на IPv6.
В чем разница между IPv4 и IPv6
Интернет-протоколы, или так называемые, IP-адреса – протокол связи, через который происходит передача данных (датаграмм). С их помощью соединяются все персональные компьютеры и другие устройства из разных уголков мира, превращаясь в единую сеть – интернет. По IP определяется месторасположение оборудования, перевод информации в датаграммы и указывается их путь от источника к получателю. Работают интернет-протоколы на основании определенных закономерностей и требований, требующих обязательного учета при передаче данных.
Всемирная сеть постоянно развивается. И, чтобы соответствовать постоянно возрастающим нормам и требованиям, видоизменяются и стандарты. Так, наряду с системой IPv4 на рынке представлена еще одна – IPv6. В чем же отличие? Что лучше: IPv4 или IPv6 и так ли просто будет перейти на более высокую версию протокола связи?
Что это: IPv4 и IPv6?
IPv4 – один из основных интернет-стандартов, реализованных на правилах взаимодействий между сетями на онлайн-просторах. Его первая версия разработана в конце 60-х годов прошлого века специально для компьютерной сети американского Министерства обороны – Arpanet (Advanced Research Projects Agency Network, Сеть Агентства передовых исследований). Именно она считается прародителем интернета. В работе этот протокол применяет 32-битные поля источника и адресата, ограничивающие допустимое пространство до 4,3 млрд. адресов. А на сегодня их общее количество уже перевалило через 20 млрд., и цифра постоянно увеличивается.
IPv4 применяется для обеспечения качественного соединения в сетях, основываясь на коммутационных пакетах. Здесь реализована технология передачи датаграмм, имеющая непосредственную связь между текущей нагрузкой на трафик и пропускной способностью, временем доставки. Но здесь нет гарантий, что информация будет доставлена или доставлена только один раз, без повторов. Также в IPv4 не предусмотрено определенной последовательности действий.
Ограничения 4 версии интернет-протокола стимулировали работы над более усовершенствованным поколением еще в первой половине 90-х годов прошлого века. Разрабатывала это Целевая группа Internet Engineering Task Force (IETF). Специалистам удалось решить проблему с ограничением количества адресов, теперь их предоставляется бесконечное множество. Не актуальным стало и исчерпание IP-адреса. Но все же IPv4 и IPv6 сети достаточно схожи между собой: 6 версия интернет-протокола обеспечивает абсолютную передачу данных по разным сетям, основываясь на уникальных принципах проектирования, которые были реализованы в 4 поколении. Но она уже применяет 128-битные адреса, способные обеспечить «именем» более, чем 34*10 37 пользователей. А этого более, чем хороший запас.
Основные отличия IPv4 и IPv6
Теперь подробно о том, в чем разница IPv4 и IPv6. Основные отличия сведены в таблицу:
Преимущества протокола IPv6 перед IPv4
Понимая, в чем основные отличия IPv4 от IPv6, можно выделить и преимущества последней версии над предшествующей:
Но, несмотря на эти более, чем весомые преимущества и 20-летнюю историю разработки, протокол IPv6 все еще очень далек от массовости. По статистике, свыше 98% общего мирового интернет-трафика приходится на протоколы IPv4. Но при этом, частные пользователи более активно используют 6 версию. Их число уже приближается к 30% с приростом за последний год около 10%. Но, несмотря на это, на сегодня протоколы IPv4 IPv6 работают параллельно, а для обмена информацией между ними применяются специальные шлюзы.
Сложности перехода на IPv6
То, что IPv4 уже изжила себя, понятно всем специалистам. Чтобы хоть как-то удержать ее на плаву, уже достаточно давно был введен метод интернет-адресации CIDR, позволяющий гибко управлять простором IP-адреса. Впоследствии он был заменен на более передовую версию – NAT. Но и такого транслятора уже недостаточно для обеспечения стабильной работы сети. Но переходить на IPv6 спешат не все. Внесение корректировок в программный модуль и техническое оснащение требует немало денег и времени. И не все поставщики услуг готовы на такие кардинальные изменения.
Но надо понимать, что переход на IPv6 – уже не дань моде или прихоть. Сегодня это необходимость. Учитывая то, что с каждым днем количество персональных компьютеров и других гаджетов, подключаемых к интернету, постоянно растет, повышаются и потребности. Даже если ваш провайдер пока не поддерживает данный протокол, можно подключиться к IPv6 через IPv4. Для этих целей применяется дополнительная технология двойного стека, предполагающая использование виртуального подключения. Специалисты компании «Xelent» придут вам на помощь при выполнении этих работ, если возникнет такая необходимость.
Более подробно об условиях сотрудничества можно узнать у менеджеров компании, связавшись с ними по телефону или через форму обратной связи.