Điểm khác biệt giữa IPv4 và IPv6 là gì?

IPv4 và IPv6 là hai phiên bản của hệ thống địa chỉ Giao thức Internet (IP). IP là một tập hợp các quy tắc giao tiếp để trao đổi dữ liệu qua internet. Về bản chất, internet là một tập hợp gồm hàng tỷ thiết bị chia sẻ dữ liệu với nhau thông qua các công nghệ kết nối mạng. IP sử dụng hệ thống đánh số để cung cấp cho mỗi thiết bị được kết nối một số nhận dạng hoặc địa chỉ duy nhất. IPv4 sử dụng định dạng địa chỉ 32 bit và có thể chứa hơn 4 tỷ không gian địa chỉ. Sự mở rộng của hệ thống internet và Internet vạn vật (IoT) đang cho thấy phạm vi địa chỉ của IPv4 không đủ đáp ứng nhu cầu. Do đó, IPv4 đang bị IPv6 loại bỏ dần. IPv6 sử dụng định dạng địa chỉ 128 bit và có thể chứa hơn 1×10³⁶ địa chỉ.

Các gói IPv4 và IPv6 có cấu tạo khác nhau, trong đó IPv6 có các tiêu đề khác và tổng thể không gian tiêu đề ngắn hơn. IPv6 cũng cung cấp các gói tiêu đề riêng biệt như một tính năng để mở rộng các tùy chọn định tuyến. Sau đây là ba điểm khác biệt chính từ góc độ người dùng.

Không gian địa chỉ

Không gian địa chỉ đầy đủ của IPv4 là 2³² hay 4.294.967.296 địa chỉ IP. IPv6 có không gian địa chỉ cao hơn đáng kể là 2¹²⁸ hay 3.403×10³, hoặc 340.282.366.920.938.000.000.000.000.000.000.000.000 địa chỉ IP không trùng lặp. Từ tiếng Anh, số này được dịch thành khoảng 340 mười lũy thừa sáu mươi sáu, 300 mười lũy thừa sáu mươi.

Trong số các địa chỉ internet IPv4, có khoảng 588 triệu địa chỉ IP đặt trước, phần còn lại được cung cấp công khai. Do các thiết bị internet gia tăng nên các địa chỉ internet IPv4 chưa được phân bổ đã cạn kiệt vào năm 2011. Mặc dù IPv6 giải quyết được vấn đề không gian địa chỉ cạn kiệt này nhưng cách khắc phục hiện tại là trừu tượng hóa bằng cách xếp lớp các hệ thống địa chỉ khác, chẳng hạn như Dịch địa chỉ mạng (NAT) lên trên IPv4.

IPv6 cũng có một số lượng lớn các địa chỉ IP đặt trước. Tuy nhiên, với không gian địa chỉ tổng thể lớn hơn nhiều thì đây không phải là một con số đáng kể để so sánh. Với các ước tính hiện tại, không gian địa chỉ là vô tận.

Đặt tên

Trong IPv4, tên địa chỉ được biểu diễn bằng một địa chỉ dạng số gồm bốn chữ số thập phân (trong phạm vi 0-255), mỗi số đại diện cho tám bit, được phân tách bởi ba dấu chấm:

197.0.0.1

Trong IPv6, tên địa chỉ được biểu diễn bằng tám số hệ thập lục phân được tạo thành từ các chữ số (0-9) và chữ cái (A-F), mỗi chữ số đại diện cho bốn bit, được phân tách bằng dấu hai chấm:

2600:1400:d:5a3::3bd4

Nhiều số không trong một nhóm có thể được nén thành một khối hai chấm trống.

Các loại giao tiếp

Để cải thiện hiệu quả truyền thông, cả IPv4 và IPv6 đều hỗ trợ các loại địa chỉ khác nhau để một thiết bị có thể giao tiếp đồng thời với nhiều thiết bị trong một mạng. IPv4 hỗ trợ địa chỉ một-một (truyền đơn hướng (unicast)), một-tất cả (truyền phát) và một-nhiều (truyền đa hướng (multicast)) với định tuyến đa gói. Ngoài ra, IPv6 hỗ trợ địa chỉ truyền đơn hướng (unicast), truyền đa hướng (multicast) và truyền chọn lọc (anycast) với định tuyến đa gói. Trong giao tiếp truyền chọn lọc (anycast), các gói dữ liệu được gửi từ một người gửi đến người nhận gần nhất trong số nhiều người nhận dùng chung địa chỉ truyền chọn lọc (anycast). “Gần nhất được xác định bởi các giao thức định tuyến tính đường dẫn ngắn nhất hoặc chi phí thấp nhất để đến đích.

Mặc dù IPv6 có những cải tiến so với IPv4 nhưng hầu hết mạng internet vẫn chạy trên IPv4. Vì cơ sở hạ tầng cũ chạy IPv4 nên việc cập nhật lên IPv6 có thể là một quá trình di chuyển phức tạp và tốn kém. Tuy nhiên, IPv6 đang trở thành tiêu chuẩn trong các ngành công nghiệp đem lại lợi ích cho kết nối mạng hiện đại, như với ISP và sản xuất di động hoặc IoT.

Đối với các tổ chức muốn xây dựng cơ sở hạ tầng mạng hiện đại, đặc biệt là với các yêu cầu IoT và vi dịch vụ phức tạp, thì việc xây dựng lấy IPv6 làm mặc định là một quyết định kiến trúc sáng suốt. Tương tự, IPv6 có thể đảm bảo tính bền vững của mạng tương lai cho các tổ chức toàn cầu quy mô lớn đang gặp khó khăn với việc quản lý chi phí IPv4 và giải quyết tình trạng cạn kiệt.