Різниця між IPv4 і IPv6

Перш ніж заглибитися в розуміння відмінностей між IPv4 та IPv6, важливо мати уявлення про сам Інтернет-протокол (IP) або IP-адресу. Це унікальний ідентифікатор, що забезпечує зв’язок між пристроями в мережі Інтернет. На сьогоднішній день існує дві основні версії цього протоколу: IP версії 4 та IP версії 6. IPv4 було представлено ще в 1980 році, але справжнього поширення набув після 1989, коли Тім Бернерс-Лі винайшов Всесвітню павутину. Розробка IPv6 розпочалася в 1998 році, а його активне впровадження почалося у 2017. Незважаючи на наявність різних переваг та недоліків у кожній з версій, користувачі часто плутаються у їхніх відмінностях. У цій статті ми детально розглянемо переваги IPv6 над IPv4, а також наведемо приклади для порівняння.

Ключові відмінності між IPv4 та IPv6

Давайте розглянемо детальний аналіз відмінностей між протоколами IPv4 та IPv6.

Що таке Інтернет-протокол?

Інтернет-протокол є фундаментальною основою для передачі даних між комп’ютерами через Інтернет. Він використовує набір чітких правил для маршрутизації інформації від відправника до одержувача. Дані, що відправляються, розбиваються на менші фрагменти, які називають пакетами. Кожен пакет містить IP-адресу комп’ютера-одержувача. Інформація про IP-адресу є унікальним ідентифікатором, що дозволяє пристроям відрізнятися один від одного в мережі Інтернет.

Види Інтернет-протоколів

Нижче представлені основні види інтернет-протоколів:

IP (Інтернет-протокол): Це набір правил, які забезпечують взаємодію комп’ютерів. Протокол IP гарантує, що кожному пристрою присвоюється унікальний серійний номер, відомий як IP-адреса. Існують дві версії протоколу IP: IPv4 і IPv6. Подальший аналіз відмінностей між ними наведений далі в статті.
TCP (протокол керування передачею): Цей протокол розбиває дані на дрібніші пакети для передачі через Інтернет. Він гарантує, що кожен пакет містить дані про відправника, одержувача та послідовність даних. TCP має чотири рівні: прикладний, транспортний, інтернет та рівень доступу до мережі. Прикладний рівень гарантує, що дані прибувають у тому ж форматі, в якому вони були відправлені. Транспортний рівень відповідає за безперебійну передачу даних, виправлення помилок та контроль потоку. Інтернет-рівень пересилає пакети через мережі. Рівень доступу до мережі забезпечує підключення комп’ютерів до мережі.
UDP (протокол дейтаграм користувача): UDP є протоколом без встановлення з’єднання та не є надійним. Він не гарантує доставку даних, оскільки не має системи для підтвердження їх отримання. UDP може передавати лише невеликі обсяги даних, містить інформацію про адреси відправника та одержувача, щоб дані потрапили в потрібне місце.
POP3 (протокол поштового відділення версії 3): POP3 працює з двома агентами доступу до повідомлень (клієнтом і сервером). Він забезпечує керування та отримання електронної пошти зі скриньки.
SMTP (простий протокол передачі пошти): SMTP призначений для відправлення електронної пошти. Цей протокол використовує набір правил для передачі пошти між двома програмами через Інтернет.
FTP (протокол передачі файлів): FTP дозволяє передавати файли різного типу між відправником та одержувачем. Це можуть бути текстові файли, мультимедіа, документи та програми.
HTTP (протокол передачі гіпертексту): HTTP використовується для передачі даних певного формату через Інтернет, зокрема через Всесвітню павутину. Він забезпечує правильну структуру та передачу даних, а також визначає дії у відповідь на команди користувача у веб-браузері.
HTTPS (захищений протокол передачі гіпертексту): HTTPS є розширенням HTTP. Він забезпечує підвищену безпеку з’єднання за допомогою сертифікатів Secure Socket Layer і Transport Layer Security. Він необхідний для передачі конфіденційної інформації.
TELNET (мережевий термінал): TELNET дозволяє встановити зв’язок між двома системами через мережу. Головний комп’ютер називають локальним, а комп’ютер призначення – віддаленим. Цей протокол дозволяє входити на віддалений комп’ютер через локальний.

