IPv4 и IPv6: в чем разница?

Интернет играет ключевую роль в современной жизни. Он соединяет миллиарды устройств по всему миру. В основе этой огромной сети лежит интернет протокол (IP), который определяет процесс передачи и получения данных через интернет. Каждое устройство, подключенное к сети, имеет уникальный идентификатор — IP-адрес, который обеспечивает связь между устройствами.

Существуют две основные версии IP: IPv4 и IPv6. В этом блоге будут подробно рассмотрены оба протокола, их особенности, ключевые различия и переход с IPv4 на IPv6. Независимо от того, являетесь ли вы технарем или обычным пользователем, понимание этих различий важно в современном цифровом мире. Давайте углубимся в тему и выясним, какой протокол лучше!

Что такое IP-адрес?

IP-адрес (или Internet Protocol Address) — это уникальный идентификатор, который определяет каждое устройство в сети, использующей Интернет-протокол. Эти адреса необходимы для связи через Интернет. В своей основе IP-адреса представляют собой двоичные числа, но обычно они отображаются в формате, удобном для чтения человеком. Например, IPv4-адрес может выглядеть как 151.101.65.121, а IPv6-адрес — как 2001:4860:4860::8844.

В модели OSI IP-адреса находятся на сетевом уровне. Они часто используются с протоколами более высокого уровня, такими как TCP, для передачи данных.

IP-адреса делятся на пять классов — A, B, C, D и E, каждый из которых служит разным целям. В таблице ниже приведены подробности этих классов.

Что такое IPv4?

IPv4(англ. Internet Protocol version 4) — это четвертая версия интернет-протокола. Она по-прежнему является одной из самых используемых версий сегодня. Введённый в 1983 году, IPv4 уже десятилетиями является основой интернет-коммуникаций. Он использует 32-битный адресный формат, состоящий из четырех наборов чисел, разделенных точками (например, 192.168.1.1). Каждое число в последовательности может быть от 0 до 255. Это дает около 4,3 миллиардов уникальных IP-адресов.
IPv4 способствовал взрывному росту интернета, но с увеличением числа подключенных устройств, таких как смартфоны и устройства Интернета вещей (IoT), стало очевидным ограничение IPv4 в количестве доступных адресов. Это ограничение — одна из главных причин разработки IPv6.

Структура адресов IPv4

1. Сетевая часть: Эта часть IP-адреса идентифицирует сеть, к которой принадлежит устройство. Она важна для маршрутизации данных к правильной сети назначения в более крупной сети.
2. Часть хоста: Эта часть IP-адреса уникально идентифицирует каждое устройство в сети. Сетевая часть адреса остается неизменной для всех устройств в одной сети, а часть хоста отличается для каждого устройства.
3. Часть подсети: Подсеть в IPv4 является опциональной. Она используется для больших локальных сетей с множеством хостов. Перед назначением номеров подсети сеть делится на подсети, и каждая подсеть получает свой уникальный номер.

Типы IPv4-адресов

1. Публичный IP-адрес

Публичный IP-адрес — это уникальный идентификатор, доступный глобально в интернете.

2. Приватный IP-адрес

Приватный IP-адрес используется в пределах локальной сети (LAN) и недоступен из интернета. Эти адреса обеспечивают уникальную идентификацию устройств внутри локальной сети, но не используются глобально.
IANA (Internet Assigned Numbers Authority) зарезервировала три блока приватных IP-адресов для использования:

• 10.0.0.0 до 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
• 172.16.0.0 до 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
• 192.168.0.0 до 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)

3. Loopback IP-адрес

Loopback IP-адрес — это специальный адрес в IPv4, который используется для тестирования сетевых коммуникаций на локальном устройстве. Наиболее часто используемый loopback-адрес — это 127.0.0.1, который ссылается на само устройство. Когда пакеты данных отправляются на этот адрес, они возвращаются на устройство-отправитель.

IPv4 также включает специальные типы IP-адресов, такие как мультикаст адреса, которые используются для отправки данных группе устройств в сети, и широковещательные адреса, которые отправляют пакеты данных всем устройствам в подключённой сети. Использование этих типов адресов зависит от конкретной настройки сети и требований.

Особенности IPv4

1. 32-битные IP-адреса: IPv4-адреса состоят из 32 битов, что позволяет создать максимум 4,3 миллиарда уникальных адресов.
2. Десятичный формат: IPv4-адреса выражаются в числовом десятичном формате, что делает их относительно простыми для понимания.
3. Размер заголовка: Заголовок IPv4 имеет длину 20 байт и содержит 12 полей, которые предоставляют важную информацию для передачи пакетов данных.
4. Типы передачи данных: IPv4 поддерживает различные типы передачи данных, включая широковещательную (для всех устройств в сети), уникаст (для конкретного устройства) и мультикаст (для нескольких устройств одновременно).

