Qual è la differenza tra IPv4 e IPv6?
IPv4 e IPv6 sono due versioni del sistema di indirizzamento del protocollo Internet (IP). L'IP è un insieme di regole di comunicazione che consentono lo scambio di dati su Internet. Fondamentalmente, Internet è una raccolta di miliardi di dispositivi che condividono dati tra loro tramite tecnologie di rete. L'IP utilizza un sistema di numerazione per assegnare a ogni dispositivo connesso un numero o indirizzo di identificazione univoco. IPv4 utilizza un formato di indirizzo a 32 bit e può ospitare più di 4 miliardi di spazi di indirizzi. Con l'espansione dei sistemi Internet e Internet delle cose (IoT), IPv4 si sta dimostrando insufficiente nel suo raggio di indirizzamento. È stato eliminato gradualmente da IPv6, che utilizza un formato di indirizzi a 128 bit e può ospitare più di 36 indirizzi 1x10.
Quali sono le somiglianze tra IPv4 e IPv6?
La funzione principale sia di IPv4 che di IPv6 è inviare e ricevere dati su Internet, indirizzati al dispositivo corretto, indipendentemente dall'infrastruttura di rete sottostante. Il routing, o identificazione del flusso di pacchetti, è la tecnologia principale alla base di tutte le comunicazioni via Internet. Le sezioni seguenti descrivono alcune somiglianze.
Sistema di denominazione designato
Proprio come ogni paese del mondo ha un nome univoco, IPv4 e IPv6 sono progettati come modalità univoca per denominare (o identificare) ogni dispositivo su Internet, fra cui computer, telefoni cellulari e dispositivi di rete IoT.
Protocollo principale
IPv4 e IPv6 fanno parte della suite di protocolli Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), che regola il framework operativo standard di Internet sin dai primi anni '80. e include anche lo User Datagram Protocol (UDP). Nonostante il nome della versione IP riporti il numero quattro, IPv4 è stato il primo protocollo Internet. Analogamente, IPv6 è stato specificato per la prima volta nel 1995, ma è stato pubblicato come standard Internet o parte della suite TCP/IP solo nel 2017.
Trasmissione dei dati senza connessione
IPv4 e IPv6 sono protocolli senza connessione che utilizzano il routing multi-pacchetto per suddividere i dati in blocchi più piccoli da inviare su Internet. IPv4 e IPv6 determinano il percorso seguito da ciascuno di questi pacchetti: i pacchetti provenienti dallo stesso dato possono seguire percorsi di traffico Internet diversi su Internet, per poi essere riassemblati nell'ordine corretto sul dispositivo ricevente. Questa operazione viene eseguita tramite TCP o UDP a livello di trasporto nel modello OSI.
Differenze principali tra IPv4 e IPv6
I pacchetti IPv4 e IPv6 sono composti in modo diverso, con IPv6 con intestazioni diverse e uno spazio di intestazione complessivo più breve. IPv6 offre anche pacchetti di intestazione separati come funzionalità per estendere le opzioni di routing. Le seguenti sono tre differenze principali dal punto di vista dell'utente.
Spazio per gli indirizzi
Lo spazio completo degli indirizzi IPv4 è di 2³², ovvero 4.294.967.296 indirizzi IP. IPv6 ha uno spazio di indirizzi significativamente più elevato pari a 2¹²⁸, o 3,403×10³⁸, o 340.282.366.920.938.000.000.000.000.000.000.000.000 di indirizzi IP univoci. Quel numero, in italiano, si traduce in circa 340 undecilioni, 300 decilioni.
Degli indirizzi Internet IPv4, ci sono circa 588 milioni di indirizzi IP riservati, mentre il resto è disponibile al pubblico. A causa dell'espansione dei dispositivi Internet, gli indirizzi Internet IPv4 non allocati si sono esauriti nel 2011. Sebbene IPv6 sopperisca all'esaurimento di questo spazio, la soluzione attuale consiste nell'astrazione mediante la sovrapposizione a IPv4 di altri sistemi di indirizzamento, come Network Address Translation (NAT).
IPv6 ha anche un gran numero di indirizzi IP riservati; tuttavia, con uno spazio di indirizzi complessivo molto più ampio, non è un numero significativo in confronto. Stando alle stime attuali, lo spazio degli indirizzi è inesauribile.
Denominazione
In IPv4, il nome dell'indirizzo è rappresentato da un indirizzo numerico di quattro numeri decimali (compresi tra 0 e 255), ciascuno dei quali rappresenta otto bit, separati da tre punti:
197.0.0.1
In IPv6, il nome dell'indirizzo è rappresentato da otto numeri esadecimali composti da numeri (0-9) e lettere (A-F), ciascuno dei quali rappresenta quattro bit, separati dai due punti:
2600:1400:d:5a3::3bd4
Più zeri all'interno di un gruppo possono essere compressi in un blocco vuoto tra coppie di due punti.
Tipi di comunicazione
Per migliorare l'efficienza della comunicazione, IPv4 e IPv6 supportano diversi tipi di indirizzamento in modo che un dispositivo possa comunicare contemporaneamente con più dispositivi in una rete. IPv4 supporta la trasmissione uno a uno (unicast), uno a tutti (broadcast) e uno a molti (multicast) con routing a più pacchetti. In alternativa, IPv6 supporta unicast (trasmissione uno a uno), multicast (trasmissione uno a molti) ed anycast con routing a più pacchetti. Nella comunicazione anycast, i pacchetti di dati vengono inviati da un mittente al più vicino dei diversi ricevitori che condividono lo stesso indirizzo anycast. Il "più vicino" è determinato dai protocolli di routing che calcolano il percorso più breve o il costo più basso per raggiungere la destinazione.
