IPv4 và IPv6 – Tìm hiểu hai giao thức mạng phổ biến trên Internet

Máy tính và các thiết bị có thể giao tiếp thông qua internet là nhờ vào Giao thức Internet – Internet Protocol (IP). Hiện nay có hai phiên bản IP là IPv4 và IPv6 . Cả hai đều được sử dụng vào mục đích gắn nhãn những thiết bị được kết nối mạng. Nhưng chúng khác nhau trong một số khía cạnh nhất định. Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu chi tiết về sự khác biệt giữa hai giao thức mạng trên internet IPv4 và IPv6.

Giao thức Internet là gì?

Giao thức Internet (IP -Internet Protocol) là một tập hợp những quy tắc chịu trách nhiệm định tuyến dữ liệu thông qua các mạng và đưa chúng đến đúng đích.

Khi gửi dữ liệu qua đường mạng, máy tính sẻ chia thông tin thành các bit được gọi là gói dữ liệu, giúp cho quá trình truyền dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Mỗi một gói dữ liệu chứa cả địa chỉ IP của nguồn và đích. Địa chỉ IP là một số nhận dạng duy nhất được gán cho toàn bộ những thiết bị được kết nối với internet hoặc mạng máy tính.

Tương tự như cách mà bạn cần địa chỉ gửi thư để gửi thư, một thiết bị cũng cần địa chỉ IP chính xác để gửi thông tin qua mạng.

Địa chỉ IP được phân phối do Cơ quan cấp số được ấn định trên Internet – Internet Assigned Numbers Authority (IANA), một tổ chức tại Hoa Kỳ chịu trách nhiệm quản lý nhóm địa chỉ IP.

Lưu ý rằng địa chỉ IP khác với tên miền, là một địa chỉ trang web dễ nhớ hơn địa chỉ IP dạng số.

IPv4 là gì?

IPv4 là một giao thức phổ biến trong việc truyền đưa dữ liệu. IPv4 được phát triển như là một giao thức không kết nối (connectionless), tức là truyền những gói dữ liệu mà không cần đảm bảo rằng thiết bị nhận sẵn sàng để nhận. Ưu điểm của phương pháp này chính là IPv4 có thể gửi gói dữ liệu qua các đường khác nhau trong trường hợp lỗi router hoặc trục trặc những kết nối ở giữa.

IPv4 dựa vào mô hình best-effort, không đảm bảo hoàn toàn được chất lượng và gửi thành công hay không. IPv4 vô cùng linh hoạt, có thể cấu hình tự động hay thủ công với nhiều thiết bị khác nhau, tùy thuộc vào từng loại mạng khác nhau.

Phiên bản IP này dùng địa chỉ 32 bit , định dạng mà hầu hết mọi người đều quen thuộc khi nói về địa chỉ IP. Địa chỉ IPv4 này bao gồm bốn số thập phân, được phân tách bằng ba dấu chấm, nằm trong khoảng từ 0 đến 255.

Không gian địa chỉ 32 bit có thể cung cấp đến khoảng 4,3 tỷ địa chỉ. Tuy vậy, một số lớn trong số các địa chỉ này được giữ cho những mạng riêng tư và không có sẵn để sử dụng công khai.

IPv6 là gì?

Internet Protocol version 6 (IPv6) là phiên bản IP mới hơn, hay còn được gọi là Internet Protocol Next Generation (IPng) (Giao thức thế hệ tiếp theo).

Hoạt động tương tự như là (IPv4), cung cấp các địa chỉ duy nhất cho tất cả các thiết bị được kết nối với internet. Tuy vậy, không giống như IPv4, IPv6 sử dụng địa chỉ 128 bit thay vì định dạng địa chỉ 32 bit.

Không gian địa chỉ 128-bit cung cấp đến khoảng 340 triệu địa chỉ hoặc gấp 1,028 lần địa chỉ so với IPv4.

Địa chỉ IPv6 bao gồm cả số và chữ cá được viết bằng tám nhóm số thập lục phân có bốn chữ số, được phân tách ra bằng dấu hai chấm.

