Если вы проводили какое-то время в Интернете, вы, вероятно, слышали термин «IP-адрес». IP-адрес или адрес интернет-протокола — это уникальный идентификатор для каждого устройства, подключенного к Интернету. Он помогает устройствам находить и связываться друг с другом, подобно тому, как домашний адрес помогает найти конкретный дом.
Наиболее распространенным типом IP-адреса является IPv4, который был создан в 1980-х годах. Это было стандартом на протяжении десятилетий, но по мере того, как все больше людей и устройств подключаются к Интернету, у нас заканчиваются доступные адреса IPv4.
Чтобы устранить этот недостаток, была разработана новая версия под названием IPv6. IPv6 предназначен для замены IPv4 и предоставляет гораздо больший пул адресов. В этой статье мы изучим характеристики IPv4, сравним его с IPv6, обсудим преимущества IPv6 и поймем, почему переход с IPv4 на IPv6 занимает время.
Что такое IPv4 и каковы его проблемы?
Как я упоминал ранее, Интернет-протокол версии 4, или IPv4, является наиболее часто используемым типом IP-адреса. Эта версия протокола использует 32-битную схему адресации, которая допускает около 4,29 миллиарда уникальных IP-адресов.
Это связано с тем, что каждый бит 32-битного адреса может иметь два возможных значения: 0 или 1, что означает, что существует 2 ^ 32 возможных уникальных адреса или число, упомянутое выше, 4,29 миллиарда.
Однако, сравнив это с количеством пользователей Интернета с момента его создания в 1980-х годах, легко понять, почему у нас заканчиваются уникальные адреса IPv4. Более того, некоторые из этих адресов зарезервированы для определенных целей, таких как частные сети (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16), адреса многоадресной рассылки и другие случаи специального использования, что еще больше сокращает количество доступных уникальных адресов.
Кроме того, в IPv4 фрагментация пакетов (разбиение пакетов данных на более мелкие пакеты, соответствующие сетевому пути) обрабатывается маршрутизаторами, что увеличивает нагрузку на сеть и потенциально замедляет передачу данных и, в свою очередь, скорость сети.
Наконец, IPv4 требует широковещательной передачи, то есть данные отправляются на все устройства в сети, независимо от того, нужны ли они этим устройствам, что еще больше перегружает сети и снижает эффективность.
Что такое IPv6?
Теперь, когда вы полностью осведомлены об IPv4, что такое IPv6? Хотя IPv6 был разработан вскоре после IPv4 в 1998 году, поскольку IPv4 все еще было достаточно для удовлетворения наших потребностей в IP, было достаточно времени для работы и развития IPv6, пока он не был окончательно запущен в 2012 году. В 2017 году IPv6 стал интернет-стандартом, и постепенно, с годами, он интегрируется в общую сеть.
Тем не менее, IPv6 еще не стал мейнстримом, но мы обсудим, почему это занимает так много времени позже. Возвращаемся к основной теме: Что такое IPv6? Как вы уже догадались, IPv6 означает Интернет-протокол версии 6. Основной целью создания IPv6 было решение проблемы исчерпания уникальных адресов IPv4.
С этой целью IPv6 использует 128-битный адрес, а это означает, что, как и в IPv4, для каждого бита этого адреса есть две переменные, а поскольку его длина составляет 128 бит, это приводит к 2 ^ 128 или 340 ундециллионам (34 с 37 нулями позади) уникальных адресов.
Чтобы представить эту нелепую цифру в перспективе: если бы вы генерировали 1 миллиард IPv6-адресов каждую секунду, для исчерпания адресного пространства потребовалось бы более 10 триллионов лет — более чем в 700 раз больше нынешнего возраста Вселенной (13,8 миллиарда лет).
Можно с уверенностью сказать, что после внедрения IPv6 у нас не закончится этот тип IP-адресов. Обеспечивая будущие потребности в Интернете вещей (IoT), таких как мобильные устройства и интеллектуальная бытовая техника, которым всем нужен IP-адрес, IPv6 также имеет множество других преимуществ.
IPv4 против IPv6
На вопросы типа «Что такое IPv4?» и «Что такое IPv6?» ответили, давайте обсудим IPv4 и IPv6 и разницу между IPv4 и IPv6.
