IPAddress-Lookup.com

IPv4 versus IPv6: wat is het verschil (en waarom is dat belangrijk)?

IPAddress-Lookup.com ·

Elk apparaat dat verbinding maakt met het internet heeft een adres nodig, en dat adres kan van twee soorten zijn: IPv4 of IPv6. Als je ooit een scherm met netwerkinstellingen hebt bekeken en daar iets hebt gezien als 192.168.1.42 naast een mysterieuze reeks tekens zoals 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334, dan ben je beide protocollen al tegengekomen. Ze vervullen in wezen dezelfde taak, namelijk het verzenden van pakketten van de ene machine naar de andere, maar ze zijn op heel verschillende grondslagen gebouwd. Het begrijpen van het verschil is niet zomaar een stukje academische trivia. Het bepaalt hoe snel je verbinding aanvoelt, hoe veilig je dataverkeer is en of het internet überhaupt kan blijven groeien. Deze gids legt uit wat elk protocol precies is, hoe ze functie voor functie met elkaar vergeleken kunnen worden, waarom de overstap zo lang duurt en wat dit alles voor jou betekent als gewone gebruiker of website-eigenaar.

Als de term ‘IP-adres’ zelf nieuw voor je is, is het de moeite waard om eerst onze inleiding over wat een IP-adres is te lezen, en daarna hier terug te komen voor een diepgaande analyse van de twee versies.

Wat is IPv4?

IPv4, kort voor Internet Protocol versie 4, is al sinds de standaardisatie in 1981 het werkpaard van het internet. Het is waar bijna elke verbinding decennialang op vertrouwde, en het verwerkt vandaag de dag nog steeds het grootste deel van het verkeer. Een IPv4-adres is een 32-bits getal. Tweeëndertig bits leveren precies 2 tot de macht 32 mogelijke combinaties op, wat neerkomt op 4.294.967.296 adressen, oftewel ongeveer 4,3 miljard.

Omdat een ruw 32-bits binair getal voor mensen onleesbaar is, worden IPv4-adressen geschreven in decimale notatie met punten. De 32 bits worden opgesplitst in vier delen van 8 bits, octetten genaamd, die elk worden omgezet in een decimaal getal tussen 0 en 255 en gescheiden door punten. Het adres 172.16.254.1 in feite de binaire reeks 10101100.00010000.11111110.00000001. Elk octet kan 256 waarden bevatten (0 tot en met 255), en als je vier octetten met elkaar vermenigvuldigt, kom je uit op dat maximum van 4,3 miljard.

Adresklassen en het vroege internet

In het begin werd de IPv4-ruimte opgedeeld in strakke adresklassen. Klasse A-netwerken gebruikten het eerste octet voor het netwerkgedeelte en de overige drie voor hosts, wat resulteerde in een handvol enorme netwerken met elk ongeveer 16 miljoen adressen. Klasse B verdeelde het adres in tweeën voor middelgrote netwerken, en Klasse C gebruikte drie octetten voor het netwerk en slechts één voor hosts, waardoor er slechts 254 bruikbare adressen per netwerk beschikbaar waren, maar wel een zeer groot aantal van dergelijke netwerken. Klassen D en E waren gereserveerd voor multicast en experimenteel gebruik.

Dit klassegebaseerde systeem was verspillend. Een organisatie die 300 adressen nodig had, paste niet in een Klasse C-blok van 254, dus kreeg ze een Klasse B-blok van ongeveer 65.000 en liet tienduizenden adressen ongebruikt. Om dit te verhelpen, stapte de sector over op Classless Inter-Domain Routing (CIDR), waarmee netwerken op maat kunnen worden gemaakt om aan de werkelijke behoefte te voldoen met behulp van een prefixlengte zoals /24. Als u wilt begrijpen hoe die getallen achter de schuine streep werken, kunt u onze gids over subnetting en CIDR raadplegen, waarin dit uitgebreid wordt behandeld.

Uitputting en de opkomst van NAT

Vier miljard adressen klonk in 1981, toen een computer nog een zeldzame en dure machine was, als oneindig. Het klonk niet meer oneindig toen elke telefoon, laptop, thermostaat, deurbel en auto een eigen adres wilde hebben. De top-levelvoorraad van niet-toegewezen IPv4-adressen raakte in 2011 wereldwijd uitgeput, en sindsdien werken de regionale registries met wachtlijsten en hergebruikte ruimte.

