Протоколы ipv4 и ipv6 – что это такое и зачем используются — освещаем тщательно

Оставив в стороне длинные описания теоретических и практических отличий IPv6 от IPv4, зададимся более простым вопросом:

  • Что протокол IPv6 может дать сегодня, простому домашнему пользователю?

Казалось бы, ничего. Однако, я обнаружил, что настроив у себя поддержку IPv6, можно получить несколько очень приятных «фишек», недоступных при использовании только IPv4.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 458
Источник: https://version6.ru/why

Что такое IP

Прежде чем начать рассказ о том, что это IPv6 и IPv4, следует обозначить, что же значит сам термин «IP».

IP (сокращённое от Internet Protocol – Интернет Протокол) – это маршрутизируемый сетевой протокол, который устанавливает технический формат пакетов и схему адресации для компьютеров, обменивающихся друг с другом информацией через сеть (узнать, как определить свой IP можна здесь). Большинство сетей объединяют IP с протоколом более высокого уровня, называемым TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей), который создаёт виртуальное соединение между начальным пунктом и пунктом назначения.

IP

IP

IP можно легко сравнить с почтовой системой. IP позволяет адресовать пакеты и отправлять их в систему, но не существует прямой связи между отправителем и получателем. TCP/IP же позволяет создавать соединение между хостами так, что они могут обмениваться сообщениями за определённый промежуток времени.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 940
Источник: https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html

Преимущества


1. Статические «белые» IP-адреса для всех ваших компьютеров (даже за провайдерским NAT)

На сегодня, если не считать прямого IPv6 (которого российские провайдеры пока не дают), наиболее привлекательным способом подключения к IPv6 является регистрация у так называемого туннельного брокера, т.е. компании, которая предоставляет (бесплатно) услугу «перебрасывания» трафика из IPv4 в IPv6 и обратно.

При использовании такого способа, каждый пользователь не только получает прямой доступ к IPv6-интернету (даже находясь за провайдерским IPv4 NAT’ом!), но и имеет собственную подсеть IPv6, которая привязывается не к его текущему IPv4-адресу, а к его эккаунту (имени и паролю) у брокера. Таким образом имеется возможность не только получить диапазон IPv6-адресов, но и сохранить его за собой даже при смене своего непосредственного провайдера IPv4.

Кроме того, пользователям в полное распоряжение выдаётся как минимум подсеть , которой достаточно, чтобы можно было подключить к сети 264 устройств, и дать им всем настоящие («белые»), статические Интернетовские адреса.

Таким образом, в случае, когда в вашей локальной сети – несколько компьютеров, и необходимо обеспечить доступ к сервисам некоторых из них снаружи, более не нужно изощряться с пробросом портов на NAT-шлюзе и их запоминанием («так, порт 20022 — это SSH на компьютер в спальне, а 20122 — на тот, что в гостинной»), достаточно просто подключиться к нужному компьютеру, указывая не адрес шлюза, а адрес этого компьютера напрямую.

Может возникнуть вопрос – а как быть с безопасностью? Отсутствие в IPv6-мире NAT, неверно воспринимаемого некоторыми как средство защиты сети от вторжений, на возможность обезопаситься от взломщиков никоим образом не влияет. Достаточно настроить файрвол таким образом, чтобы он не пропускал из Интернета в локальную сеть входящих соединений, кроме тех, которые вы специально хотите разрешить. В GNU/Linux для этих целей имеется инструмент , являющийся аналогом используемого для настройки IPv4-файрвола .

2. Более высокая скорость скачивания торрентов

Протокол BitTorrent построен таким образом, что находящиеся за провайдерским NAT и не имеющие возможности принимать входящие соединения пользователи могут «торрентить» файлы только с тех, кто за таким NAT’ом не находится (т.е имеет возможность принять входящее соединение). Это очень существенное ограничение даже сегодня, но вдвойне – в ближайшие годы, т.к. по мере исчерпания IPv4-адресов, всё больше провайдеров будут забирать у пользователей реальные IPv4 и «садить» их за NAT. Таким образом, количество торрентовских peer’ов и seed’ов, имеющих связность между собой, будет падать, вплоть до полной невозможности выкачать некоторые малопопулярные торренты.

Для тех, кто настроил IPv6, эта проблема становится полностью неактуальной. В мире IPv6, все компьютеры могут получить настоящие, «белые» IP-адреса – и благодаря технологиям «заворачивания» IPv6 в IPv4, сделать это можно даже находясь за IPv4 NAT’ом.