Преимущества IPv4

1. Широкое использование: IPv4 — наиболее используемая версия интернет-протокола. Она работает практически со всеми устройствами, приложениями и сетями.
2. Эффективное распределение: IPv4 имеет хорошо налаженную систему для эффективного распределения IP-адресов.
3. Возможности шифрования: IPv4 может быть зашифрован, что позволяет ему соответствовать современным требованиям безопасности IP.
4. Поддержка мультикастов: IPv4 поддерживает мультикастовую передачу, которая особенно полезна для приложений, таких как потоковое видео.

Недостатки IPv4

1. Ограниченное адресное пространство: IPv4 предоставляет только 4,3 миллиарда уникальных адресов, чего недостаточно для растущего числа подключённых устройств, что привело к исчерпанию адресов.
2. Сложная конфигурация: Сети IPv4 часто требуют ручной настройки или использования серверов DHCP для назначения IP-адресов.
3. Ограничения безопасности: Хотя IPv4 может быть зашифрован, его функции безопасности не являются обязательными, что делает его уязвимым для некоторых типов кибератак.
4. Неэффективная мобильность: IPv4 поддерживает мобильность, но неэффективно. Чтобы обойти проблему с адресным пространством для мобильных устройств, требуется использование Mobile IP и треугольной маршрутизации.
5. Географические ограничения: США создали IPv4 и владеют наибольшим количеством адресов. Из более чем 4 миллиардов адресов 1 541 605 760 (около 35,9%) находятся в США, что больше, чем в любой другой стране.

Что такое IPv6?

IPv6, последняя версия интернет-протокола, была создана для решения проблем IPv4. Введённый в 1998 году, IPv6 использует 128-битную систему адресации, что позволяет практически бесконечно генерировать уникальные IP-адреса. Для сравнения: IPv4 предлагает всего 4,3 миллиарда адресов, в то время как IPv6 может обрабатывать около 340 ундециллионов (340 x 10³⁶) адресов. Это значительное улучшение. IPv6 не только предоставляет больше адресов, но и делает интернет-коммуникации более эффективными, безопасными и масштабируемыми. С увеличением числа устройств, подключающихся к интернету, использование IPv6 становится всё более важным.

Типы адресов IPv6

1. Unicast-адрес
   Unicast-адрес уникально идентифицирует конкретный узел в сети, будь то отправитель или получатель.
2. Multicast-адрес
   Multicast-адрес указывает местоположение в сети для многократной передачи пакетов данных. Он используется как пункт назначения для датаграммы и идентифицирует группу IP-устройств в сети.
3. Anycast-адрес
   Anycast-адреса назначаются набору интерфейсов, принадлежащих различным узлам, что позволяет маршрутизировать данные к ближайшему или наиболее эффективному пункту назначения.

Особенности IPv6

1. 128-битные IP-адреса: IPv6-адреса состоят из 128 битов, что предоставляет практически бесконечное количество уникальных адресов.
2. Шестнадцатеричный формат: IPv6-адреса выражаются в шестнадцатеричном формате, который сложнее, чем десятичный формат IPv4, но предлагает большую гибкость.
3. Упрощенный заголовок: Заголовки IPv6 имеют длину 40 байт и содержат 8 полей, что делает их более простыми и эффективными по сравнению с заголовками IPv4.
4. Улучшенная безопасность: IPv6 включает встроенную поддержку Internet Protocol Security (IPSec), которая обеспечивает аутентификацию, целостность и конфиденциальность данных.

Отличие IPv4 от IPv6

Преимущества IPv6 по сравнению с IPv4

1. Большое адресное пространство
   IPv6 предоставляет огромное адресное пространство с 128-битными адресами по сравнению с 32-битными адресами IPv4. Это расширение позволяет учитывать растущее число подключённых к интернету устройств и обеспечивает масштабируемость.
2. Упрощенная конфигурация сети
   IPv6 поддерживает статeless-автоконфигурацию адресов, что позволяет устройствам автоматически генерировать IP-адреса и настройки DNS. Это снижает потребность в DHCP и NAT.
3. Улучшенные функции безопасности
   IPv6 интегрирует IPsec (Internet Protocol Security) как обязательную функцию. Он обеспечивает лучшую аутентификацию и шифрование, тогда как в IPv4 IPsec является опциональным, что делает IPv6 более безопасным для защиты данных.
4. Поддержка мобильности
   IPv6 поддерживает мобильные устройства с помощью Mobile IPv6 (MIPv6) и Multicast Listener Discovery (MLD), что позволяет поддерживать стабильные IP-соединения при перемещении устройств и улучшает маршрутизацию мультикаст-трафика.
5. Улучшенное качество обслуживания (QoS)
   IPv6 имеет встроенную поддержку QoS. Это улучшает приоритизацию трафика и резервирование ресурсов, что особенно важно для приложений реального времени, таких как голосовые и видеоконференции.
6. Поддержка Интернета вещей (IoT)
   IPv6 предоставляет множество адресов, что идеально подходит для подключения большого количества устройств Интернета вещей (IoT). Он также эффективно обрабатывает пакеты данных и имеет более простую структуру данных, что делает его идеальным для устройств с низким энергопотреблением или малой вычислительной мощностью.
7. Будущее сети
   Переход на IPv6 важен для будущего интернета. IPv6 гарантирует, что мы не исчерпаем адресное пространство для новых устройств. Это изменение помогает нашим сетям развиваться и удовлетворять будущие потребности.

