IPAddress-Lookup.com

IPv4 vs. IPv6: Hvad er forskellen (og hvorfor er den vigtig)?

IPAddress-Lookup.com ·

Alle enheder, der opretter forbindelse til internettet, skal have en adresse, og denne adresse findes i to varianter: IPv4 eller IPv6. Hvis du nogensinde har kigget på en skærm med netværksindstillinger og set noget i stil med 192.168.1.42 ved siden af en mystisk streng som f.eks. 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334, har du stiftet bekendtskab med begge protokoller. De udfører den samme grundlæggende opgave, nemlig at sende datapakker fra en maskine til en anden, men de er bygget på meget forskellige grundlag. At forstå forskellen er ikke blot akademisk trivia. Det har betydning for, hvor hurtig din forbindelse føles, hvor sikker din trafik er, og om internettet overhovedet kan fortsætte med at vokse. Denne guide forklarer, hvad de enkelte protokoller går ud på, hvordan de sammenlignes funktion for funktion, hvorfor overgangen tager så lang tid, og hvad det hele betyder for dig som almindelig bruger eller ejer af en hjemmeside.

Hvis selve udtrykket »IP-adresse« er nyt for dig, er det en god idé først at læse vores introduktion til, hvad en IP-adresse er, og derefter vende tilbage hertil for at dykke dybere ned i de to versioner.

Hvad er IPv4?

IPv4, en forkortelse for Internet Protocol version 4, har været internettets arbejdshest, siden det blev standardiseret i 1981. Det er det, næsten alle forbindelser har været afhængige af i årtier, og det håndterer stadig størstedelen af trafikken i dag. En IPv4-adresse er et 32-bit tal. Tredive-to bits giver dig præcis 2 opløftet til 32 mulige kombinationer, hvilket svarer til 4.294.967.296 adresser, eller cirka 4,3 milliarder.

Da et rå 32-bit binært tal er ulæseligt for mennesker, skrives IPv4-adresser i punktsepareret decimaltal. De 32 bits opdeles i fire 8-bit-dele, kaldet oktetter, som hver konverteres til et decimaltal mellem 0 og 255 og adskilles af punkter. Så adressen 172.16.254.1 er i virkeligheden den binære sekvens 10101100.00010000.11111110.00000001. Hver oktet kan indeholde 256 værdier (0 til 255), og når man ganger de fire oktetter sammen, får man det ovennævnte loft på 4,3 milliarder.

Adresseklasser og det tidlige internet

I begyndelsen blev IPv4-adresserummet opdelt i faste adresseklasser. Klasse A-netværk brugte den første oktet til netværksdelen og de resterende tre til værter, hvilket gav en håndfuld enorme netværk med omkring 16 millioner adresser hver. Klasse B delte adressen lige over midten til mellemstore netværk, og klasse C brugte tre oktetter til netværket og kun én til værter, hvilket kun gav 254 brugbare adresser pr. netværk, men et meget stort antal af sådanne netværk. Klasse D og E var reserveret til multicast og eksperimentel brug.

Dette klassedelte system var spildfuldt. En organisation, der havde brug for 300 adresser, kunne ikke rummes i en klasse C-blok på 254, så den modtog en klasse B-blok på ca. 65.000 og lod titusindvis af adresser stå ubrugte hen. For at løse dette problem gik branchen over til Classless Inter-Domain Routing (CIDR), som gør det muligt at dimensionere netværk, så de passer til det reelle behov ved hjælp af en præfikslængde som f.eks. /24. Hvis du vil forstå, hvordan disse tal med skråstreg fungerer, dækker vores guide til subnetting og CIDR emnet i detaljer.

Udtømning og fremkomsten af NAT

Fire milliarder adresser lød som en uendelig mængde i 1981, da en computer var en sjælden og dyr maskine. Det holdt op med at lyde uendeligt, da hver eneste telefon, bærbar computer, termostat, dørklokke og bil ønskede sin egen adresse. Den øverste pulje af ikke-tildelte IPv4-adresser blev opbrugt på globalt plan i 2011, og de regionale registre har lige siden opereret med ventelister og genbrugte adresser.