Чтобы задействовать новый протокол при скачивании/раздаче торрентов, необходима его поддержка со стороны трекера. IPv6 на сегодня поддерживают два из трёх крупнейших российских трекеров, и к примеру на форуме NoNaMe-Club обсуждение нового протокола развернулось уже более чем на 50 страниц.

Стоит отметить, что после включения IPv6, торренты могут работать быстрее не только у тех, кто находится за злобными провайдерскими NAT, а у всех, сделавших это. Всё дело в том, что имея настроенный доступ в IPv6-интернет, вы получаете возможность качать и с компьютеров тех пользователей Сети, у которых по разным причинам нет возможности раздавать файлы по IPv4. И в конечном итоге, видя больше seed’ов и больше peer’ов – получаете более высокую скорость.

Если вы пользуетесь GNU/Linux, и IPv6 вам интересен прежде всего для скачивания торрентов, вы можете установить себе поддержку IPv6 всего за минуту, без необходимости настраивать её вручную.

3. Более высокая скорость скачивания чего угодно

Если ваш провайдер внедрил IPv4 NAT и параллельно с ним нативный IPv6, вы вполне можете обнаружить, что доступ к интернет-ресурсам по IPv6 у вас работает гораздо быстрее, надёжнее и беспроблемней, чем по IPv4 через NAT.

Объяснение этому простое: Carrier-grade NAT, т.е. трансляция адресов для десятков тысяч абонентов (и хранение в памяти информации о сотнях тысяч установленных ими соединений) – задача крайне ресурсоёмкая даже для очень дорогих специализированных провайдерских роутеров. Неудивительно, что в часы пиковой нагрузки оборудование, отвечающее у вашего провайдера за NAT, может оказаться перегруженным.

В случае же доступа к какому-либо ресурсу по IPv6, никакой трансляции адресов не требуется, провайдером выполняется простая маршрутизация без какой-либо обработки пакетов или отслеживания открытых соединений, а для этого достаточно гораздо меньших вычислительных ресурсов и более дешёвого (а значит вполне вероятно установленного с достаточным запасом) оборудования.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4996
Источник: https://version6.ru/why

IPV6 и IPV4 — специфика функционала

Ныне существуют две версии Интернет Протокола (IP) – IPv4 (IP версия 4) и более новая версия, называя IPv6 (IP версия 6). IPv6 является следующей эволюционной ступенью в развитии IP, и ещё некоторое время будет сосуществовать параллельно с более старой версией IPv4. В ответе на вопрос, что значит IPv6 и IPv4 более подробно остановимся на каждом из них.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 394
Источник: https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html

Сравнение с IPv4

Иногда утверждается, что новый протокол может обеспечить до 5·1028 адресов на каждого жителя Земли. Такое большое адресное пространство было введено ради иерархичности адресов (это упрощает маршрутизацию). Тем не менее, увеличенное пространство адресов сделает NAT необязательным. Классическое применение IPv6 (по сети /64 на абонента; используется только unicast-адресация) обеспечит возможность использования более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.

Из IPv6 убраны функции, усложняющие работу маршрутизаторов:

Несмотря на больший по сравнению с предыдущей версией протокола размер адреса IPv6 (16 байтов вместо 4), заголовок пакета удлинился всего лишь вдвое: с 20 до 40 байт.

Улучшения IPv6 по сравнению с IPv4:

  • В сверхскоростных сетях возможна поддержка огромных пакетов (джамбограмм) — до 4 гигабайт;
  • Time to Live переименовано в Hop Limit;
  • Появились метки потоков и классы трафика;
  • Появилось многоадресное вещание.

При инициализации сетевого интерфейса ему назначается локальный IPv6-адрес, состоящий из префикса fe80::/10 и идентификатора интерфейса, размещённого в младшей части адреса. В качестве идентификатора интерфейса часто используется 64-битный расширенный уникальный идентификатор EUI-64, часто ассоциируемый с MAC-адресом. Локальный адрес действителен только в пределах сетевого сегмента канального уровня и используется для обмена информационными ICMPv6 пакетами.

Для настройки других адресов узел может запросить информацию о настройках сети у маршрутизаторов, отправив ICMPv6 сообщение «Router Solicitation» на групповой адрес маршрутизаторов. Маршрутизаторы, получившие это сообщение, отвечают ICMPv6 сообщением «Router Advertisement», в котором может содержаться информация о сетевом префиксе, адресе шлюза, адресах рекурсивных DNS серверов, MTU и множестве других параметров. Объединяя сетевой префикс и идентификатор интерфейса, узел получает новый адрес. Для защиты персональных данных идентификатор интерфейса может быть заменён на псевдослучайное число.