De belangrijkste reden dat IPv4 zo lang heeft standgehouden, is Network Address Translation (NAT). Dankzij NAT kunnen veel apparaten één openbaar IPv4-adres delen. Binnen uw huis of kantoor gebruiken apparaten privéadressen uit gereserveerde reeksen, zoals 192.168.x.x of 10.x.x.x. Deze zijn niet routeerbaar op het openbare internet. Wanneer een apparaat een pakket naar buiten verstuurt, herschrijft je router het bronadres naar zijn eigen unieke openbare IP-adres en registreert de vertaling in een tabel, samen met de poortnummers. Wanneer het antwoord terugkomt, zoekt de router de tabel op en stuurt het pakket door naar het juiste interne apparaat. In feite verschuilen honderden apparaten zich achter één openbaar adres. NAT heeft het internet een extra decennium of twee opgeleverd, maar het heeft ook het oorspronkelijke end-to-end-ontwerp doorbroken, waarin elke host elke andere host rechtstreeks kon bereiken. Benieuwd wat je eigen openbare IPv4-adres op dit moment is? Je kunt het direct controleren met onze tool ‘Wat is mijn IPv4?’.

Wat is IPv6?

IPv6 is eind jaren negentig speciaal ontworpen om het probleem van de uitputting voor eens en voor altijd op te lossen. In plaats van 32 bits is een IPv6-adres 128 bits lang. Dat is niet vier keer zo groot, maar astronomisch veel groter. 2 tot de macht 128 is ongeveer 340 undecillion adressen, een getal met 39 cijfers (340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 om precies te zijn). Om het in perspectief te plaatsen: dat is genoeg om triljoenen adressen toe te wijzen aan elk zandkorreltje op aarde en dan nog steeds een overvloed over te houden. Een tekort aan adressen is simpelweg geen punt van zorg bij IPv6.

Een getal van 128 bits is veel te lang voor decimale notatie met punten, dus maakt IPv6 gebruik van hexadecimale notatie. Het adres wordt geschreven als acht groepen van vier hexadecimale cijfers, gescheiden door dubbele punten, zoals dit: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Elke groep vertegenwoordigt 16 bits, en de cijfers lopen van 0 tot 9 en vervolgens van a tot f.

Inkortingsregels en de dubbele dubbele punt

Omdat IPv6-adressen lang zijn en vaak veel nullen bevatten, maken twee verkortingsregels ze gebruiksvriendelijker. Ten eerste kunnen voorloopnullen in elke groep worden weggelaten, dus 0db8 wordt db8 en 0000 wordt 0. Ten tweede kan een reeks opeenvolgende groepen die uitsluitend uit nullen bestaan, worden vervangen door een dubbele dubbele punt ::. Door beide regels toe te passen, kan het bovenstaande adres netjes worden gecomprimeerd:

  • Volledige vorm: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
  • Gecomprimeerd: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

De :: mag slechts één keer in een adres voorkomen, omdat er anders geen manier zou zijn om te weten voor hoeveel groepen met nullen het staat. Het loopback-adres, dat in IPv4 het bekende 127.0.0.1, wordt in IPv6 simpelweg ::1 in IPv6.

Autoconfiguratie, SLAAC en link-local

Een van de meest elegante functies van IPv6 is Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). In IPv4 krijgen apparaten hun adres meestal van een DHCP-server, die actief moet zijn en beheerd moet worden. Met SLAAC kan een apparaat zijn eigen geldige globale adres genereren door het netwerkprefix dat door de lokale router wordt geadverteerd te combineren met een interface-identificatie die is afgeleid van zijn eigen hardware. Er is geen centrale server nodig voor basisconnectiviteit.

Elke IPv6-interface krijgt bovendien automatisch een link-local-adres binnen het fe80::/10 bereik. Dit adres werkt alleen op het lokale netwerksegment en wordt nooit daarbuiten gerouteerd, maar het stelt apparaten in staat om direct na het opstarten met hun buren en de router te communiceren, nog voordat er een globaal adres is toegewezen. Cruciaal is dat, omdat elk apparaat zijn eigen wereldwijd unieke adres kan hebben, IPv6 het oorspronkelijke end-to-end-model herstelt en NAT niet langer nodig is voor adresbesparing. Om te zien of uw verbinding al een IPv6-adres heeft, gaat u naar What Is My IPv6.

