Điều gì xảy ra khi thế giới hết địa chỉ IP? Cần có phát minh ra một giao thức internet mới để “giải cứu thế giới”. Mặc dù IPv6 đã xuất hiện được vài thập kỷ nhưng nó vẫn chưa vượt qua được người tiền nhiệm của nó là IPv4. IPv6 có thực sự tốt hơn IPv4 không? Hãy cùng tìm hiểu sự khác biệt chính giữa hai loại này.
IPv4 là gì?
IPv4 là giao thức hiện tại để tạo, gán và sử dụng địa chỉ IP. Phiên bản phổ biến đầu tiên của địa chỉ IP là IPv4. Giao thức internet này sử dụng địa chỉ số 32-bit, có nghĩa là nó có thể có khoảng 4,3 tỷ địa chỉ IP duy nhất.
Tuy nhiên, khi IPv4 được tạo ra cách đây 40 năm, các kỹ sư đã không tưởng tượng rằng hàng triệu người sẽ sở hữu ít nhất một vài thiết bị được kết nối internet theo cách chúng ta hiện nay. Rõ ràng là IPv4 sẽ không thể cung cấp đủ IP cho toàn cầu. Để làm cho mọi thứ tồi tệ hơn, trong những ngày đầu của IPv4, các tập đoàn lớn đã được cấp phát hàng tỷ địa chỉ IP. Mặc dù chúng vẫn chưa được sử dụng cho đến ngày nay, nhưng các tập đoàn cũng từ chối trả lại chúng cho thế giới, và chúng ta sắp hết IP.
IPv6 là gì?
Vào những năm 90, một bản nâng cấp có tên IPv6 đã giới thiệu địa chỉ IP 128-bit, cung cấp gần 3,4×10^38 địa chỉ duy nhất, như vậy là quá đủ, ngay cả khi mỗi người trên thế giới sở hữu một tỷ thiết bị. Tuy nhiên, kể từ khi được tạo ra, IPv6 vẫn chưa được triển khai đầy đủ. Nhưng tại sao?
IPv6 không hoạt động với IPv4
Nếu một trang web đang chạy trên IPv4 nhưng thiết bị và ISP của bạn sử dụng riêng giao thức mới hơn, bạn sẽ không thể truy cập vào nó. Để truy cập trang web, thiết bị của bạn cũng cần phải tương thích với IPv4.
Hầu hết các bộ định tuyến và thiết bị điện tử hiện đại ngày nay đều hỗ trợ IPv6. Tuy nhiên, để tạo ra một sự thay đổi liền mạch trên toàn thế giới, tất cả các thiết bị, hệ điều hành và ISP sẽ cần phải nâng cấp hệ thống của họ. Để tránh bất kỳ sự gián đoạn dịch vụ nào, họ sẽ phải chạy cả hai giao thức trong một thời gian, điều này có thể tốn kém.
Lợi ích đối với người dùng bình thường không được thể hiện rõ ràng
Các công ty khó biện minh cho việc đầu tư vào công nghệ mới nếu khách hàng của họ không thấy tác động trực tiếp hoặc không thấy nhiều giá trị trong đó. Việc tạo ra nhiều địa chỉ IP hơn là một mục tiêu quan trọng và có tầm nhìn xa, nhưng nó sẽ không ảnh hưởng đến người dùng hàng ngày cho đến khi chúng tôi thực sự sử dụng hết địa chỉ.
IPv4 và IPv6: sự khác biệt quan trọng nhất
Có một số khác biệt chính giữa IPv4 và IPv6. Địa chỉ IPv4 sử dụng 32 bit, trong khi IPv6 là giao thức 128 bit. Hơn nữa, IPv4 hỗ trợ VLSM, trong khi IPv6 không hỗ trợ nó. Tìm hiểu thêm bên dưới về sự khác biệt giữa hai giao thức này.
Kí hiệu
Địa chỉ IPv4 sử dụng 32 bit với ký hiệu thập phân được phân tách bằng dấu chấm. Một địa chỉ IPV4 ví dụ là localhost – 127.0.0.1. Trong hệ nhị phân, giá trị này sẽ được viết là 01111111.00000000.00000000.00000001.
Địa chỉ IPv6 sử dụng 128 bit với ký hiệu thập lục phân được phân tách bằng dấu hai chấm. Một địa chỉ IPv6 ví dụ sẽ là 2001: db8: 3333: 4444: 5555: 6666: 7777: 8888. Là định dạng 128 bit, định dạng nhị phân sẽ hơi lâu để viết ra.
Như đã đề cập trước đó, các địa chỉ dài hơn và ký hiệu thập lục phân tạo ra số lượng địa chỉ lớn hơn rất nhiều trong IPv6.
IP headers
Trong IPv4, tiêu đề có thể dài từ 20 đến 60 byte. Nó thường sẽ được giới hạn ở 20 byte trừ khi các tùy chọn được đặt ở cuối tiêu đề.
Trong IPv6, tiêu đề có kích thước cố định là 40 byte. IPv6 cho phép các phần mở rộng, giúp bảo vệ giao thức trong tương lai bằng cách kết hợp các công nghệ trong tương lai dễ dàng hơn.
Header lớn hơn của IPv6 khiến chi phí lớn hơn. Tuy nhiên, header lớn hơn mang lại một số lợi thế do các phần tử tích hợp sẵn:
- Nó không sử dụng tổng kiểm tra, vì vậy nó không cần phải được xử lý khi transit.
- Nó sử dụng flow label để xác định tải trọng nhằm cải thiện chất lượng xử lý dịch vụ.