In che modo IPv6 migliora rispetto a IPv4?
IPv6 funziona intrinsecamente meglio di IPv4 perché IPv4 richiede Network Address Translation (NAT) per funzionare come previsto. Questi traduttori sono installati nelle reti per aumentare artificialmente lo spazio degli indirizzi di IPv4. Ciò significa che i pacchetti possono essere indirizzati al dispositivo corretto, anche se il numero di indirizzi IP autonomi è stato esaurito molto tempo prima. Con IPv6, i NAT non sono più necessari e si elimina il sovraccarico di prestazioni della traduzione. Di seguito sono riportati alcuni altri miglioramenti di IPv6.
Configurazione automatica
Con IPv4, è necessario un server con protocollo di configurazione per host dinamico (DHCP) per gestire l'assegnazione degli indirizzi IP e identificare le macchine connesse a una rete. In IPv6, viene utilizzata la configurazione automatica degli indirizzi stateless (SLAAC), in cui il dispositivo stesso può configurare automaticamente il proprio indirizzo senza una parte o un protocollo esterni. Eliminando la necessità del DHCP, il risultato è anche una riduzione del traffico complessivo sulla rete.
Routing
IPv6 offre funzionalità che rendono il routing su Internet più efficiente rispetto a IPv4. Include la rimozione del NAT, la semplificazione delle intestazioni di routing, il Neighborhood Discovery Protocol (NDP), l'indirizzamento e il raggruppamento in sottoreti in modo gerarchico e l'aggregazione delle route.
Sicurezza
IPv6 integra una maggiore sicurezza nel protocollo rispetto a IPv4. Ciò include Internet Protocol Security (IPsec) come standard, la possibilità di includere estensioni per la privacy e altri protocolli di routing sicuri come OSPFv3.
Quando è più opportuno utilizzare IPv6 rispetto a IPv4?
Nonostante i miglioramenti di IPv6 rispetto a IPv4, la maggior parte di Internet funziona ancora su IPv4. Poiché l'infrastruttura legacy utilizza IPv4, l'aggiornamento a IPv6 può costituire una migrazione costosa e complessa. Tuttavia, IPv6 sta diventando uno standard nei settori in cui le reti all'avanguardia sono vantaggiose, come nel caso degli ISP e della produzione mobile o IoT.
Per le organizzazioni che desiderano creare un'infrastruttura di rete moderna, in particolare con requisiti IoT e microservizi complessi, utilizzare IPv6 come impostazione predefinita è una decisione architettonica saggia. Allo stesso modo, IPv6 può garantire la sostenibilità futura della rete per le grandi organizzazioni globali già alle prese con la gestione dei costi generali di IPv4 e per ovviare all'esaurimento.
Riepilogo delle differenze tra IPv4 e IPv6
| IPv4 |
IPv6 |
|
| In cosa consiste? |
Protocollo Internet versione quattro |
Protocollo Internet versione sei |
| Dimensione dell'indirizzo |
32 bit o 232 indirizzi IP |
128 bit o 2128 indirizzi IP |
| Standard di denominazione |
Indirizzo IP numerico. Quattro gruppi di numeri a tre cifre, separati da punti. 197.0.0.1 |
Indirizzo alfanumerico. Otto gruppi di numeri esadecimali a quattro cifre, separati dai due punti. 2600:1400:d:5a3::3bd4 |
| Indirizzo di loopback |
127.0.0.1 |
::1 |
| Richiede la traduzione dell'indirizzo |
Sì, tramite Network Address Translation (NAT) |
No |
| Indirizzamento dei pacchetti |
Unicast (trasmissione uno a uno), broadcast e multicast (trasmissione uno a molti) |
Unicast (trasmissione uno a uno), multicast (trasmissione uno a molti) e anycast |
| Configurazione dell'indirizzo |
Configurazione manuale e DHCP |
Configurazione automatica sul dispositivo utilizzando Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). Il protocollo DHCPv6 è supportato anche per le connessioni stateful. |
| Dimensione dell'intestazione |
Variabile; 20 byte, che possono aumentare fino a 60 byte quando vengono aggiunti campi e flag opzionali |
Fissa; 40 byte. La dimensione delle intestazioni di estensione separate varia. |
| Checksum dell'intestazione |
Sì |
No |
| Extra opzionali |
Supporto limitato per controlli opzionali |
Sono disponibili numerose intestazioni di estensione per migliorare il routing, la frammentazione, la qualità del servizio e così via |
| Privacy |
Mascheramento dell'indirizzo IP per nascondere gli ultimi otto bit di un indirizzo |
Estensioni per la privacy IP che utilizzano indirizzi temporanei casuali |
| Frammentazione |
Gestito dai router |
Gestito dal creatore |
| Risoluzione DNS |
Record A |
Record AAAA |
| Efficienza del routing |
Gestito nelle intestazioni |
Gestito nelle tabelle di routing |
| Supporto per dispositivi mobili |
Richiede un IP mobile |
Integrato |
In che modo AWS può aiutarti a soddisfare i requisiti IPv4 e IPv6?
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