Den største enkeltstående årsag til, at IPv4 har overlevet så længe, er Network Address Translation (NAT). NAT gør det muligt for mange enheder at dele én offentlig IPv4-adresse. Inde i dit hjem eller på dit kontor bruger enhederne private adresser fra reserverede adressebånd, såsom 192.168.x.x eller 10.x.x.x. Disse kan ikke routes på det offentlige internet. Når en enhed sender en pakke udad, omskriver din router kildeadressen til sin egen offentlige IP-adresse og registrerer oversættelsen i en tabel sammen med portnumrene. Når svaret kommer tilbage, slår routeren op i tabellen og videresender pakken til den korrekte interne enhed. I praksis gemmer hundredvis af enheder sig bag én offentlig adresse. NAT gav internettet et ekstra årti eller to, men det brød også det oprindelige ende-til-ende-design, hvor enhver vært kunne nå direkte ud til enhver anden vært. Er du nysgerrig efter at vide, hvad din egen offentlige IPv4-adresse er lige nu? Du kan tjekke den med det samme med vores værktøj »Hvad er min IPv4?«.

Hvad er IPv6?

IPv6 blev udviklet i slutningen af 1990'erne specifikt for at løse problemet med adresseudtømning én gang for alle. I stedet for 32 bits er en IPv6-adresse 128 bits lang. Det er ikke fire gange større – det er astronomisk meget større. 2 opløftet til 128 er cirka 340 undecillion adresser, et tal med 39 cifre (340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 for at være præcis). For at sætte det i perspektiv er det nok til at tildele billioner af adresser til hvert eneste sandkorn på Jorden og stadig have masser til overs. Adressemangel er simpelthen ikke et problem i IPv6.

Et 128-bit tal er alt for langt til at skrives i punktsepareret decimaltal, så IPv6 bruger hexadecimal notation. Adressen skrives som otte grupper af fire hexadecimale cifre adskilt af kolon, sådan her: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Hver gruppe repræsenterer 16 bit, og cifrene går fra 0 til 9 og derefter fra a til f.

Regler for forkortelse og det dobbelte kolon

Da IPv6-adresser er lange og ofte indeholder mange nuller, gør to komprimeringsregler dem mere overskuelige. For det første kan foranstillede nuller i enhver gruppe udelades, så 0db8 bliver til db8 og 0000 bliver 0. For det andet kan en række på hinanden følgende grupper bestående udelukkende af nuller erstattes med et dobbelt kolon ::. Anvender man begge regler, komprimeres ovenstående adresse pænt:

  • Fuld form: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
  • Komprimeret: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

Tegnet :: må kun forekomme én gang i en adresse, da man ellers ikke ville kunne vide, hvor mange grupper af nuller den står for. Loopback-adressen, som i IPv4 er den velkendte 127.0.0.1, bliver ganske enkelt ::1 i IPv6.

Autokonfiguration, SLAAC og link-local

En af de mest elegante IPv6-funktioner er Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). I IPv4 får enheder normalt deres adresse fra en DHCP-server, som skal være i drift og administreres. Med SLAAC kan en enhed generere sin egen gyldige globale adresse ved at kombinere det netværkspræfiks, der annonceres af den lokale router, med en grænsefladeidentifikator, der stammer fra dens egen hardware. Der kræves ingen central server for grundlæggende forbindelse.

Hver IPv6-grænseflade får også automatisk en link-lokal adresse i fe80::/10 . Denne adresse fungerer kun på det lokale netværkssegment og routes aldrig ud over dette, men den gør det muligt for enhederne at kommunikere med deres naboer og med routeren umiddelbart efter opstart, før der tildeles en global adresse. Da hver enhed kan have sin egen globalt unikke adresse, genopretter IPv6 den oprindelige ende-til-ende-model, og NAT er ikke længere nødvendigt for at spare på adresserne. For at se, om din forbindelse allerede har en IPv6-adresse, kan du besøge What Is My IPv6.