Недостатки IPv6

1. Проблемы совместимости
   IPv6 несовместим с более старой системой IPv4. Чтобы они могли работать вместе, требуются специальные инструменты. Эти инструменты, такие как “dual-stack” или “tunneling”, помогают устройствам с IPv6 и IPv4 обмениваться данными.
2. Сложный переход
   Переход с IPv4 на IPv6 представляет сложность для организаций с развитой инфраструктурой IPv4. Этот процесс требует тщательного планирования, времени и ресурсов.
3. Длинные записи адресов
   IPv6-адреса длиннее и сложнее, чем IPv4, что делает их менее удобными для запоминания и использования.
4. Медленное внедрение
   Внедрение IPv6 происходит медленнее, чем ожидалось, из-за повсеместного использования IPv4 и сложности перехода на новый протокол. Темпы внедрения увеличиваются примерно на 5% в год.
5. Меньшая поддержка
   IPv6 ещё не полностью интегрирован в мировую инфраструктуру. IPv4 остаётся наиболее популярной версией, и нынешняя инфраструктура естественным образом построена для его поддержки. IPv6 требует масштабного обновления инфраструктуры и устройств.
6. Производительность маршрутизации
   IPv6 опирается на статические маршруты, что упрощает настройку для небольших сетей и снижает нагрузку на процессор. Однако это вызывает проблемы, такие как ошибки, неустойчивость и административные накладки, что делает его менее популярным, чем IPv4.

Как перевести IPv4 в IPv6

Переход с IPv4 на IPv6 сопряжен с определёнными трудностями. Одним из основных препятствий является масштаб существующей инфраструктуры IPv4. Многие организации существенно вложились в сети на основе IPv4. Переход на IPv6 может быть затратным и требовать много времени.
Для решения проблемы соединения систем IPv4 и IPv6 существуют несколько способов облегчения перехода:

1. Двойной стек

Метод двойного стека позволяет одновременно использовать как IPv4, так и IPv6. Настройка маршрутизаторов для поддержки обеих версий IP позволяет устройствам обмениваться данными через сети независимо от их версии IP. Этот метод облегчает взаимодействие с IPv6, сохраняя поддержку IPv4. Однако не все устройства с IPv4 могут быть совместимы с IPv6, что требует альтернативных решений.

2. Туннелирование

Туннелирование включает инкапсуляцию пакетов IPv6 в пакеты IPv4. Это позволяет передавать их через сети IPv4. Основные методы туннелирования включают:

• Ручные туннели IPv6: Это туннели между маршрутизаторами IPv4 и IPv6, которые инкапсулируют и декапсулируют трафик для связи между сетями.
• Туннели с общей маршрутизацией (GRE): GRE используется для туннелирования IPv6 и может обрабатывать несколько протоколов. Он поддерживает как туннелирование IPv6 через IPv4, так и наоборот.

3. Трансляция

Методы трансляции конвертируют трафик между IPv4 и IPv6 без использования общего интерфейса. Эти методы включают:

• NAT64: Продвинутая форма NAT, которая поддерживает установку состояния и преобразует адреса между IPv4 и IPv6.
• Network Address Translation (NAT): Этот метод конвертирует адреса IPv4 в IPv6 и обратно. Он также сопоставляет протоколы с использованием шлюза прикладного уровня.

Увеличьте свою эффективность с AdsPower

Теперь AdsPower поддерживает прокси как IPv4, так и IPv6. Это даёт пользователям больше гибкости в моделировании различных браузерных сред.

Пользователи могут имитировать различные сетевые условия, добавляя прокси IPv4 или IPv6 в разделе «Прокси».

Кроме того, они могут настраивать отпечатки браузеров, создавая изолированные настройки устройств.

Эти функции помогают создавать независимые, изолированные браузерные среды, что особенно полезно для пользователей с несколькими аккаунтами, поскольку они упрощают операции и сокращают необходимость в трудовых ресурсах.

Откройте мощь прокси с AdsPower. Зарегистрируйтесь в AdsPower уже сегодня, чтобы улучшить управление прокси!