Для большего административного контроля может быть использован DHCPv6, позволяющий администратору маршрутизатора назначать узлу конкретный адрес.

Для провайдеров может использоваться функция делегирования префиксов клиенту, что позволяет клиенту просто переходить от провайдера к провайдеру, без изменения каких-либо настроек.

Блок: 3/13 | Кол-во символов: 2339
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Что такое IPv4


IPv4 (Интернет Протокол версии 4) является четвёртой версией Интернет Протокола (IP), и используется для идентификации устройств в сети через адресную систему, позволяя, так же, соединять устройства через веб.

Обзор ipv4

Обзор ipv4

IPv4 использует 32-битную адресную схему, позволяя существование 2^32 (более 4 миллиардов) адресов. При этом вместе с ростом Интернета ожидается, что количество неиспользуемых IPv4 адресов достаточно быстро закончится, так как каждое устройство, включая компьютеры, смартфоны и игровые консоли при подключении к Интернету требует для себя IP-адрес.

Новый адресная система Интернет использующая Интернет-Протокол версии 6 (IPv6) разрабатывалась для того, чтобы полностью удовлетворить возрастающую потребность в необходимом числе свободных интернет-адресов.

После того, как мы определились с тем, что это IPv4, перейдём к особенностям протокола IPv6.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 889
Источник: https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html

Особенности шестой версии

Данный свод инструкций был создан в 1996. Как раз в 2000-х началось прогнозируемое ранее исчерпывание адресного пространства.

По различным оценкам оно должно было закончиться в 2005 или  2010 г. Но на дворе 2017-ый и мы по сей день пользуемся четвертой.

Впрочем, это вовсе не означает, что полное переполнение не произойдет в скором будущем. Тем более, что частичное уже имеет место.

Впервые распределение в рамках IPv6 произошло в 2011. Тогда 5 блоков были розданы так называемым регистраторам, которые работали в регионах. В 2015 первый такой регистратор, AfriNIC объявил о том, что свободные IPv4 закончились и выдавать больше нечего. Вторым оказался ARIN. Сейчас постепенно то же самое делают и остальные регистраторы. Очень хорошо, что еще с 2008 полноправно функционирует ver. 6.

Рис. 5. Полный список регистраторов

Рис. 5. Полный список регистраторов

Его основные особенности:

Отсутствует фрагментация на маршрутизаторе. Это значительно облегчает работу всех узлов сети. Такое изменение стало возможным благодаря использованию технологии Path MTU discovery, которая заключается в поднятии размера так называемого полезного блока пакета (в котором хранится вся нужная для передачи информация) до 1280 байт.

Отсутствует контрольная сумма. Разработчики посчитали, что раз уж они все равно используют TCP и UDP, что обеспечивает целостность информации, то контрольная сумма здесь абсолютно лишняя. Это логично, ведь у некоторых протоколов (те же TCP и UDP, а также Ethernet) есть свои контрольные суммы.

Размер теперь составляет 16 байт, а не 4, как в четвертой версии. При этом длина заголовка увеличилась до 40 байт (была 20). Конечно, с одной стороны это ухудшение, но дело в том, что материалов в каждом пакете теперь больше, но в то же время она более оптимизированная, поэтому нагрузка меньше. В общем, это тоже улучшение по сравнению с предыдущим поколением IP.

Благодаря вышеперечисленным и другим изменениям IPv6 позволяет передавать наборы до 4 Гб. В будущем планируется увеличение этого показателя.

Введено поле меток. Они относятся к потокам (состав пакетов, которые идут в одном направлении, то есть к одному пункту назначения). Благодаря этому маршрутизация становится намного более простой и, соответственно, скоростной.

Внедрены новые механизмы безопасности, такие как IPsec, который шифрует абсолютно любую информацию без участия дополнительного программного обеспечения.

Изменения претерпел и состав, а также механизм адресации. Не вдаваясь в подробности, скажем, что шестая стала более скоростной и оптимизированной.

Но что все это означает для пользователя?

Сейчас разберемся!

вернуться к меню

Безусловно, все вышеперечисленные изменения имеют огромный смысл и полезны они, в первую очередь, для пользователя. Вот лишь основные преимущества IPv6 перед IPv4:

  • Высокая скорость скачивания любых файлов. Ранее повсеместно использовалась вер. четыре в сочетании с NAT, технологией преобразования адресов. Благодаря этому Интернет вроде бы как работал быстрее. Так вот, даже если взять четвертую с NAT и шестую ver., то шестая окажется в разы быстрее. Она позволит скачивать файлы намного скорее.