- Các gói IPv6 không thể bị phân mảnh trong quá trình truyền tải, cải thiện tính toàn vẹn. Chỉ nút nguồn mới có thể phân mảnh một gói tin.
Các loại địa chỉ
IPv4 cung cấp các địa chỉ broadcast, unicast và multicast. Sự khác biệt này đạt được bằng cách bảo lưu các địa chỉ IP nhất định và hạn chế chúng sử dụng chung. Địa chỉ IPv4 cũng có thể được sử dụng cho anycast, nhưng đây không phải là loại địa chỉ xác định trong IPv4.
IPv6 cung cấp địa chỉ unicast [global, liên kết cục bộ, vòng lặp, không xác định, cục bộ duy nhất], đa hướng [nổi tiếng, thoáng qua, solicited-node] và địa chỉ anycast.
Lưu ý: Để anycast hoạt động trong IPv6, thiết bị định tuyến cần được thông báo rằng nó đang chia sẻ địa chỉ anycast.
Cấu hình địa chỉ
Cấu hình địa chỉ khá khác nhau trong hai giao thức này.
Trong IPv4, địa chỉ được định cấu hình theo cách thủ công hoặc thông qua DHCP [Giao thức cấu hình máy chủ động].
IPv6 hỗ trợ cấu hình thủ công, SLAAC [StateLess Address AutoConfiguration] và DHCPv6 [stateless / stateful]. Trong hầu hết các trường hợp sử dụng, điều này làm cho IPv6 dễ dàng cấu hình và chạy hơn nhiều.
Địa chỉ địa phương
IPv4 sử dụng ARP [Giao thức phân giải địa chỉ] để liên kết địa chỉ IPv4 internet với địa chỉ lớp liên kết cục bộ như địa chỉ MAC.
IPv6 sử dụng NDP [Giao thức khám phá lân cận] để kết nối các thiết bị cục bộ và kết nối chúng với cổng internet của mạng cục bộ.
IPv6 có tốt hơn IPv4 không?
Ngoài lợi ích quan trọng trong việc giải quyết tình trạng thiếu địa chỉ IPv4, IPv6 còn có một số lợi thế chính mà người dùng sẽ được hưởng nếu nó được thông qua:
Cải thiện bảo mật
IPv6 được xây dựng chú trọng đến tính bảo mật, cung cấp tính bảo mật, xác thực và toàn vẹn dữ liệu. Giao thức thông báo điều khiển Internet [ICMP], một thành phần IPv4, có thể mang phần mềm độc hại, vì vậy tường lửa của công ty thường chặn nó. Mặt khác, các gói ICMP IPv6, có thể sử dụng IPSec, giúp chúng an toàn hơn nhiều.
Không có giới hạn địa lý
Không giống như địa chỉ IPv4, địa chỉ IPv6 sẽ không ưu tiên bất kỳ nơi nào trên thế giới và sẽ có sẵn cho tất cả mọi người. 50% địa chỉ IPv4 được dành riêng cho Hoa Kỳ khi nó được tạo.
Tiềm năng định tuyến hiệu quả hơn
IPv6 có các tiêu đề dài hơn nhưng chúng nhất quán, không giống như các tiêu đề biến đổi của IPv4. Điều này có nghĩa là mã định tuyến đến các địa chỉ này sẽ trở nên đơn giản hơn và cũng sẽ yêu cầu xử lý phần cứng ít hơn. Trong trường hợp này, IPv6 sẽ có chất lượng dịch vụ và trải nghiệm người dùng tốt hơn.
Kết nối end-to-end
Các kỹ sư đã tạo ra phương pháp Dịch địa chỉ mạng [NAT] để giúp giải quyết việc thiếu địa chỉ IP. IPv6 sẽ tạo đủ địa chỉ IP cho tất cả các thiết bị, điều này sẽ khiến NAT không còn cần thiết nữa. Giờ đây, mỗi thiết bị có thể kết nối với internet và “giao tiếp” trực tiếp với các trang web.
Tự động cấu hình
Có thể cho rằng một trong những tính năng tốt nhất mà IPv6 có là cấu hình tự động không trạng thái đã nói ở trên. Điều này cho phép các thiết bị tự gán địa chỉ IP mà không cần máy chủ. Thay vào đó, địa chỉ IP được tạo bằng địa chỉ MAC của thiết bị, địa chỉ này là duy nhất cho mọi điện thoại, máy tính bảng hoặc máy tính xách tay mà bạn sở hữu. Điều này giúp các thiết bị được kết nối với cùng một mạng dễ dàng phát hiện ra nhau hơn.
Cái nào nhanh hơn, IPv4 hay IPv6?
IPv6 cũng nhanh hơn IPv4? Không có câu trả lời rõ ràng ngay bây giờ và có thể sẽ không cho đến khi IPv6 được chấp nhận rộng rãi. Mặc dù sự khác biệt về hiệu suất mang lại cho IPv4 một chút lợi thế, nhưng sự khác biệt là khá nhỏ.
IPv6 và VPN
Phần lớn phần mềm VPN hoạt động trên IPv4. Nếu bạn cố gắng sử dụng IPv6 qua VPN chỉ IPv4, nó có thể sẽ chuyển hướng lưu lượng IPv6 của bạn thông qua cổng mặc định và ISP. Lưu lượng IPv6 của bạn sẽ đi ra ngoài VPN split an toàn.
Tại thời điểm này, một phần giải pháp của chúng tôi liên quan đến việc vô hiệu hóa hầu hết lưu lượng IPv6 để đảm bảo rằng lưu lượng truy cập của người dùng được an toàn.