IPv4 и IPv6 — это важные версии интернет-протокола, которые служат для идентификации устройств в сетях, и оба используют Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) для эффективного управления адресами. CIDR расширяет традиционную систему на основе классов, позволяя сетевым администраторам более гибко распределять IP-адреса, регулируя длину префикса в соответствии с конкретными потребностями сети. Например, в IPv4 адрес типа 192.168.1.0/24 указывает, что для сети используются 24 бита, оставляя 8 бит для адресов хостов, что фактически позволяет использовать 256 уникальных адресов. Точно так же в IPv6 адрес, например 2001:db8::/64, обозначает первые 64 бита сети, что позволяет использовать огромное количество потенциальных адресов для устройств. Используя CIDR, как IPv4, так и IPv6 могут оптимизировать использование адресного пространства, упростить маршрутизацию и удовлетворить растущие потребности Интернета, что делает их жизненно важными для современной сетевой инфраструктуры.
Основное различие между IPv4 и IPv6 заключается в том, что IPv6 предлагает огромное количество доступных IP-адресов, что и было основной целью его разработки. Однако этот тип IP-адреса также охватывает все проблемы своего предшественника. Во-первых, вы можете быть уверены в безопасности IPv6, поскольку IPsec интегрирован в качестве основной части протокола, что обеспечивает лучшую защиту от кибератак, таких как человек посередине или атаки с перехватом пакетов.
Что касается фрагментации пакетов, обрабатываемой маршрутизаторами при использовании IPv4, то в IPv6 фрагментация обрабатывается отправляющим устройством, что снижает сложность и накладные расходы для маршрутизаторов и повышает эффективность.
IPv6 также экономически эффективен, поскольку вам больше не нужны серверы DHCP (протокол динамической конфигурации хоста) для назначения IP-адреса этого типа, как при использовании IPv4. Это связано с тем, что IPv6 поддерживает SLAAC (автоконфигурацию адреса без сохранения состояния), которая позволяет устройствам автоматически генерировать свои IP-адреса на основе сети, к которой они подключаются, без необходимости использования DHCP-сервера.
Еще одно различие между IPv4 и IPv6 — это широковещательная передача IPv4, которая приводит к перегрузке сети и неэффективности. IPv6 устраняет эту проблему за счет многоадресной рассылки, отправляя данные только определенным устройствам, которым они необходимы. Это делает IPv6 более масштабируемым и эффективным типом IP-адреса, особенно для компаний и предприятий с большим количеством устройств.
И последнее, но не менее важное: существенным преимуществом IPv6 перед IPv4 является то, что IPv6 не требует трансляции сетевых адресов (NAT). Эта функция была добавлена к адресам IPv4 из-за нехватки IP-адресов этого типа, что позволяло нескольким устройствам в частной сети использовать один общедоступный адрес IPv4.
Хотя это было необходимо для IPv4, оно также снижало прозрачность, усложняло и мешало работе приложений, требующих сквозного соединения. Однако огромное количество IPv6-адресов не требует NAT, что означает более быстрые и надежные соединения для онлайн-игр, передачи голоса по IP (VoIP) и видеоконференций.
Для более глубокого изучения IPv4 и IPv6, включая их форматы адресации, диапазоны и классы, маски подсетии другие связанные концепции, ознакомьтесь с этим подробным справочником: [Ссылка на PDF]
Почему мы сегодня не используем IPv6?
Хотя преимущества IPv6 по сравнению с IPv4 довольно очевидны, возникает вопрос, почему мы до сих пор не перешли на IPv6. Что ж, перенести весь Интернет с одного типа IP-адреса на другой не так-то просто; Тем не менее, есть много других причин, так что давайте поговорим об этом!
Стоимость инфраструктуры
Проблема любых изменений, особенно такого масштаба, — это затраты. Переход с IPv4 на IPv6 ничем не отличается; почти все системы — серверы, маршрутизаторы, коммутаторы и т. д. — предназначены для поддержки IPv4. Хотя большинство новых систем теперь поддерживают IPv6, компании и интернет-провайдеры (ISP) по большей части неохотно обновляют свою инфраструктуру для полной поддержки IPv6 до тех пор, пока это не станет абсолютно необходимым, что они и обязаны делать, когда правила в конечном итоге изменятся.
Например, одному из крупнейших интернет-провайдеров в США потребовалось более шести лет, чтобы полностью интегрировать IPv6, и, хотя Comcast не предоставила никаких финансовых показателей, она сообщила о масштабном обновлении своей инфраструктуры.