Що таке IP-адреса?

IP-адреса – це унікальний числовий ідентифікатор, який присвоюється пристроям, підключеним до мережі, для доступу до Інтернету. Приклад: 192.168.293.10.

Ці адреси можуть бути спільними для користувачів, підключених через кабельне з’єднання або модем на роботі чи вдома. Однак вони стають унікальними завдяки NAT (National Address Translation) під час доступу до публічних мереж. Модем/маршрутизатор працює як NAT для цих IP-адрес, розділяючи ідентифікатор пристрою та надаючи різні IP-адреси пристроям, що підключаються до Інтернету через нього. Перед тим, як заглибитися у відмінності між IPv4 та IPv6, давайте коротко розглянемо їх визначення.

Що таке IPv4?

IPv4, або Інтернет-протокол версії 4, був першою широко використовуваною версією протоколу, яка забезпечувала ідентифікацію пристроїв в Інтернеті. Він призначений для використання в мережах з комутацією пакетів, зокрема в Ethernet.

IPv4 використовує 32-бітну систему для зберігання адреси, що дає 2³² (4,3 мільярда) унікальних адрес.

Що таке IPv6?

Зображення Герда Альтмана з Pixabay

IPv6 – це новий протокол з розширеними функціями, розроблений для вирішення проблеми вичерпання адрес IPv4. Він використовує 128-бітну систему, що дозволяє створити 2¹²⁸ унікальних адрес. Це робить кількість IP-адрес практично нескінченною. Адреси IPv6 є шістнадцятковими числами, розділеними двокрапками (:).

Яка різниця між IPv4 та IPv6?

Провайдери інтернет-послуг поступово переходять на IPv6 для забезпечення стабільнішого з’єднання. Часто користувач навіть не знає, яку версію IP він використовує. Для чіткого розуміння відмінностей, ось приклад IPv4 та IPv6.

IPv4: 192.168.27.12
IPv6: 2001:4860:4860:0:0:0:0:8888

Для зручності порівняння, розгляньмо відмінності в таблиці:

Характеристика	IPv4	IPv6
Довжина адреси	32 біта	128 біт
Кількість адрес	4,3 мільярда	340 ундецильйонів
Тип адреси	Числова	Шістнадцяткова
Використання	Одноадресна, багатоадресна, широкомовна	Одноадресна, будь-адресна, групова
Розмір пакета	576 байт	1208 байт
Діапазон чисел	0 – 255	0 – FFFF
Розділювач	Крапка (.)	Двокрапка (:)
Октети/біти	4 октети і 8 біт	8 октетів і 16 біт
Сумісність	Комп’ютери та ноутбуки	Мобільні мережі
Корисне навантаження	Обмежене	Більше (ємність пакетів)
Приклад	192.168.27.12	2001:4860:4860:0:0:0:0:8888

Переваги IPv6 над IPv4

Після розгляду відмінностей між IPv4 та IPv6, давайте зосередимося на перевагах IPv6. Деякі користувачі все ще використовують IPv4 через проблеми сумісності, або через застаріле обладнання. IPv4 був популярним за часів провідного з’єднання, і перехід на бездротові технології став викликом. Але з розвитком технологій та зростанням конкуренції, Інтернет став невід’ємною частиною нашого життя. Тож давайте розглянемо переваги IPv6:

IPv6 не потребує NAT (трансляції мережевих адрес) для доступу до Інтернету.
Він має практично необмежену кількість IP-адрес.
Має покращені можливості маркування потоку (якість обслуговування).
Забезпечує автоматичне налаштування пристроїв.
Має вбудовану автентифікацію та конфіденційність.
Підходить для багатоадресної маршрутизації.
Має покращену мобільність та стабільність з’єднання.
IPv6 краще сумісний із мобільними пристроями.
Веб-сайти завантажуються на 5% швидше, ніж при використанні IPv4.
Використовує NDP (протокол виявлення сусідів) для зіставлення MAC-адрес.
Не має поля контрольної суми.

