Что такое IP-адрес?

Интернет-протокол (IP) — один из важнейших протоколов связи в семействе протоколов IP (IPS). Он в основном используется для адресации и маршрутизации пакетов данных между сетевыми устройствами (такими как компьютеры, коммутаторы Ethernet , а также одна сеть или ряд взаимосвязанных сетей), пересылая их из одной сети в другую. В настоящее время протокол IP существует в двух версиях: IPv4 и IPv6. Многие не знакомы с этими двумя версиями, особенно с различиями между ними. Эта статья подробно описывает IPv4 и IPv6, помогая вам принимать обоснованные решения при выборе сетевого оборудования.

Что такое IPv4?

IPv4, четвёртая версия интернет-протокола, представляет собой механизм передачи датаграмм, используемый в компьютерных сетях. Это был первый широко распространённый IP-протокол. Каждому устройству, подключенному к интернету (будь то коммутатор, ПК или другое устройство), назначается уникальный IP-адрес, например, 192.149.252.76, как показано на рисунке ниже. IPv4 использует 32-битные (4-байтовые) адреса, что позволяет разместить около 4,3 миллиарда адресов. Однако, поскольку всё больше пользователей получают доступ к интернету, глобальное адресное пространство IPv4 было полностью исчерпано к ноябрю 2019 года. Это одна из причин, по которой Инженерная группа Интернета (IEIF) впоследствии предложила IPv6.

Что такое IPv6?

IPv6, шестая версия интернет-протокола, предложенная организацией Internet Information and Communications Technology (IEIF), является протоколом следующего поколения, призванным заменить IPv4. Его внедрение не только решает проблему нехватки ресурсов сетевых адресов, но и устраняет барьеры, препятствующие доступу в интернет для различных устройств. Адреса IPv6 имеют длину 128 бит и поддерживают более 340 триллионов адресов. Как показано на рисунке ниже, 3ffe:1900:fe21:4545:0000:0000:0000:0000 — это адрес IPv6. Адреса IPv6 обычно делятся на восемь групп по четыре шестнадцатеричных числа, разделённых двоеточиями.

В чем разница между IPv4 и IPv6?

Хотя и IPv4, и IPv6 используются для определения адресов устройств, подключенных к Интернету, и их принципы одинаковы, работают они по-разному. Итак, в чём же разница между IPv4 и IPv6 ? Ответ вы найдёте в следующих аспектах.

Производительность

По сравнению с IPv4, IPv6 увеличивает длину адреса с 32 до 128 бит, поддерживая более широкий спектр адресных потребностей. Отраслевые эксперты даже утверждают, что на квадратный метр Земли приходится 10^26 адресов IPv6, что свидетельствует о том, что исчерпания IP-адресов в обозримом будущем не произойдёт. Более того, адреса IPv6 кодируются с использованием иерархической структуры, аналогичной CIDR, что упрощает и ускоряет маршрутизацию.

IP-заголовок

Длина IPv4 варьируется от 20 до 60 байт в зависимости от предоставленных параметров IP; IPv6 же имеет фиксированную длину 40 байт, что делает заголовок более простым, чем IPv4. Более того, в то время как заголовок IPv4 может включать различные параметры, в заголовке IPv6 их нет. Вместо этого он добавляет необязательный расширенный заголовок (включая расширения для каждого перехода, маршрутизацию, фрагментацию и информацию о пункте назначения), что значительно снижает накладные расходы на обработку пакетов и пропускную способность заголовка.

Кибербезопасность

Для IPv4 протокол IPsec является опциональным, но не обязательно бесплатным и иногда требует платной поддержки. Однако для IPv6 IPsec является обязательным. Кроме того, в IPv6 также реализованы такие функции, как аутентификация, целостность данных и конфиденциальность. Это демонстрирует, что IPv6 более безопасен, чем IPv4.

Области применения

Как показано на рисунке ниже, процент пользователей, обращающихся к Google по IPv6, был невелик с 2009 по 2019 год, а распространение IPv6 на ранних этапах было медленным. Почему? В чём именно причина менее широкого распространения IPv6 по сравнению с IPv4? Во-первых, IPv4 был представлен раньше IPv6, что дало ему преимущество на рынке, в то время как внедрение IPv6 — это длительный и постепенный процесс. Во-вторых, на ранних этапах внедрения IPv6 из-за его незрелости возникало множество проблем, таких как несовместимость с существующей инфраструктурой и трудности перехода с IPv4 на IPv6.

В большинстве практических приложений IPv6 и IPv4 используются раздельно. Однако теперь для соединения IPv6 и IPv4 можно использовать технологию туннелирования. В туннеле между сетями IPv6 и IPv4 маршрутизатор может инкапсулировать пакеты IPv6 в пакеты IPv4. Когда инкапсулированные пакеты IPv4 покидают сеть IPv4 (на выходе из туннеля), пакеты IPv6 удаляются и пересылаются узлу назначения. Важно отметить, что узлы назначения обоих туннелей должны поддерживать как протоколы IPv4, так и IPv6.

Различия между IPv4 и IPv6 следующие:

Подвести итог

Как мы видели выше, IPv6 не только расширяет адресное пространство, предоставляя сотни триллионов адресов для удовлетворения потребностей Интернета в обозримом будущем, но и упрощает настройку сети и снижает затраты. Поэтому глобальный переход с IPv4 на IPv6 неизбежен. Однако это не означает, что IPv4 будет вытеснен.