Совместимость и устаревшие системы
Одной из ключевых проблем, сдерживающих переход от IPv4 к IPv6, является то, что значительная часть мировой сетевой инфраструктуры была построена до внедрения IPv6 и работала на устаревших системах. Помимо инфраструктуры, многие приложения и программное обеспечение также были созданы на основе IPv4 и пока не поддерживают IPv6, что делает изменение значительно более неблагоприятным.
Тем не менее, мы разработали множество обходных путей текущего исчерпания IP-адресов с помощью IPv4 с помощью динамического распределения IP-адресов, NAT и других методов повторного использования IP-адресов типа IPv4. Это также привело к тому, что большинство компаний и интернет-провайдеров воздержались от перехода на IPv6, поскольку в некотором смысле он все еще работает.
Медленно, но верно
Несмотря на причины, о которых я упоминал ранее, мы постепенно внедряем IPv6 в наши системы; однако это немного медленно. Одним из временных решений, позволяющих сократить временные и финансовые затраты на переход на тип IP-адреса IPv6, является подход с двойным стеком, при котором на сегодняшний день большинство сетей и устройств работают по принципу двойного стека, то есть поддерживают типы IP-адресов как IPv4, так и IPv6.
Хотя это немного усложняет ситуацию, это эффективный способ продолжать использовать IPv4, одновременно постепенно внедряя IPv6. Тем не менее, сложность и затраты даже на поддержание сред с двумя стеками приемлемы только для более мощных и изобретательных стран, таких как США и Япония, которые либо прошли, либо приближаются к 50% внедрению сетей IPv6.
Однако даже в таких странах, как Великобритания и Испания, доля внедрения IPv6 составляет лишь около 30% и 2,5% соответственно, не говоря уже о других странах с меньшими ресурсами.
Заключительные мысли
В конечном счете, каждая компания и интернет-провайдер неизбежно должны перейти на IPv6, поскольку в последнем из глобальных реестров IP-адресов, AFRINIC (африканский реестр IP-адресов), заканчиваются адреса IPv4 верхнего уровня. Вскоре даже таких обходных решений, как NAT и перезапуск IP-адресов, будет недостаточно для удовлетворения наших потребностей в IP-адресах.
По состоянию на 2023 год 40% пользователей Google по всему миру получают доступ к его сервисам через IPv6, и этот показатель постоянно растет с 10% в 2016 году. Если вы также хотите обеспечить будущее своего бизнеса или просто хотите более быстрое и надежное соединение, Cloudzy предлагает лучшее и самое доступное предложение IPv6 VPS. С нашим IPv6 VPS вы также бесплатно получаете подсеть /64; это означает пул IP-адресов из 18 446 744 073 709 551 616 IPv6-адресов, которые принадлежат только вам!
Если вас беспокоит совместимость, вы можете добавить IPv4, чтобы сделать ваш VPS IPv6 двухстековым всего за доллар в месяц. Вы можете проверить IPv6 VPS от Cloudzy цены здесь!
Часто задаваемые вопросы
Что такое IPv4 и что такое IPv6?
IPv4 и IPv6 — это разные версии интернет-протокола. Адрес интернет-протокола или IP-адрес определяет, как устройство, подключенное к Интернету, находит, взаимодействует и связывается с другим устройством, которое также подключено к Интернету. В то время как у IPv4 заканчиваются уникальные IP-адреса, IPv6 является новейшей версией интернет-протокола и предлагает практически неограниченное количество IP-адресов.
Каковы преимущества IPv6 перед IPv4?
IPv6 предлагает около 340 ундециллионов (34 с 37 нулями) уникальных адресов, интегрированную безопасность IPv6 с обязательным IPsec, уменьшенную сложность с помощью SLAAC (автоконфигурация адресов без сохранения состояния), а не DHCP IPv4 (протокол динамической настройки хоста), а также лучшую эффективность и меньшую задержку с многоадресной рассылкой и устранением NAT.
Могут ли IPv4 и IPv6 сосуществовать в одной сети?
Да, сети можно настроить особым образом, называемым режимом двойного стека, при котором IPv4 и IPv6 работают одновременно, чтобы ваша система была совместима со всеми сетями, а также помогала вам постепенно переходить на IPv6. Вы можете получить свой собственный VPS с двумя стеками всего за дополнительный доллар в месяц на своем VPS IPv6 от Cloudzy на самые доступные цены здесь!
