تفاوت کلیدی Ipv4 و Ipv6 چیست؟ + مقایسه و بررسی

با گسترش روزافزون دستگاه‌های متصل به اینترنت و حجم داده‌های تبادل‌شده در سراسر جهان، متخصصان شبکه با یک چالش جدید مواجه شده‌اند: کمبود آدرس‌های IP. از دهه‌ی ۱۹۸۰، هر دستگاه برای دسترسی به اینترنت و دریافت داده‌ها به یک آدرس IPv4 وابسته بود، اما محدودیت‌های این آدرس‌ها با گذشت زمان بیشتر خود را نشان داده است.

این محدودیت باعث شده است که دستگاه‌ها و سرورهای جدید، برای اتصال به اینترنت و دریافت داده‌ها، به روش‌های متفاوت و پیشرفته‌تری نیاز داشته باشند. IPv6 پاسخی به این چالش است؛ نسخه‌ای به‌روز از IPv4 که امکان اتصال تمامی دستگاه‌های جدید به شبکه را به‌صورت پایدار و امن فراهم می‌کند.

با این حال، بسیاری از کارشناسان شبکه هنوز می‌پرسند: “اگر بیشتر دستگاه‌های من همچنان از IPv4 استفاده می‌کنند، آیا واقعا لازم است IPv6 را پیاده‌سازی کنم؟”

در این مقاله، به اصول پایه‌ای IPv4 و IPv6، ویژگی‌های کلیدی آن‌ها، کاربردهای بهینه در شبکه و نحوه‌ی مدیریت گذار از IPv4 به IPv6 در صنایع مختلف خواهیم پرداخت.

پروتکل اینترنت چیست؟

پروتکل اینترنت (IP) مجموعه‌ای از قوانین ارتباطی است که به ارسال بسته‌های اطلاعاتی از طریق اینترنت به آدرس‌های مشخص کمک می‌کند. IP تضمین می‌کند که این بسته‌ها به دستگاه صحیح برسند و عملکرد آن‌ها مستقل از زیرساخت شبکه باشد.

IPv4 چیست؟

این نسخه پیشین پروتکل اینترنت، یک آدرس ۳۲ بیتی متشکل از ۱۱ عدد است. IPv4 دستگاه‌ها را به اینترنت متصل می‌کند، از ترجمه‌ی آدرس شبکه (NAT) و ایجاد آدرس‌های IP خصوصی پشتیبانی می‌کند و به دلیل سازگاری با زیرساخت فعلی IP، مدیریت آن ساده است.

IPv6 چیست؟

IPv6 آخرین نسخه‌ی پروتکل اینترنت است که دارای پیکربندی آدرس ۱۲۸ بیتی می‌باشد. این نسخه از ترکیب اعداد و حروف استفاده می‌کند که امکان ایجاد تعداد بیشتری آدرس برای اتصال دستگاه‌ها را فراهم می‌آورد. همچنین اتصال مستقیم در لایه‌ی IP را ممکن می‌سازد و پروتکل‌های امنیتی جدیدتر را در خود ادغام می‌کند.

آدرس IPv6 به صورت هگزادسیمال و با استفاده از دونقطه‌ها از هم جدا می‌شود، مانند:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

مزایای اصلی IPv6 شامل فضای عظیم آدرس‌دهی (۳۴۰ آدرس آندسیلیونی)، کیفیت خدمات (QoS)، قابلیت‌های پیشرفته چندپخشی (Multicasting)، ساده‌سازی پیکربندی آدرس‌ها، رمزنگاری داخلی و بررسی یکپارچگی بسته‌ها، و عملکرد سریع‌تر شبکه است.

با این حال، با وجود این پیشرفت‌ها، قابل توجه است که IPv6 با دستگاه‌های IPv4 سازگار نیست، می‌تواند تعداد دستگاه‌های آسیب‌پذیر در شبکه را افزایش دهد و میزان پذیرش آن در سطح جهانی کمتر است.