IPv4 vs. IPv6: sammenligning af funktion for funktion

Tabellen nedenfor viser de vigtigste tekniske forskelle side om side. Det er den hurtigste måde at se, hvorfor de to protokoller opfører sig så forskelligt i praksis.

Funktion IPv4 IPv6
Adresselængde 32 bit 128 bits
Samlet antal adresser ~4,3 milliarder ~340 undecillion
Notation Punktsepareret decimaltal (192.168.1.1) Hexadecimal med kolon (2001:db8::1)
Størrelse på header Variabel, 20 til 60 byte Fast 40 bytes, enklere at behandle
Hovedets kompleksitet Mange felter, inkluderer checksum Strømlinet, ingen kontrolsum, udvidelseshoved
Sikkerhed (IPsec) Valgfri, tilføjet senere Indbygget fra starten
Autokonfiguration Manuel eller DHCP påkrævet SLAAC muliggør selvkonfiguration
NAT Udbredt til at spare på adresser Ikke nødvendigt for at spare på adresser
Adressetildeling Broadcast, unicast, multicast Unicast, multicast, anycast (ingen broadcast)
Fragmentering Udføres af routere og den afsendende vært Udføres kun af den afsendende vært
Indført 1981 1998 (implementering i gang)

Nogle af disse punkter fortjener en nærmere gennemgang. Headeret i IPv6 er fastsat til 40 bytes og udelader flere felter, som IPv4-routere var nødt til at kontrollere i hver pakke, herunder header-checksummen. Færre felter betyder, at routere kan behandle pakker mere effektivt. Hvad angår adressering, eliminerer IPv6 broadcast fuldstændigt. IPv4-broadcast sender en pakke til alle enheder på et segment, hvilket er støjende og ineffektivt. IPv6 erstatter dette med målrettet multicast (send til en bestemt gruppe) og introducerer anycast (send til den nærmeste af flere ækvivalente værter), som begge er langt mere skalerbare.

Hvorfor overgangen går så langsomt

IPv6 har været klar til produktionsbrug i over to årtier, men den globale udbredelse ligger stadig langt under fuld dækning. Hvorfor går overgangen så langsomt? Hovedårsagen er, at IPv4 og IPv6 ikke er direkte kompatible. En host, der kun understøtter IPv6, kan ikke kommunikere med en host, der kun understøtter IPv4, uden et oversættelseslag imellem. Det betyder, at internettet ikke blot kan trykke på en knap. Det er nødvendigt at køre begge protokoller parallelt i en meget lang overgangsperiode.

Andre faktorer forværrer forsinkelsen:

  • NAT fungerede for godt. Ved at gøre udtømningen af IPv4-adresserne overkommelig fjernede NAT det presserende behov for at migrere.
  • Ældre hardware og software, der kun forstår IPv4, er stadig i brug på utallige netværk.
  • Omkostninger og inerti. Omskoling af personale, opdatering af firewall-regler og test af applikationer til IPv6 er et reelt arbejde med ringe umiddelbar gevinst for den organisation, der udfører det.

Dual-stack og overgangsmekanismer

Den mest almindelige overgangsmetode er dual-stack, hvor en enhed eller et netværk kører IPv4 og IPv6 side om side. En dual-stack-enhed har både en IPv4- og en IPv6-adresse og bruger den protokol, som begge ender understøtter, idet den foretrækker IPv6, når det er tilgængeligt. Dual-stack er en enkel løsning, men kræver vedligeholdelse af to fulde netværkskonfigurationer på én gang. Det er derfor, overgangen har været så gradvis og stort set usynlig: Dine enheder foretrækker diskret IPv6, når de kan, og falder tilbage på IPv4, når de er nødt til det.