IPv4 versus IPv6: vergelijking van alle functies

In de onderstaande tabel staan de belangrijkste technische verschillen naast elkaar. Dit is de snelste manier om te zien waarom de twee protocollen zich in de praktijk zo verschillend gedragen.

Functie IPv4 IPv6
Adreslengte 32 bits 128 bits
Totaal aantal adressen ~4,3 miljard ~340 undecillion
Notatie Decimaal met punten (192.168.1.1) Hexadecimaal met dubbele punten (2001:db8::1)
Grootte van de header Variabel, 20 tot 60 bytes Vast 40 bytes, eenvoudiger te verwerken
Complexiteit van de header Veel velden, inclusief checksum Gestroomlijnd, geen checksum, uitbreidingsheaders
Beveiliging (IPsec) Optioneel, later toegevoegd Vanaf het begin ingebouwd
Autoconfiguratie Handmatig of DHCP vereist SLAAC maakt zelfconfiguratie mogelijk
NAT Wordt veel gebruikt om adressen te besparen Niet nodig om adressen te besparen
Adresverdeling Broadcast, unicast, multicast Unicast, multicast, anycast (geen broadcast)
Fragmentatie Wordt uitgevoerd door routers en de verzendende host Wordt uitsluitend uitgevoerd door de verzendende host
Geïntroduceerd 1981 1998 (implementatie nog gaande)

Enkele van deze punten verdienen nadere aandacht. De header in IPv6 is vastgesteld op 40 bytes en laat verschillende velden weg die IPv4-routers bij elk pakket moesten controleren, waaronder de checksum van de header. Minder velden betekent dat routers pakketten efficiënter kunnen verwerken. Wat de adressering betreft, maakt IPv6 volledig een einde aan broadcast. Bij IPv4-broadcasts wordt een pakket naar elk apparaat op een segment verzonden, wat veel ruis veroorzaakt en inefficiënt is. IPv6 vervangt dit door gerichte multicast (verzending naar een specifieke groep) en introduceert anycast (verzending naar de dichtstbijzijnde van meerdere gelijkwaardige hosts), die beide veel schaalbaarder zijn.

Waarom de overgang zo traag verloopt

IPv6 is al meer dan twee decennia klaar voor productiegebruik, maar de wereldwijde acceptatie schommelt nog steeds ver onder volledige dekking. Waarom verloopt de migratie zo traag? De belangrijkste reden is dat IPv4 en IPv6 niet direct onderling compatibel zijn. Een host die alleen IPv6 ondersteunt, kan niet communiceren met een host die alleen IPv4 ondersteunt zonder een vertaallaag ertussen. Dat betekent dat het internet niet zomaar een schakelaar kan omzetten. Het moet beide protocollen parallel draaien gedurende een zeer lange overlappingsperiode.

Andere factoren versterken de vertraging nog:

  • NAT werkte te goed. Door het opraken van IPv4-adressen draaglijk te maken, nam NAT de dringende druk om te migreren weg.
  • Verouderde hardware en software die alleen IPv4 ondersteunt, is nog steeds in gebruik op talloze netwerken.
  • Kosten en inertie. Het bijscholen van personeel, het bijwerken van firewallregels en het testen van applicaties op IPv6 is veel werk dat voor de organisatie die dit doet weinig direct rendement oplevert.

Dual-stack en overgangsmechanismen

De meest voorkomende overbrugging is dual-stack, waarbij een apparaat of netwerk IPv4 en IPv6 naast elkaar draait. Een dual-stack-apparaat heeft zowel een IPv4- als een IPv6-adres en gebruikt het protocol dat beide eindpunten ondersteunen, waarbij de voorkeur uitgaat naar IPv6 wanneer dat beschikbaar is. Dual-stack is een nette oplossing, maar vereist het gelijktijdig onderhouden van twee volledige netwerkconfiguraties. Dit is de reden waarom de overgang zo geleidelijk en grotendeels onopgemerkt is verlopen: je apparaten geven stilletjes de voorkeur aan IPv6 wanneer dat mogelijk is en vallen terug op IPv4 wanneer dat nodig is.