چرا افراد از IPv4 به سمت IPv6 می روند؟

اگرچه IPv4 در حال حاضر بسیاری از دستگاه‌ها را در سراسر جهان متصل می‌کند، ساختار ۳۲ بیتی آن به این معناست که تعداد آدرس‌های IP قابل دسترسی محدود است. با افزایش تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت، نیاز به آدرس‌های IP در دسترس برای حفظ اتصال احساس می‌شود، که این موضوع باعث ایجاد IPv6 شد. علاوه بر این، IPv4 برای مسیر‌یابی صحیح داده‌ها به یک لایه‌ی اضافی ترجمه‌ی شبکه نیاز دارد، برای دستگاه‌های هوشمند کمتر مناسب است و تنظیمات امنیتی متفاوتی دارد.

IPv4 در مقابل IPv6: شباهت ها و تفاوت ها

در اصل، هر دو IPv4 و IPv6 برای ارسال و دریافت داده‌های اینترنتی و هدایت آن‌ها به دستگاه‌های صحیح طراحی شده‌اند.

شباهت های IPv4 در مقابل IPv6

هر دو پروتکل از شناسایی جریان بسته‌ها برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند و شباهت‌های زیر را دارند:

انتقال داده

هر دو پروتکل بر مسیریابی چندبسته‌ای متکی هستند تا بلوک‌های داده را شکسته و از طریق اینترنت منتقل کنند. این بلوک‌ها، که بسته نامیده می‌شوند، از لایه‌ی شبکه‌ی TCP عبور کرده و در دستگاه مقصد دوباره تجمیع می‌شوند.

سیستم نام گذاری

هر دو پروتکل به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به هر دستگاه متصل، آدرس یکتای خود را اختصاص دهند. این بدان معناست که هر دستگاه متصل به اینترنت دارای یک آدرس IP منحصر به فرد است تا اطمینان حاصل شود داده‌های مورد نیاز خود را دریافت می‌کند

پروتکل اصلی

IPv4 و IPv6 هر دو به‌عنوان پروتکل‌های کنترل انتقال/اینترنت (TCP/IP) شناخته می‌شوند. هر دو TCP و IP که توسط “گروه مهندسی اینترنت” (IETF) توسعه یافته‌اند، با هم کار می‌کنند تا دستگاه‌ها را در سراسر اینترنت یا شبکه‌های خصوصی متصل کنند.

تفاوت های IPv4 در مقابل IPv6

با وجود این شباهت‌ها، چند تفاوت اصلی بین این دو پروتکل وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود:

نوع ارتباط

هر دو پروتکل دارای نوع ارتباطی هستند که به دستگاه‌ها امکان دریافت داده از منابع متعدد را می‌دهد. IPv4 از ارتباط‌های یونی‌کست (Unicast)، برودکست (Broadcast) و مالتی‌کست (Multicast) همراه با مسیریابی چندبسته‌ای پشتیبانی می‌کند، در حالی که IPv6 ارتباط‌های یونی‌کست، مالتی‌کست و انیک‌کست (Anycast) را ارائه می‌دهد.

نام گذاری

IPv4 از آدرس‌های عددی با چهار بخش اعشاری بین ۰ تا ۲۵۵ استفاده می‌کند که هر بخش نمایانگر ۸ بیت است. IPv6 از هشت بخش هگزادسیمال استفاده می‌کند که ترکیبی از اعداد (۰ تا ۹) و حروف (A تا F) هستند و هر بخش نمایانگر ۴ بیت می‌باشد.

فضای آدرس دهی

دلیل اصلی ایجاد IPv6، افزایش تعداد آدرس‌های IP قابل دسترس بود. با پیکربندی IPv4، در مجموع ۴,۲۹۴,۹۶۷,۲۹۶ آدرس در دسترس وجود دارد که ۵۸۸ میلیون از آن‌ها قبلا رزرو شده‌اند. IPv6 فضای آدرس‌دهی بسیار بیشتری فراهم می‌کند و ۳.۴۰۳×۱۰³۸ آدرس قابل دسترس دارد. اگرچه بخشی از این آدرس‌ها نیز رزرو شده‌اند، تعداد آدرس‌های در دسترس به‌طور نمایی بیشتر است.

