Qual é a diferença entre IPv4 e IPv6?
IPv4 e IPv6 são duas versões do sistema de endereçamento Internet Protocol (IP – Protocolo de Internet). IP é um conjunto de regras de comunicação que fornecem troca de dados pela Internet. Em essência, a Internet é uma coleção de bilhões de dispositivos que compartilham dados entre si por meio de tecnologias de rede. O IP usa um sistema de numeração para dar a cada dispositivo conectado um número ou endereço de identificação exclusivo. O IPv4 usa um formato de endereço de 32 bits e pode acomodar mais de 4 bilhões de espaços de endereço. Com a expansão dos sistemas de Internet e Internet das Coisas (IoT), o IPv4 está se mostrando insuficiente em sua faixa de endereçamento. Ele está sendo eliminado gradualmente pelo IPv6, que usa um formato de endereço de 128 bits e pode acomodar mais de 1x1036 endereços.
Quais são as semelhanças entre IPv4 e IPv6?
A principal função do IPv4 e do IPv6 é enviar e receber dados pela Internet, roteados para o dispositivo correto, independentemente da infraestrutura de rede subjacente. O roteamento, ou identificação do fluxo de pacotes, é a principal tecnologia por trás de todas as comunicações pela Internet. As seções a seguir descrevem algumas semelhanças.
Sistema de nomenclatura designado
Assim como cada país do mundo tem um nome exclusivo, o IPv4 e o IPv6 foram projetados para serem uma forma única de nomear ou identificar cada dispositivo na Internet. Isso inclui computadores, telefones celulares e dispositivos de rede IoT.
Protocolo principal
Tanto o IPv4 quanto o IPv6 fazem parte do conjunto de protocolos Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). Esses protocolos governam a estrutura operacional padrão da Internet desde o início dos anos 1980. O pacote TCP/IP também inclui o User Datagram Protocol (UDP). Apesar do nome IP versão quatro, o IPv4 foi o primeiro protocolo da Internet. Da mesma forma, o IPv6 foi especificado pela primeira vez em 1995, mas não foi publicado como padrão da Internet ou como parte do pacote TCP/IP até 2017.
Transmissão de dados sem conexão
IPv4 e IPv6 são protocolos sem conexão que usam roteamento de vários pacotes para dividir dados em blocos menores para serem enviados pela Internet. O IPv4 e o IPv6 determinam o caminho que cada um desses pacotes percorre, o que significa que pacotes do mesmo dado podem seguir diferentes rotas de tráfego da Internet pela Internet. Os pacotes são remontados na ordem correta no dispositivo receptor. Isso é feito por TCP ou UDP na camada de transporte no modelo OSI.
Principais diferenças: IPv4 em comparação com IPv6
Os pacotes IPv4 e IPv6 são compostos de forma diferente, com o IPv6 tendo cabeçalhos diferentes e um espaço geral de cabeçalho menor. O IPv6 também oferece pacotes de cabeçalho separados como um atributo para ampliar as opções de roteamento. A seguir estão três diferenças principais do ponto de vista do usuário.
Espaço de endereço
O espaço de endereço completo do IPv4 é de 2³², ou 4.294.967.296 endereços IP. O IPv6 tem um espaço de endereço significativamente maior de 2¹², ou 3.403×10³, ou 340.282.366.920.938.000.000.000.000.000.000.000.000.000 de endereços IP exclusivos. Esse número, em inglês, se traduz em cerca de 340 undecilhões, 300 decilhões.
Dos endereços IPv4 da Internet, existem cerca de 588 milhões de endereços IP reservados, com o restante disponível publicamente. Devido à expansão dos dispositivos da Internet, os endereços IPv4 não alocados se esgotaram em 2011. Embora o IPv6 resolva esse espaço de endereço esgotado, a solução atual é a abstração ao colocar outros sistemas de endereçamento em camadas, como a conversão de endereços de rede (NAT), sobre o IPv4.
O IPv6 também tem um grande número de endereços IP reservados. No entanto, com um espaço de endereço geral muito maior, esse não é um número significativo em comparação. Dadas as estimativas atuais, o espaço de endereço é inesgotável.
Nomeação
No IPv4, o nome do endereço é representado por um endereço numérico de quatro números decimais (no intervalo de 0 a 255), cada um representando oito bits, separados por três pontos finais:
197.0.0.1
No IPv6, o nome do endereço é representado por oito números hexadecimais compostos por números (0-9) e letras (A-F), cada um representando quatro bits, separados por dois pontos:
2600:1400:d:5a3::3bd4
Vários zeros dentro de um grupo podem ser comprimidos em um bloco de dois pontos vazio.
Tipos de comunicação
Para melhorar a eficiência da comunicação, tanto o IPv4 quanto o IPv6 oferecem suporte a diferentes tipos de endereçamento para que um dispositivo possa se comunicar com vários dispositivos em uma rede simultaneamente. O IPv4 suporta endereçamento um para um (unicast), um para todos (transmissão) e um para muitos (multicast) com roteamento de vários pacotes. Como alternativa, o IPv6 suporta endereçamento unicast, multicast e anycast com roteamento de vários pacotes. Na comunicação anycast, os pacotes de dados são enviados de um remetente para o mais próximo dos vários receptores que compartilham o mesmo endereço anycast. O “mais próximo” é determinado por protocolos de roteamento que calculam o caminho mais curto ou o menor custo para chegar ao destino.