Wanneer een netwerksegment slechts één protocol ondersteunt, komt tunneling in beeld. Bij tunneling worden pakketten van het ene protocol ingekapseld in pakketten van het andere, zodat ze incompatibele infrastructuur kunnen doorkruisen. Een techniek genaamd 6to4 kapselt bijvoorbeeld IPv6-pakketten in IPv4-pakketten in om IPv6-verkeer over een netwerk te vervoeren dat alleen IPv4 ondersteunt. Vertaaltechnologieën zoals NAT64 gaan nog een stap verder: ze herschrijven IPv6-pakketten actief naar IPv4 (en vice versa), zodat clients die alleen IPv6 ondersteunen, servers kunnen bereiken die alleen IPv4 ondersteunen. Deze mechanismen houden het internet tijdens de overgang bij elkaar, ten koste van wat extra complexiteit.

Overwegingen met betrekking tot prestaties

Maakt IPv6 je verbinding sneller? Het eerlijke antwoord is: soms, in beperkte mate, en niet om de redenen die mensen veronderstellen. IPv6 zelf transporteert gegevens niet sneller dan IPv4. Er zijn echter twee zaken die IPv6 in de praktijk een voordeel kunnen opleveren. Ten eerste zorgt de eenvoudigere header met vaste grootte ervoor dat routers pakketten met iets minder overhead kunnen verwerken. Ten tweede, en nog belangrijker, vermijdt IPv6-verkeer vaak de NAT-lagen waar IPv4 doorheen moet. Elke NAT-hop voegt een kleine hoeveelheid latentie en een vertaalopzoeking toe, en carrier-grade NAT (waarbij je internetprovider zelf één adres deelt met veel klanten) kan een merkbare vertraging veroorzaken. Door directe end-to-end-connectiviteit te herstellen, kan IPv6 die omwegen elimineren.

In gemeten tests binnen grote contentnetwerken zijn IPv6-verbindingen vaak iets sneller voltooid dan hun IPv4-tegenhangers, hoewel het verschil klein is en per route varieert. Voor de meeste mensen is het prestatieverschil onmerkbaar. De grotere praktische voordelen liggen op architecturaal vlak: geen gedoe met NAT-traversal voor peer-to-peer-toepassingen, gaming en videogesprekken, die allemaal soepeler werken wanneer beide uiteinden echte, bereikbare adressen hebben.

Wat dit betekent voor gewone gebruikers

Als je een doorsnee thuis- of mobiele gebruiker bent, is het goede nieuws dat deze overgang zo is ontworpen dat je er niets van merkt en je zelf niets hoeft te doen. Je besturingssysteem, router en telefoon ondersteunen dual-stack allemaal automatisch. Wanneer je een website bezoekt, kiest je apparaat automatisch voor IPv6 als zowel jij als de site dit ondersteunen, en valt het anders terug op IPv4. Je hoeft er zelden bij stil te staan.

Waar het wel een rol speelt, is bij het oplossen van problemen en op het gebied van privacy. Omdat IPv6 je apparaat een wereldwijd uniek adres geeft, maken sommige mensen zich zorgen over tracking. Moderne besturingssystemen pakken dit aan met privacy-uitbreidingen die het hostgedeelte van het adres periodiek wijzigen, zodat je IPv6-adres geen permanente vingerafdruk is. Een paar praktische punten om te onthouden:

  • Je thuisnetwerk maakt vrijwel zeker al gebruik van zowel IPv6 als IPv4.
  • Je kunt tegelijkertijd zowel een IPv4- als een IPv6-adres hebben.
  • IPv6-adressen zien er intimiderend uit, maar je hoeft ze zelden in te typen of uit je hoofd te leren.
  • Het up-to-date houden van de firmware van je router en je apparaten is het allerbeste wat je kunt doen om beide protocollen soepel te laten werken.

Wat dit betekent voor website-eigenaren

Als u een website of online dienst beheert, zorgt het negeren van IPv6 er stilletjes voor dat uw bereik afneemt. Een groeiend deel van de mobiele netwerken en internetproviders voor thuisgebruikers geeft voorrang aan IPv6 en biedt klanten soms alleen IPv6-connectiviteit achter carrier-grade NAT. Door uw site via IPv6 aan te bieden, bereiken die gebruikers u rechtstreeks in plaats van via een overbelaste vertaalgateway, wat de betrouwbaarheid verhoogt en de waargenomen snelheid kan verbeteren.