Статистика використання IPv6

З появою новішої версії протоколу, користувачі все частіше віддають перевагу окремим IP-адресам для своєї роботи, щоб уникнути перевантаження. За статистикою Google, використання IPv6 зросло на 36,85% до 25 жовтня 2022 року з 0,14% 4 вересня 2008 року. Це свідчить про те, що провайдери Інтернет-послуг сприяють впровадженню змін, хоча й повільно.

Зображення з Прийняття Google IPv6

У той час як країни готуються до переходу на IPv6, технологічні компанії займаються розробкою Web 3.0 (NFT, ігри, криптовалюта).

Зображення з Прийняття Google IPv6 у кожній країні

Після ознайомлення з відмінностями та перевагами, продовжимо аналіз та визначимо, що краще: IPv4 чи IPv6.

Що краще: IPv4 чи IPv6?

На це питання немає однозначної відповіді, оскільки ми вже розглянули багато переваг IPv6. Вибір між IPv4 та IPv6 залежить від конкретних потреб вашої мережі. Якщо ви підключаєтеся до пристроїв, що використовують переважно IPv4, то краще використовувати IPv4. Також, якщо вас цікавлять лише поточні потреби і ви не плануєте розширювати мережу, IPv4 може бути кращим вибором. Загалом, IPv6 є кращим, швидшим, безпечнішим та технологічно досконалішим. Він також має більше функціональних можливостей.

Варто зазначити, що IP-адреса автоматично налаштовується для вашого пристрою при підключенні до Інтернету, залежно від вашого розташування або обраних послуг.

Спільне використання IPv4 та IPv6

Незважаючи на відмінності між IPv4 та IPv6, обидва протоколи продовжують використовуватися. Кожна з версій має свої переваги та недоліки. Існує підхід, за якого комп’ютери та маршрутизатори працюють з обома протоколами. Такий підхід називається мережею з подвійним стеком. Тунелювання та трансляція мережевих адрес також використовуються для ефективного використання обох протоколів.

Хто використовує IPv6?

За даними Google, глобальне використання IPv6 складає 34%, а в США – 46%. Інтернет-провайдери та мережі операторів є одними з перших користувачів IPv6. Такі великі компанії, як Google, Yahoo, Amazon, Telcom та Comcast, перейшли на подвійний стек, а Microsoft, CERNET та T-Mobile – на використання IPv6. Перед переходом на новий протокол потрібно врахувати такі фактори, як бюджет, складність та час.

Часті запитання (FAQ)

Q1. Чи IPv4 все ще використовується?

Відповідь: Під час розгляду відмінностей між IPv4 та IPv6, необхідно звернути увагу на використання IPv4. Як вже згадувалося, IPv4 знаходиться на межі вичерпання. Протокол не є повністю вичерпаний і продовжує використовуватись через сумісність. Адреси IPv4 перепродаються та використовуються повторно. Офіційної відмови від IPv4 не існує. Хоча перехід на IPv6 триває, багато сайтів оновили свої системи для підтримки IPv6.

Q2. Яка різниця між DNS та IP?

Відповідь: IP-адреса – це номер, присвоєний вашому пристрою для підключення до Інтернету, а DNS – це служба доменних імен, що перетворює текстову назву веб-сайту на його IP-адресу. Наприклад, amazon.com – це 54.192.0.0/16.

***

Сподіваємося, ця стаття була для вас корисною і ви зрозуміли різницю між IPv4 та IPv6. Залишайте свої коментарі та пропозиції щодо тем, які б ви хотіли побачити в майбутніх статтях.