Como o IPv6 melhora o IPv4?
O IPv6 inerentemente tem uma performance melhor do que o IPv4 porque o IPv4 exige que a conversão de endereços de rede (NAT) opere conforme o esperado. Esses tradutores são instalados em redes para aumentar artificialmente o espaço de endereço do IPv4. Isso significa que os pacotes podem ser roteados para o dispositivo correto, mesmo que o número de endereços IP autônomos tenha se esgotado há muito tempo. Com o IPv6, as NATs não são mais necessárias, eliminando a sobrecarga de performance da conversão. A seguir estão algumas outras melhorias do IPv6.
Configuração automática
Com o IPv4, é necessário um servidor Protocolo de Configuração Dinâmica de Host (DHCP) para lidar com a atribuição de endereços IP e identificar máquinas conectadas a uma rede. No IPv6, a configuração automática de endereço sem estado (SLAAC) é usada, na qual o próprio dispositivo pode configurar automaticamente seu próprio endereço sem uma parte ou protocolo externo. Ao eliminar a necessidade de DHCP, isso também resulta em menos tráfego geral na rede.
Roteamento
O IPv6 oferece atributos que tornam o roteamento pela Internet mais eficiente do que o IPv4. Inclui a remoção do NAT, a simplificação dos cabeçalhos de roteamento, o Neighborhood Discovery Protocol (NDP), endereçamento hierárquico e sub-redes e agregação de rotas.
Segurança
O IPv6 incorpora mais segurança ao protocolo do que o IPv4. Isso inclui Internet Protocol Security (IPsec) como padrão, a capacidade de incluir extensões de privacidade e outros protocolos de roteamento seguros, como o OSPFv3.
Quando você usaria IPv6 em vez de IPv4?
Apesar das melhorias do IPv6 em relação ao IPv4, a maior parte da Internet ainda funciona com IPv4. Como a infraestrutura antiga executa IPv4, a atualização para IPv6 pode ser uma migração cara e complexa. No entanto, o IPv6 está se tornando padrão em setores em que redes de última geração são benéficas, como com ISPs e manufatura móvel ou de IoT.
Para organizações que buscam construir uma infraestrutura de rede moderna, especialmente com requisitos complexos de IoT e microsserviços, criar com IPv6 como padrão é uma decisão arquitetônica inteligente. Da mesma forma, o IPv6 pode garantir a sustentabilidade futura da rede para grandes organizações globais que já enfrentam dificuldades com o gerenciamento de despesas gerais do IPv4 e com o esgotamento.
Resumo das diferenças: IPv4 em comparação com IPv6
| IPv4 |
IPv6 |
|
| O que é isso? |
Protocolo de Internet versão quatro |
Protocolo de Internet versão seis |
| Tamanho do endereço |
32 bits ou 232 endereços IP |
128 bits ou 2128 endereços IP |
| Padrão de nomenclatura |
Endereço IP numérico. Quatro lotes de números de três dígitos, separados por pontos finais. 197.0.0.1 |
Endereço alfanumérico. Oito lotes de números hexadecimais de quatro caracteres, separados por dois pontos. 2600:1400:d:5a3::3bd4 |
| Endereço de loopback |
127.0.0.1 |
::1 |
| Requer tradução de endereço |
Sim, por meio da conversão de endereços de rede (NAT) |
Não |
| Endereçamento de pacotes |
Unicast, broadcast e multicast |
Unicast, multicast e anycast |
| Configuração de endereço |
Configuração manual e DHCP |
Configuração automática no dispositivo usando a configuração automática de endereço sem estado (SLAAC). O DHCPv6 também é suportado para conexões com estado. |
| Tamanho do cabeçalho |
Variável; 20 bytes, que pode aumentar até 60 bytes quando campos e sinalizadores opcionais são adicionados |
Fixo; 40 bytes. O tamanho dos cabeçalhos de extensão separados varia. |
| Soma de verificação do cabeçalho |
Sim |
Não |
| Extras opcionais |
Suporte limitado para controles opcionais |
Vários cabeçalhos de extensão estão disponíveis para aprimorar o roteamento, a fragmentação, a qualidade do serviço e assim por diante |
| Privacidade |
Mascaramento de endereço IP para ocultar os últimos oito bits de um endereço |
Extensões de privacidade IP que usam endereços temporários aleatórios |
| Fragmentação |
Gerenciado por roteadores |
Gerenciado pelo originador |
| Resolução de DNS |
Um registro |
Registros AAAA |
| Eficiência de roteamento |
Manipulado em cabeçalhos |
Manipulado em tabelas de roteamento |
| Suporte móvel |
Requer IP móvel |
Embutido |
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