IPv6 در مقابل IPv4 در یک نگاه

برای درک بهتر تفاوت‌ها و شباهت‌های IPv4 و IPv6، در جدول زیر مهم‌ترین ویژگی‌های هر یک به صورت مقایسه‌ای آورده شده است. این مقایسه به شما کمک می‌کند تا تصمیم بگیرید کدام پروتکل برای شبکه و نیازهای شما مناسب‌تر است.

ویژگی	IPv6	IPv4
فضای آدرس‌دهی	۳.۴۰۳×۱۰³⁸ آدرس قابل دسترس	۴,۲۹۴,۹۶۷,۲۹۶ آدرس قابل دسترس
قواعد نام‌گذاری	آدرس‌های ترکیبی از حروف و اعداد (Alphanumeric)	آدرس‌های عددی
ترجمهٔ آدرس	نیاز به ترجمه ندارد	برای ترجمه، نیاز به NAT دارد
پیکربندی آدرس	پیکربندی خودکار دستگاه با SLAAC	پیکربندی دستی یا از طریق DHCP
آدرس‌دهی بسته‌ها	یونی‌کست، مالتی‌کست و انیک‌کست	یونی‌کست، برودکست و مالتی‌کست
اندازه هدر	ثابت ۴۰ بایت	متغیر بین ۲۰ تا ۶۰ بایت بسته به فیلدها و فلگ‌های اضافه
حریم خصوصی	افزونه حریم خصوصی IP، آدرس موقت تصادفی ارائه می‌دهد	مخفی‌سازی هشت رقم آخر آدرس IP
پشتیبانی موبایل	بله	نیاز به آدرس IP موبایل دارد

مزایای اصلی IPv6 نسبت به IPv4

علاوه بر افزایش فضای آدرس‌دهی، IPv6 بر اتصال سریع‌تر تعداد بیشتری دستگاه، کاهش نیازهای کلی مدیریت و بهبود امنیت تمرکز دارد. این موارد با چند ارتقای اصلی نسبت به IPv4 محقق شده‌اند:

ترجمه ی آدرس

برخلاف IPv4، IPv6 برای عملکرد خود به لایه NAT نیاز ندارد. این موضوع باعث بهبود عملکرد کلی شبکه و حذف بار فنی اضافی هنگام ترجمه آدرس‌های IP می‌شود.

پیکربندی خودکار

IPv6 از پیکربندی خودکار بدون حالت (SLAAC) استفاده می‌کند و نیازی به DHCP ندارد. این امکان را فراهم می‌کند که دستگاه بتواند آدرس خود را بدون دخالت پروتکل یا نهاد خارجی پیکربندی کند. با این روش، ترافیک شبکه کاهش یافته و پیچیدگی ابزارها کمتر می‌شود.

مسیر‌یابی

IPv6 نسبت به IPv4 فرآیندهای مسیر‌یابی را ساده‌تر می‌کند. این نسخه با حذف NAT و ساده‌سازی هدرهای مسیر‌یابی، پروتکل کشف همسایگی، تجمیع مسیرها، آدرس‌دهی و تقسیم‌بندی شبکه (Subnetting) کارایی مسیر‌یابی را بهبود می‌بخشد.

امنیت

استاندارد IPv6 به‌صورت خودکار IPsec، پروتکل‌های مسیر‌یابی امن‌تر و پشتیبانی از افزونه‌های حریم خصوصی را ادغام می‌کند.

هزینه

به دلیل فضای عظیم آدرس‌دهی، هیچ‌یک از ارائه‌دهندگان ابری بابت آن هزینه‌ای دریافت نمی‌کنند، که این موضوع می‌تواند به طور قابل توجهی هزینه‌های مرتبط با IP برای کسب‌وکارهای ابری را کاهش دهد.

سازمان ها چه زمانی از IPv4 استفاده می کنند؟

اکثر بخش‌های اینترنت هنوز بر پایه IPv4 فعالیت می‌کنند. این پروتکل برای سیستم‌های قدیمی، شبکه‌های داخلی و سیستم‌هایی که از داشتن یک استاندارد آدرس ساده بهره می‌برند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین طیف گسترده‌تری از دستگاه‌ها با IPv4 سازگار هستند، اما فضای آدرس‌دهی آن بسیار محدودتر است.