Praktische stappen voor website-eigenaren zijn onder meer:

  1. Voeg een AAAA-record (het IPv6-equivalent van een A-record) toe aan je DNS dat verwijst naar het IPv6-adres van je server.
  2. Controleer of je hostingprovider of CDN IPv6 ondersteunt, aangezien de meeste grote aanbieders dit zonder extra kosten doen.
  3. Test of uw firewall en applicatielogging het langere IPv6-adresformaat correct verwerken.
  4. Werk in dual-stack, zodat u beide protocollen ondersteunt en geen enkele bezoeker uitsluit.

Hoe u kunt controleren welke versie u hebt

Dit is snel te controleren. Voer in de opdrachtregel het volgende uit ipconfig op Windows of ifconfig / ip addr op macOS en Linux, en bekijk de adressen. Alles in decimaal met punten is IPv4; alles met dubbele punten is IPv6. Een adres dat begint met fe80:: is een link-local IPv6-adres dat alleen op je lokale netwerk werkt, terwijl een globaal IPv6-adres doorgaans begint in het 2000::/3 bereik. De eenvoudigste methode is om een browser te openen en een online opzoekfunctie te gebruiken, die je openbare adressen direct weergeeft zonder dat je iets via de opdrachtregel hoeft te doen. Controleer je ‘Wat is mijn IPv4-adres’ en je ‘Wat is mijn IPv6-adres’ om precies te zien wat je netwerk aan het internet laat zien.

Veelgestelde vragen

Vervangt IPv6 IPv4 volledig?

Uiteindelijk wel, maar niet van de ene op de andere dag. De twee protocollen draaien tegenwoordig naast elkaar via dual-stack, en IPv4 zal nog vele jaren in gebruik blijven vanwege het enorme aantal bestaande apparaten en software. Zie het als een lange, geleidelijke overgang in plaats van een abrupte omschakeling.

Kan een IPv4-apparaat rechtstreeks communiceren met een IPv6-apparaat?

Niet rechtstreeks, omdat de twee protocollen op pakketniveau niet onderling compatibel zijn. Voor communicatie tussen beide is een vertaalmechanisme nodig, zoals NAT64, of een dual-stack-tussenpersoon die beide protocollen ondersteunt. Dit gebrek aan native interoperabiliteit is de belangrijkste reden waarom de overgang zo lang duurt.

Is IPv6 sneller dan IPv4?

Meestal slechts in geringe mate. IPv6 verzendt gegevens niet sneller, maar dankzij de eenvoudigere header en het ontbreken van extra NAT-lagen kan de latentie op sommige routes worden verminderd. Het belangrijkste voordeel is een soepelere directe verbinding voor gaming, videogesprekken en peer-to-peer-apps. Bij het dagelijks surfen zult u waarschijnlijk geen opvallend verschil merken.

Is IPv6 veiliger dan IPv4?

IPv6 is vanaf het begin ontworpen met ingebouwde IPsec-ondersteuning, terwijl dit bij IPv4 een optionele toevoeging was. Dat gezegd hebbende, hangt de daadwerkelijke beveiliging veel meer af van hoe netwerken zijn geconfigureerd en hoe firewalls zijn ingesteld dan van de protocolversie zelf. IPv6 is niet automatisch veiliger alleen omdat het nieuwer is.

Waarom heb ik nog steeds een privé-IPv4-adres zoals 192.168.1.5?

Dat is een privéadres dat door je router binnen je lokale netwerk wordt toegewezen, en dat is volkomen normaal. Je router gebruikt NAT om één openbaar IPv4-adres te delen met al je apparaten. Het privéadres verschijnt nooit op het openbare internet; alleen het openbare adres van de router doet dat.

Hoe kom ik erachter welke adressen mijn verbinding gebruikt?

De snelste manier is om een online opzoektool te gebruiken. Controleer ‘Wat is mijn IPv4-adres’ en ‘Wat is mijn IPv6-adres’ om precies te zien wat je netwerk aan het internet laat zien. Als het IPv6-resultaat leeg is, heeft je netwerk of internetprovider IPv6 nog niet ingeschakeld.