IPv4 и IPv6 – в чем разница?

Адрес интернет протокола (IP) – это уникальный числовой идентификатор определенного устройства в сети. На данный момент существует две действующие версии адресов – IPv4 и IPv6. На первый взгляд их главное различие заключается в длине адресного пространства. Для четвертой версии – это 32 бита и 128 бит для IPv6. В действительности отличий намного больше.

Исчерпание IPv4

Четвертая версия интернет–протокола была создана в 1981 году и пока еще считается основной. Адреса IPv4 состоят из четырех десятичных чисел в 1 байт, разделенные точками. Например: 12.34.56.78. Поскольку длина адреса интернет–протокола 4-й версии составляет 4 байта или 32 бита, то и количество IP-адресов имеет свои ограничения. Это понимание спровоцировало разработку новой версии IP c большим адресным пространством еще в 1990-х годах. С ростом устройств и развитием сетей, вопрос исчерпания IPv4 становился все более очевидным. 

Это не удивительно, так как интернет разрабатывался в военных и научных целях. Кто бы мог представить, что у каждого человека может быть по несколько гаджетов и устройств. Что уж говорить про умные машины, пылесосы и лампочки, которым также нужны свои адреса. Данное развитие событий совершенно не прогнозировали.

Первоначально IPv4–адреса использовали классовую адресацию, от которой пришлось отказаться в сторону перехода на бесклассовую технологию CIDR, а затем на NAT – механизм преобразования сетевых адресов. Несмотря на попытки масштабирования, процесс распределения адресов стал обгонять возможности самой архитектуры IPv4.

В 2011 году администрация адресного пространства IANA выделила 5 последних блоков /8 IPv4 интернет–регистраторам. В 2012 RIPE начал распределять последний блок /8. Всего в мире насчитывается порядка 4,29 миллиарда адресов IPv4. Переход на версию интернет–протокола версии 6 считается единственным решением проблемы исчерпания IP-адресов.

Переход на новую версию протокола IP считается естественным и неизбежным процессом развития технологий. Сейчас уже используются обе версии адресов, однако со временем количество IPv6 будет увеличиваться. Адресное пространство IPv4 рано или поздно закончится, а новые устройства, которые будут выпускаться, могут не поддерживать в своих базовых настройках старую версию протокола. Производители Cisco и D-Link уже включили IPv6 по умолчанию в настройках своих маршрутизаторов. Все это будет усложнять работу с IPv4 и однажды его признают устаревшим.

Версия IPv6

Протокол был создан в 1996 году в качестве замены своему предшественнику. В 2012 году организацией ISOC и нескольким крупным интернет–сервисам, было проведено мировое тестирование нового протокола. Успех этого мероприятия доказал готовность к внедрению IPv6.

Адресное пространство IPv6 составляет 128 бит или 16 байт, что в четыре раза больше предыдущей версии. Это позволяет обеспечивать потребности пользователей интернета колоссальным количеством адресов. IPv6 состоит из шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Например: 1234:0ABC:0000:0011:0000:0000:0000:00AA. Для удобства использования адрес сокращают одним из способов, например: 1234:ABC:0:11:0:0:0:AA или 1234:ABC:0:11::0:AA. В IPv6 используются буквенно-цифровые методы адресации.

Преимущества IPv6

• Огромное адресное пространство, где каждому устройству хватит своего белого адреса. 
• Нет необходимости использовать NAT, что благоприятно для VPN, peer-to-peer сетей.
• Более эффективная маршрутизация благодаря иерархичности структуры адресов. Таблицы маршрутизации значительно меньших размеров, чем у IPv4.
• Автоматическое создание и настройка адресов SLAAC, без использования DHCPv6–сервера (или совместно с ним).
• Более эффективная обработка пакетов благодаря оптимизированным заголовкам.
• Обязательная поддержка шифрования трафика IPsec.
• Интернет–протокол 6 версии лучше совместим с мобильными сетями, нежели его предшественник.

Количество IP-адресов версии 6 стабильно растет. Динамику распространения IPv6 с распределением по странам можно посмотреть на специальном сервисе Google. Данные постоянно обновляются. На момент публикации этой статьи, общая доля трафика IPv6 составляет около 36%.

ИТ–гиганты как Google, Amazon, Facebook уже давно работают на IPv6.Крупные хостинг–провайдеры также предоставляют новые версии адресов клиентам при размещении или аренде серверов в дата-центре. Однако общая динамика перехода с 4 на 6 версию сильно отстает от прогнозов. И на это есть причины.

Минусы IPv6

• Плохая совместимость с существующей инфраструктурой. Для провайдеров и компаний с крупными ИТ–инфраструктурами переход на шестой протокол сулит финансовые и временные расходы. Это покупка нового оборудования, его настройка, оптимизация сети и используемых устройств, обновления DNS и прочие работы.  
• IPv6 не имеет обратной совместимости с IPv4, поэтому во время работы приходится использовать режим Dual stack, когда обе версии работают параллельно друг с другом. Это приводит к двойной работе и потенциальному снижению безопасности. 
• Не все до конца понимают как правильно настраивать и работать с IPv6.
• Как иронично бы это не казалось, но длина IP шестой версии. Адреса сложнее запомнить и использовать в повседневной жизни.

Сравнение IPv4 и IPv6