سازمان ها چه زمانی از IPv6 استفاده می کنند؟

با افزایش تعداد دستگاه‌های هوشمند و متصل، سازمان‌های بیشتری به‌منظور پشتیبانی از سیستم‌های فناوری اطلاعات خود، IPv6 را به‌کار می‌گیرند. IPv6 برای سازمان‌هایی ایده‌آل است که تعداد زیادی دستگاه هوشمند دارند، به اقدامات امنیتی خاص نیاز دارند، می‌خواهند زیرساخت شبکه خود را ساده کنند یا قصد دارند شبکه خود را برای آینده آماده‌سازی کنند.

همچنین باید توجه داشت که بسیاری از ارائه‌دهندگان خدمات ابری همچنان بر آدرس‌های IPv4 متکی هستند و با محدودیت موجود، هزینه‌ی دستگاه‌های متصل به IPv4 با گذر زمان افزایش خواهد یافت. مهاجرت به IPv6 می‌تواند به کنترل هزینه‌های کلی کمک کرده و در عین حال عملکرد شبکه و سازگاری با دستگاه‌های آینده را بهبود بخشد.

IPv6 چگونه بر تلاش های امنیتی تاثیر می گذارد؟

اگرچه IPv6 نسبت به IPv4 دارای ویژگی‌های امنیتی بیشتری به‌صورت خودکار است، این به معنای کاهش اقدامات امنیتی نیست. از آنجا که IPv6 پروتکلی جدیدتر و پیچیده‌تر است، دارای بردارهای حمله‌ی بالقوه‌ی بیشتری بوده و آشنایی کمتری با روش‌های شناسایی و رفع آسیب‌پذیری‌های امنیتی دارد.

این بدان معناست که با پذیرش IPv6، کاربران باید نسبت به عملکرد Firewall، مسیرهای ناخواسته‌ای که توسط تونل‌زنی خودکار ایجاد می‌شوند، اتصالات تصادفی ناشی از پیکربندی خودکار، میزبان‌هایی با چندین آدرس و قابلیت‌های محدود اسکن در بین تمامی دستگاه‌های متصل آگاه باشند.

برای آموزش کامل نصب و راه‌اندازی فایروال UFW در سرور مجازی اوبونتو، می‌توانید مقاله‌ی مرتبط ما را مطالعه کنید.

نحوه مدیریت گذار از IPv4 به IPv6 توسط ارائه دهندگان اینترنت

فرآیند انتقال به IPv6 همچنان در جریان است، زیرا اکثر سازمان‌ها هنوز از IPv4 برای شبکه‌ها و دستگاه‌های متصل خود استفاده می‌کنند. با این حال، برای تسهیل این گذار، بیشتر ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت و خدمات ابری از شبکه‌های دوپشته‌ای (Dual-Stack)، تونل‌زنی IPv6 و تبدیل ترجمه آدرس شبکه ۶۴/سیستم نام دامنه ۶۴ (NAT64/DNS64) استفاده می‌کنند.

• شبکه‌های  dual-stack به‌گونه‌ای پیکربندی می‌شوند که یک مولفه‌ی متصل بتواند ترافیک را از دستگاه‌هایی که از هر دو استاندارد IPv4 و IPv6 استفاده می‌کنند، دریافت کند. این کار با اختصاص آدرس‌های IPv4 و IPv6 به بسته‌ها و دستگاه‌ها انجام می‌شود.
• تونل‌زنی IPv6 امکان انتقال بسته‌های دستگاه‌های IPv6 از طریق شبکه‌های IPv4 را فراهم می‌کند. این کار با قرار دادن بسته‌های IPv6 در یک هدر IPv4 انجام می‌شود.
• ترجمه‌ی NAT64/DNS64 به مشتریان تنها IPv6 امکان می‌دهد تا با سرورهای تنها IPv4 تماس برقرار کرده و داده‌ها را منتقل کنند و ارتباط بین دو پروتکل را پشتیبانی می‌کند.
• با ترکیب شبکه‌های dual-stack و tunneling و پروتکل‌های ترجمه، ارائه‌دهندگان اینترنت و سازمان‌ها می‌توانند تعامل‌پذیری بین زیرساخت‌های IPv4 و IPv6 را فراهم کنند و سازمان‌ها را برای گذار کامل و گسترده‌تر آماده سازند.

