So sánh IPv4 và IPv6, lựa chọn nào tốt hơn?

Bạn có thể bị nhầm lẫn giữa IPv4 và IPv6? IP, viết tắt của Internet Protocol, là một giao thức giúp máy tính/thiết bị truyền thông với nhau qua mạng. Có hai phiên bản khác nhau của Internet Protocol: IPv4 và IPv6, hãy cùng KDATA tìm hiểu nhé.

Internet Protocol (IP): Định nghĩa và ý nghĩa

Giao thức Internet Protocol (IP) là một bộ quy tắc giúp định tuyến gói dữ liệu để chúng có thể di chuyển qua mạng và đến đúng địa điểm đích.

Khi một máy tính cố gắng gửi thông tin, nó được chia thành các phần nhỏ hơn, gọi là gói dữ liệu. Để đảm bảo rằng tất cả các gói dữ liệu này đều đến đúng nơi, mỗi gói bao gồm thông tin IP.

Một phần khác của câu đố là mọi thiết bị hoặc miền trên Internet đều được gán một địa chỉ IP để xác định nó một cách duy nhất so với các thiết bị khác.

IPv4 vs IPv6: Sự khác biệt và ý nghĩa

IPv4 và IPv6 là hai phiên bản khác nhau của Internet Protocol, và sự chuyển đổi giữa chúng đang diễn ra để đối mặt với sự khan hiếm địa chỉ IP.

IPv4 (Địa chỉ IP v4):

• Sử dụng địa chỉ IP 32-bit, có dạng xxx.xxx.xxx.xxx.
• Cung cấp khoảng 4 tỷ địa chỉ IP, nhưng số lượng địa chỉ này đã cạn kiệt do sự phát triển nhanh chóng của Internet.

IPv6 (Địa chỉ IP v6):

• Sử dụng địa chỉ IP 128-bit, có dạng xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx.
• Cung cấp số lượng địa chỉ IP khổng lồ, giải quyết vấn đề khan hiếm địa chỉ IP của IPv4.

Hiểu rõ sự khác biệt giữa IPv4 và IPv6 giúp chúng ta nắm bắt tình hình phát triển của mạng Internet hiện đại.

IPv4 là gì?

Địa chỉ IPv4 bao gồm hai phần chính là địa chỉ mạng và địa chỉ máy chủ. Nó viết tắt của Internet Protocol phiên bản bốn và được giới thiệu vào năm 1981 bởi DARPA, trở thành phiên bản được triển khai đầu tiên vào năm 1982 trên SATNET và ARPANET vào tháng 1 năm 1983.

Địa chỉ IPv4 là số nguyên 32 bit được biểu diễn trong Notation thập phân.
Được biểu diễn bởi 4 số, mỗi số được phân cách bằng dấu chấm, trong khoảng từ 0-255.
Ví dụ, một địa chỉ IPv4 có thể được viết là 189.123.123.90.

Định dạng địa chỉ IPv4:

Định dạng địa chỉ IPv4 là một địa chỉ 32 bit gồm các chữ số nhị phân được phân cách bằng dấu chấm.

IPv6 là gì?

IPv6 dựa trên IPv4 và viết tắt của Internet Protocol phiên bản sáu. Nó được giới thiệu lần đầu vào tháng 12 năm 1995 bởi Internet Engineering Task Force. IPv6 là phiên bản mới của Giao thức Internet, vượt trội so với IPv4 về phức tạp và hiệu suất.

IPv6 được viết dưới dạng một nhóm 8 số thập lục phân, được phân cách bằng dấu hai chấm (:).

Được biểu diễn bởi 128 bit 0 và 1.

Định dạng địa chỉ IPv6:

Định dạng địa chỉ IPv6 là một địa chỉ IP 128 bit, được viết dưới dạng 8 nhóm số thập lục phân, phân cách bằng dấu hai chấm (:).

Tại sao chúng ta cần một phiên bản IP mới?

Tại thời điểm này, bạn có thể đang tự hỏi tại sao IPv6 tồn tại.

Dù có vẻ như 4,3 tỷ địa chỉ IP tiềm năng trong IPv4 là một con số lớn, nhưng chúng ta cần nhiều địa chỉ IP hơn nhiều!

Trên thế giới có rất nhiều người và rất nhiều thiết bị. Điều này là một vấn đề lớn hơn nữa với sự gia tăng của các thiết bị IoT (Internet of Things) và cảm biến, vì chúng mở rộng đáng kể bể thiết bị kết nối.

Đơn giản, thế giới đang cạn kiệt địa chỉ IPv4 duy nhất, đó là lý do lớn nhất vì sao chúng ta cần IPv6.

Còn một số lý do kỹ thuật cụ thể khác nữa – hãy thảo luận về chúng.

IPv4 và IPv6: Sự khác biệt là gì?