Hvor et netværkssegment kun understøtter én protokol, træder tunneling til. Tunneling indkapsler pakker fra den ene protokol i pakker fra den anden, så de kan passere gennem inkompatibel infrastruktur. For eksempel indkapsler en teknik kaldet 6to4 IPv6-pakker i IPv4-pakker for at transportere IPv6-trafik gennem et netværk, der kun understøtter IPv4. Oversættelsesteknologier som NAT64 går endnu længere og omskriver aktivt IPv6-pakker til IPv4 (og omvendt), så klienter, der kun understøtter IPv6, kan nå servere, der kun understøtter IPv4. Disse mekanismer holder det internet, der er i overgang, samlet, på bekostning af en vis ekstra kompleksitet.

Overvejelser vedrørende ydeevne

Gør IPv6 din forbindelse hurtigere? Det ærlige svar er: nogle gange, marginalt, og ikke af de grunde, folk antager. IPv6 i sig selv transporterer ikke data hurtigere end IPv4. Der er dog to ting, der kan give IPv6 en fordel i den virkelige verden. For det første lader den enklere header med fast størrelse routere behandle pakker med lidt mindre overhead. For det andet, og endnu vigtigere, undgår IPv6-trafik ofte de lag af NAT, som IPv4 skal passere igennem. Hvert NAT-hop tilføjer en lille mængde latenstid og en oversættelsessøgning, og carrier-grade NAT (hvor din internetudbyder selv deler én adresse mellem mange kunder) kan medføre en mærkbar forsinkelse. Ved at genoprette direkte ende-til-ende-forbindelse kan IPv6 fjerne disse omveje.

I målte tests på tværs af store indholdsnetværk gennemføres IPv6-forbindelser ofte en smule hurtigere end deres IPv4-modstykker, selvom forskellen er lille og varierer afhængigt af ruten. For de fleste er forskellen i ydeevne usynlig. De største praktiske fordele ligger i arkitekturen: ingen besvær med NAT-gennemgang for peer-to-peer-applikationer, spil og videosamtaler, som alle fungerer mere problemfrit, når begge ender har reelle, tilgængelige adresser.

Hvad det betyder for almindelige brugere

Hvis du er en typisk hjemmebruger eller mobilbruger, er den gode nyhed, at denne overgang er designet til at være usynlig, og du behøver ikke at gøre noget. Dit operativsystem, din router og din telefon håndterer alle dual-stack automatisk. Når du besøger en hjemmeside, vælger din enhed automatisk IPv6, hvis både du og hjemmesiden understøtter det, og falder ellers tilbage på IPv4. Du behøver sjældent at tænke over det.

Det kommer dog til udtryk i forbindelse med fejlfinding og privatliv. Da IPv6 giver din enhed en globalt unik adresse, er nogle mennesker bekymrede for sporing. Moderne operativsystemer løser dette med privatlivsudvidelser, der periodisk roterer værtsdelen af adressen, så din IPv6-adresse ikke er et permanent fingeraftryk. Et par praktiske pointer, der er værd at huske:

  • Dit hjemmenetværk bruger næsten helt sikkert allerede IPv6 sideløbende med IPv4.
  • Du kan have både en IPv4- og en IPv6-adresse på samme tid.
  • IPv6-adresser ser skræmmende ud, men du behøver sjældent at indtaste eller huske dem.
  • At holde din routers firmware og dine enheder opdateret er det allerbedste, du kan gøre for at sikre, at begge protokoller kører problemfrit.

Hvad det betyder for webstedsejere

Hvis du driver en hjemmeside eller en onlinetjeneste, vil det at ignorere IPv6 stille og roligt indskrænke din rækkevidde. En stigende andel af mobilnetværk og internetudbydere til private er IPv6-first, hvilket betyder, at de nogle gange kun tilbyder kunderne IPv6-forbindelse bag carrier-grade NAT. At levere dit websted via IPv6 betyder, at disse brugere når frem til dig direkte i stedet for via en overbelastet oversættelsesgateway, hvilket forbedrer pålideligheden og kan forbedre den oplevede hastighed.