Наверняка, в будущем этот набор инструкций будет еще больше совершенствоваться и улучшаться. Интернет станет еще более быстрым и надежным.

Продвинутые пользователи могут узнать немного больше о рассматриваемых протоколах из видео ниже.



Блок: 4/4 | Кол-во символов: 3454
Источник: http://geek-nose.com/ipv4-i-ipv6-chto-eto/

QoS

Приоритет пакетов маршрутизаторы определяют на основе первых шести бит поля Traffic Class. Первые три бита определяют класс трафика, оставшиеся биты определяют приоритет удаления. Чем больше значение приоритета, тем выше приоритет пакета.

Разработчики IPv6 рекомендуют использовать для определённых категорий приложений следующие коды класса трафика:

Блок: 5/13 | Кол-во символов: 356
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Разница между адресацией IPv4 и IPv


После того, как мы определились c тем, что такое IPv6 и IPv4, остановимся на вопросе «какова разница между IPv6 и IPv4?». De facto, IP-адрес являет собой двоичное число, но он также может быть записан в более удобном для человека формате. Например, 32-битный числовой адрес, используемый в IPv4, может быть оформлен в десятичной системе 4 цифрами, причём каждое цифра может иметь значение от 0 до 255. Например,  это могут быть цифры 172.16.254.1.

Двоичный адрес

Двоичный адрес

Адреса протокола IPv6 являются 128-битными, и оформлены в шестнадцатеричной системе. К примеру, адрес в IPv6 может быть записан как 3ffe:1904:4546:3:201:f8ff:fe22:68cf.

Эволюция ip

Эволюция ip

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 680
Источник: https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html

Механизмы безопасности

В отличие от SSL и TLS, протокол IPsec позволит шифровать любые данные (в том числе UDP) без необходимости какой-либо поддержки со стороны прикладного ПО.

Блок: 6/13 | Кол-во символов: 179
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Настройка IPv6 на Windows 7 (видео)

Выше мной были рассмотрены IPV6 и IPV4, мы узнали что это такое, обозначена специфика данных протоколов и описаны преимущества протокола IPv6 над IPv4. Несмотря на очевидный характер данных преимуществ, внедрение IPv6 идёт достаточно неспешно, множество специалистов фиксируют различные баги и проблемы в работе шестой версии протокола. Но в обозримом будущем, volens-nolens, более старый IPv4 уступит своё доминирующее положение более модерному, оптимальному и продвинутому протоколу IPv6. Эволюцию не остановить.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 562
Источник: https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html

Основы адресации IPv6


Существуют различные типы адресов IPv6: одноадресные (Unicast), групповые (Anycast) и многоадресные (Multicast).

Адреса типа Unicast хорошо всем известны. Пакет, посланный на такой адрес, достигает в точности интерфейса, который этому адресу соответствует.

Адреса типа Anycast синтаксически неотличимы от адресов Unicast, но они адресуют группу интерфейсов. Пакет, направленный такому адресу, попадёт в ближайший (согласно метрике маршрутизатора) интерфейс. Адреса Anycast могут использоваться только маршрутизаторами.

Адреса типа Multicast идентифицируют группу интерфейсов. Пакет, посланный на такой адрес, достигнет всех интерфейсов, привязанных к группе многоадресного вещания.

Широковещательные адреса IPv4 (обычно xxx.xxx.xxx.255) выражаются адресами многоадресного вещания IPv6. Крайние адреса подсети IPv6 (например, xxxx: xxxx: xxxx: xxxx:0:0:0:0 и xxxx: xxxx: xxxx: xxxx: ffff: ffff: ffff: ffff для подсети /64) являются полноправными адресами и могут использоваться наравне с остальными.

Группы цифр в адресе разделяются двоеточиями (например, fe80:0:0:0:200:f8ff: fe21:67cf). Незначащие старшие нули в группах могут быть опущены. Большое количество нулевых групп может быть пропущено с помощью двойного двоеточия (fe80::200:f8ff: fe21:67cf). Такой пропуск должен быть единственным в адресе.

Типы Unicast-адресов

  • Глобальные

Соответствуют публичным IPv4-адресам. Могут находиться в любом не занятом диапазоне. В настоящее время региональные интернет-регистраторы распределяют блок адресов 2000::/3 (с 2000:: по 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF).

  • Link-Local

Соответствуют автосконфигурированным с помощью протокола APIPA IPv4 адресам. Начинаются с FE80:.

Используется:

  • Unique-Local

RFC 4193, соответствуют внутренним IP-адресам, которыми в версии IPv4 являлись 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. Начинаются с цифр FCxx: и FDxx:.