Sự khác biệt rõ ràng nhất là IPv4 sử dụng địa chỉ 32 bit trong khi IPv6 sử dụng địa chỉ 128 bit. Điều này có nghĩa là IPv6 cung cấp 1.028 lần địa chỉ nhiều hơn so với IPv4, giải quyết vấn đề "đang cạn kiệt địa chỉ" (ít nhất là trong tương lai dự kiến). IPv6 cũng là địa chỉ chữ số và chữ cái được phân cách bằng dấu hai chấm (:), trong khi IPv4 chỉ sử dụng số và được phân cách bằng dấu chấm. Dưới đây là một ví dụ của mỗi phiên bản:

• IPv4 – 192.168.10.150
• IPv6 – 3002:0bd6:0000:0000:0000:ee00:0033:6778

Cũng có một số sự khác biệt kỹ thuật giữa IPv4 và IPv6, tuy nhiên những người không phải là nhà phát triển thì không cần phải biết về chúng.

Một số sự khác biệt kỹ thuật đáng chú ý nhất là:

• IPv6 bao gồm chất lượng dịch vụ tích hợp (Quality of Service - QoS).
• IPv6 có một lớp bảo mật mạng tích hợp sẵn (IPsec).
• IPv6 loại bỏ Network Address Translation (NAT) và cho phép kết nối từ đầu đến cuối ở tầng IP.
• Multicasting là một phần của các quy định cơ bản trong IPv6, trong khi nó là tùy chọn trong IPv4. Multicasting cho phép truyền một gói dữ liệu đến nhiều điểm đích trong một lần truyền.
• IPv6 có các tiêu đề gói lớn hơn (khoảng gấp đôi so với IPv4).

Bao nhiêu địa chỉ IP trong IPv4 so với IPv6?

Như chúng ta đã đề cập ở trên, IPv6 hỗ trợ 1.028 lần số lượng địa chỉ IP so với IPv4.

IPv4 hỗ trợ khoảng 4.29 tỷ địa chỉ.

Ngược lại, IPv6 hỗ trợ... vâng, cách dễ nhất để viết nó là 2^128 địa chỉ khác nhau. Nếu bạn quan tâm đến số chính xác, đây là số lượng địa chỉ duy nhất mà IPv6 cung cấp: 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456

Điều đó có nghĩa là chúng ta còn rất nhiều địa chỉ IPv6 trước khi chúng ta cạn kiệt!

IPv4 hay IPv6 nhanh hơn?

Nói chung, không có sự khác biệt lớn về tốc độ giữa IPv4 và IPv6, tuy nhiên có một số bằng chứng cho thấy rằng IPv6 có thể nhanh hơn một chút trong một số tình huống.

Về mặt "không có sự khác biệt", Sucuri đã thực hiện một loạt các kiểm tra trên các trang web hỗ trợ cả IPv4 và IPv6 và phát hiện ra rằng đa phần các trang họ kiểm tra đều không có sự khác biệt đáng kể.

Tuy nhiên, bạn cũng có thể tìm thấy một số bằng chứng chỉ ra rằng IPv6 có thể nhanh hơn. Ví dụ, blog Kỹ thuật của Facebook tuyên bố rằng "Chúng tôi đã quan sát thấy việc truy cập Facebook có thể nhanh hơn 10-15% qua IPv6".

Tương tự, Akamai đã kiểm tra một URL duy nhất trên một iPhone/mạng di động và thấy rằng trang web có thời gian tải trung bình nhanh hơn 5% với IPv6 so với IPv4.

Tuy nhiên, có nhiều biến số, nên khó để so sánh hiệu suất mà không thực hiện các thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ.

Một lý do khiến IPv6 có thể nhanh hơn là nó không mất thời gian cho Network Address Translation (NAT). Tuy nhiên, IPv6 cũng có các tiêu đề gói lớn hơn, vì vậy nó có thể chậm hơn trong một số trường hợp sử dụng.

IPv4 hay IPv6 phổ biến hơn?

Mặc dù các con số đang thay đổi khi IPv6 tăng cường sự áp dụng, IPv4 vẫn là Giao thức Internet được sử dụng rộng rãi nhất.

Google duy trì thống kê công khai về khả dụng IPv6 của người dùng Google theo quốc gia trên khắp thế giới. Các con số này là phần trăm của tổng lưu lượng truy cập vào trang web Google qua IPv6, chứ không phải IPv4.

Toàn cầu, IPv6 có khoảng ~32% khả dụng, nhưng nó khác biệt rất lớn giữa các quốc gia. Ví dụ, Hoa Kỳ có hơn 41% áp dụng IPv6, trong khi Vương quốc Anh có khoảng 30% áp dụng và Tây Ban Nha chỉ có 2.5% áp dụng.

Tóm lược

Giao thức Internet (IP) giúp định tuyến dữ liệu xung quanh các mạng. Để thực hiện điều này, mỗi thiết bị được gán một địa chỉ IP.

IPv4 là phiên bản ban đầu được ra mắt từ năm 1983. Tuy nhiên, định dạng 32-bit của nó chỉ cho phép khoảng ~4.3 tỷ địa chỉ duy nhất, không đáp ứng được nhu cầu của thế giới hiện đại.

Để giải quyết vấn đề thiếu địa chỉ IPv4 độc đáo (và thực hiện một số thay đổi kỹ thuật khác), IPv6 được tạo ra. IPv6 sử dụng định dạng địa chỉ 128-bit cho phép 3.4 x 10^38 địa chỉ IP duy nhất.

KDATA mong qua bài viết này bạn đã hiểu rõ sự khác biệt giữa IPv4 và IPv6.