سوالات متداول

کدام بهتر است: IPv4 یا IPv6؟

این موضوع بستگی به مورد استفاده و شبکه‌ی شما دارد. IPv4 استاندارد فعلی و پرکاربرد برای اکثر سیستم‌های قدیمی است، در حالی که IPv6 می‌تواند عملکرد بهتری ارائه دهد و با افزایش شبکه‌ها، آدرس‌های IP بیشتری در دسترس قرار می‌دهد.

اگر IPv6 را غیرفعال کنم چه اتفاقی می افتد؟

هر دستگاه، کلاینت یا سروری که تنها از IPv6 پشتیبانی می‌کند، اتصال خود را از دست خواهد داد و این ممکن است بر عملکرد کلی شبکه تاثیر بگذارد.

آیا IPv6 سریع تر از IPv4 است؟

IPv6 به‌طور کلی سریع‌تر عمل می‌کند زیرا نیازی به NAT که در IPv4 وجود دارد، ندارد. با این حال، بسته‌های بزرگ‌تر در IPv6 می‌توانند در برخی شبکه‌ها باعث کاهش سرعت شوند.

چرا IPv6 چندان ترجیح داده نمی شود؟

زیرا بسیاری از سیستم‌های قدیمی به IPv4 وابسته‌اند، تعداد دستگاه‌های سازگار با IPv6 بسیار محدودتر است و نگرانی‌های امنیتی مرتبط با دستگاه‌های IPv6 وجود دارد.

آیا باید IPv6 را فعال کرد؟

فعال‌سازی IPv6 منطقی است اگر سازمان‌ها تعداد محدودی آدرس IPv4 دارند، نیازهای اتصال داده‌ای گسترده‌ای دارند یا می‌خواهند زیرساخت شبکه خود را برای آینده آماده کنند.

معایب IPv6 چیست؟

IPv6 با دستگاه‌ها سازگاری کمتری دارد، پیاده‌سازی آن پیچیده‌تر است و نگرانی‌های امنیتی بیشتری را به همراه دارد.

چرا IPv6 جایگزین IPv4 می‌شود؟

زیرا با IPv4 تعداد آدرس‌های IP قابل دسترس در حال تمام شدن است. علاوه بر این، IPv6 برخی به‌روزرسانی‌های فنی را در زمینه عملکرد شبکه، پیکربندی و مدیریت ارائه می‌دهد.

مزایای IPv6 نسبت به IPv4 چیست؟

مزایای اصلی IPv6 نسبت به IPv4 شامل افزایش فضای آدرس‌دهی، حذف لایه‌ی NAT و وجود اقدامات امنیتی IPsec به‌صورت داخلی است.

آیا IPv4 و IPv6 می توانند در یک شبکه هم زمان وجود داشته باشند؟

بله. این روش در سازمان‌هایی که صرفا از یکی از این پروتکل‌ها استفاده نمی‌کنند و بسته به نیاز شبکه و دستگاه‌ها هر دو را به کار می‌گیرند، رایج است. می‌توان از شبکه‌های دوپشته‌ای (Dual-Stack) برای اجرای هم‌زمان IPv4 و IPv6 استفاده کرد.

IPv6 چگونه بر امنیت شبکه تاثیر می گذارد؟

IPv6 امنیت شبکه را پیچیده‌تر می‌کند. قابلیت ارائه تعداد بیشتری آدرس IP باعث افزایش نقاط حمله‌ی بالقوه برای حفاظت می‌شود. همچنین، از آنجا که IPv6 یک استاندارد جدیدتر است، صنعت هنوز در حال یادگیری بهترین روش‌ها برای محافظت از دستگاه‌ها و شبکه‌های متصل به IPv6 است.