Типы Multicast-адресов

Адреса мультикаст бывают двух типов:

  • Назначенные (Assigned multicast) — специальные адреса, назначение которых предопределено. Это зарезервированные для определённых групп устройств мультикастовые адреса. Отправляемый на такой адрес пакет будет получен всеми устройствами, входящими в группу.
  • Запрошенные (Solicited multicast) — остальные адреса, которые устройства могут использовать для прикладных задач. Адрес этого типа автоматически появляется, когда на некотором интерфейсе появляется юникастовый адрес. Адрес формируется из сети FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104, оставшиеся 24 бита — такие же, как у настроенного юникастового адреса.

Блок: 7/13 | Кол-во символов: 2535
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Формат пакета

Пакеты состоят из управляющей информации, необходимой для доставки пакета адресату, и полезных данных, которые требуется переслать. Управляющая информация делится на содержащуюся в основном фиксированном заголовке, и содержащуюся в одном из необязательных дополнительных заголовков. Полезные данные, как правило, это дейтаграмма или фрагмент протокола более высокого транспортного уровня, но могут быть и данные сетевого уровня (например ICMPv6, OSPF).

IPv6-пакеты обычно передаются с помощью протоколов канального уровня, таких как Ethernet, который инкапсулирует каждый пакет в кадр. Но IPv6-пакет может быть передан с помощью туннельного протокола более высокого уровня, например в 6to4 или Teredo.

Блок: 8/13 | Кол-во символов: 718
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Нотация

Адреса IPv6 отображаются как восемь четырёхзначных шестнадцатеричных чисел (то есть групп по четыре символа), разделённых двоеточием. Пример адреса:

2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d 

Если две и более групп подряд равны 0000, то они могут быть опущены и заменены на двойное двоеточие (::). Незначащие старшие нули в группах могут быть опущены. Например, 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:ae21:ad12 может быть сокращён до 2001:db8::ae21:ad12, или 0000:0000:0000:0000:0000:0000:ae21:ad12 может быть сокращён до ::ae21:ad12. Сокращению не могут быть подвергнуты 2 разделённые нулевые группы из-за возникновения неоднозначности.

Также есть специальная нотация для записи встроенного и отображённого IPv4 на IPv6. В ней последние 2 группы знаков заменены на IPv4-адрес в его формате. Пример:

::ffff:192.0.2.1 

При использовании IPv6-адреса в URL необходимо заключать адрес в квадратные скобки:

http://:8080/ 

Блок: 9/13 | Кол-во символов: 918
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Зарезервированные адреса IPv6

IPv6 адрес Длина префикса (биты) Описание Заметки ::

::1

::xx.xx.xx.xx

::ffff:​xx.xx.xx.xx

64:ff9b::

2001::

2001:db8::

2002::

fe80:: — febf::

fec0:: — feff::

fc00::

ff00::

128 см. 0.0.0.0 в IPv4
128 loopback адрес см. 127.0.0.0/8 в IPv4
96 встроенный IPv4 Нижние 32 бита это адрес IPv4. Также называется IPv4 совместимым IPv6 адресом. Устарел и больше не используется.
96 Адрес IPv4, отображённый на IPv6 Нижние 32 бита — это адрес IPv4 для хостов, не поддерживающих IPv6.
96 NAT64 (англ.) Зарезервирован для доступа из подсети IPv6 к публичной сети IPv4 через механизм трансляции NAT64
32 Teredo Зарезервирован для туннелей Teredo в RFC 4380
32 Документирование Зарезервирован для примеров в документации в RFC 3849
16 6to4 Зарезервирован для туннелей 6to4 в RFC 3056
10 link-local Аналог 169.254.0.0/16 в IPv4
10 site-local Помечен как устаревший в RFC 3879 (Аналог внутренних сетей 10.0.0.0/8; 172.16.0.0/12; 192.168.0.0/16)
7 Unique Local Unicast Пришёл на смену Site-Local RFC 4193
8 multicast

Блок: 10/13 | Кол-во символов: 1069
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6

Кол-во блоков: 21 | Общее кол-во символов: 21677
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

  1. https://sdelaicomp.ru/wi-fi/chto-eto-takoe-ipv6-i-ipv4.html: использовано 5 блоков из 7, кол-во символов 3465 (16%)
  2. http://geek-nose.com/ipv4-i-ipv6-chto-eto/: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 8236 (38%)
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/IPv6: использовано 7 блоков из 13, кол-во символов 8114 (37%)
  4. https://version6.ru/why: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 5454 (25%)


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.