Praktiske trin for webstedsejere omfatter:

  1. Tilføj en AAAA-post (IPv6-ækvivalenten til en A-post) i din DNS, der peger på din servers IPv6-adresse.
  2. Bekræft, at din hostingudbyder eller dit CDN understøtter IPv6, da de fleste større udbydere gør det uden ekstra omkostninger.
  3. Test, at din firewall og applikationslogning håndterer det længere IPv6-adresseformat korrekt.
  4. Kør i dual-stack, så du betjener begge protokoller og ikke efterlader nogen besøgende.

Sådan tjekker du, hvilken version du har

Det tager kun et øjeblik at tjekke. Kør følgende på kommandolinjen ipconfig på Windows eller ifconfig / ip addr på macOS og Linux, og se på adresserne. Alt i punktsepareret decimaltal er IPv4; alt med kolon er IPv6. En adresse, der starter med fe80:: er en link-lokal IPv6-adresse, der kun fungerer på dit lokale netværk, mens en global IPv6-adresse typisk starter i 2000::/3 intervallet. Den enkleste metode af alle er at åbne en browser og bruge en online-opslagsfunktion, som straks viser dine offentligt tilgængelige adresser uden brug af kommandolinjen. Tjek din »Hvad er min IPv4-adresse« og din »Hvad er min IPv6-adresse« for at se præcis, hvad dit netværk viser til internettet.

Ofte stillede spørgsmål

Er IPv6 ved at erstatte IPv4 fuldstændigt?

På sigt ja, men ikke fra den ene dag til den anden. De to protokoller kører i dag side om side via dual-stack, og IPv4 vil forblive i brug i mange år på grund af den enorme installerede base af ældre hardware og software. Tænk på det som en lang, gradvis overgang snarere end en brat overgang.

Kan en IPv4-enhed kommunikere direkte med en IPv6-enhed?

Ikke direkte, fordi de to protokoller ikke er kompatible på pakkeniveau. Kommunikation mellem dem kræver en oversættelsesmekanisme såsom NAT64 eller en dual-stack-mellemmand, der forstår begge protokoller. Denne manglende indbyggede kompatibilitet er hovedårsagen til, at overgangen tager så lang tid.

Er IPv6 hurtigere end IPv4?

Normalt kun en smule. IPv6 overfører ikke data hurtigere, men dens enklere header og det faktum, at den undgår ekstra NAT-lag, kan reducere latenstiden på nogle ruter. Den mere betydningsfulde fordel er en mere jævn direkte forbindelse til spil, videosamtaler og peer-to-peer-apps. Ved almindelig browsing vil du sandsynligvis ikke bemærke en markant forskel.

Er IPv6 mere sikkert end IPv4?

IPv6 blev fra starten designet med indbygget IPsec-understøttelse, mens det i IPv4 var et valgfrit tillægsprogram. Når det er sagt, afhænger sikkerheden i praksis langt mere af, hvordan netværkene er konfigureret, og hvordan firewalls er sat op, end af selve protokolversionen. IPv6 er ikke automatisk mere sikkert, blot fordi det er nyere.

Hvorfor har jeg stadig en privat IPv4-adresse som f.eks. 192.168.1.5?

Det er en privat adresse, som din router tildeler inden for dit lokale netværk, og det er helt normalt. Din router bruger NAT til at dele en enkelt offentlig IPv4-adresse mellem alle dine enheder. Den private adresse vises aldrig på det offentlige internet; det er kun routerens offentlige adresse, der gør det.

Hvordan finder jeg ud af, hvilke adresser min forbindelse bruger?

Den hurtigste måde er at bruge et online-opslagsværktøj. Tjek "Hvad er min IPv4-adresse" og "Hvad er min IPv6-adresse" for at se præcis, hvad dit netværk viser til internettet. Hvis IPv6-resultatet er tomt, har dit netværk eller din internetudbyder endnu ikke aktiveret IPv6.