Bên cạnh nhiều địa chỉ IP hơn, IPv6 cũng có header đơn giản hơn là IPv4. Tiêu đề của IPv6 đi kèm theo với một định dạng mới được thiết kế để giảm thiểu chi phí tiêu đề, giúp xử lý được gói tin hiệu quả hơn.

IPv6 cũng làm cho những dịch vụ như Giao thức thoại qua Internet ( VoIP ) và Chất lượng dịch vụ (QoS) dễ dàng thực hiện và triển khai hơn.

Tại sao cần hai phiên bản IP?

Mặc dù số lượng địa chỉ IPv4 tối đa trông có vẻ rất nhiều, nhưng mà nó không đủ để chứa tất cả những thiết bị được kết nối trên toàn thế giới, đặc biệt là với sự gia tăng của những thiết bị Internet of Things (IoT).

Đó là nguyên nhân tại sao IPv6 ra đời để đáp ứng nhu cầu về nhiều địa chỉ internet hơn. Tuy vậy, khi thế giới bắt đầu hướng tới giao thức này, việc sử dụng IPv4 vẫn cần thiết.

Nhiều nhà cung cấp nội dung lớn ví như Facebook và Netflix hiện có thể truy cập qua IPv6. Nhưng chỉ có khoảng 19,1% trong số mười triệu trang web hàng đầu của Alexa có thể truy cập được thông qua giao thức này, cho thấy vẫn còn một chặng đường dài để mà áp dụng IPv6 đầy đủ. Đối với dịch vụ lữu trữ website, người dùng sử dụng Hosting VPS thông thường cũng sẽ được hỗ trợ IPv6 để tăng tính bảo mật và hạn chế được tấn công DDos.

IPv4 và IPv6 – So sánh hai giao thức mạng trên Internet

Sau khi biết được những đặc điểm của IPv4 là IPv6, ta có thể tóm tắt những điểm khác nhau giữa hai phương thức này theo bảng sau:

Điểm khác biệt	IPv4	IPv6
Khả năng tương thích với thiết bị di động	Địa chỉ dùng ký hiệu dấu thập phân, không phù hợp với mạng di động	Địa chỉ được phân tách ra bằng dấu hai chấm – thập lục phân. Làm cho nó tương thích tốt hơn với các mạng di động
Ánh xạ	Address Resolution Protocol dùng để mà ánh xạ đến các địa chỉ MAC	Neighbor Discovery Protocol dùng để mà ánh xạ đến địa chỉ MAC
DHCP	Khi mà kết nối mạng, clients được yêu cầu tiếp cận với DHCP	Clients được cung cấp địa chỉ mà không cần phải liên hệ bắt buộc với máy chủ nào khác
Bảo mật IP	Tùy chọn	Bắt buộc
Các trường tùy chọn	Có	Không. Thay vào đó là những tiêu đề tiện ích mở rộng.
Quản lý nhóm mạng con cục bộ	Dùng Internet Group Management Protocol (GMP)	Dùng Multicast Listener Discovery (MLD)
Cấu hình địa chỉ	Thực hiện thủ công hoặc là qua DHCP	Dùng tự động cấu hình địa chỉ không trạng thái bằng ICMP hoặc DHCP6.
DNS Record	Ở địa chỉ A	Ở địa chỉ AAAA
Packet Header	Không xác định được packet flow để mà xử lý QoS. Bao gồm cả những tùy chọn kiểm tra checksum.	Flow Label Fields chỉ định luồng gói để mà xử lý QoS
Kích thước gói	Tối thiểu là 576 byte	Tối thiểu là 1208 byte
Bảo mật	Chủ yếu dựa vào tầng Ứng dụng	Có giao thức Bảo mật riêng gọi là IPSec
SNMP	Hỗ trợ	Không hỗ trợ
Address Features	Network Address Translation được sử dụng, cho phép NAT một địa chỉ đại diện đến cho hàng ngàn địa chỉ non-routable.	Direct Addressing là khả thi bởi vì không gian địa chỉ rộng lớn.
Cấu hình mạng	Được cấu hình thủ công hoặc là với DHCP	Cấu hình tự động
Phân mảnh	Được thực hiện trong quá trình routing.	Được thực hiện bởi người gửi
VLSM	Hỗ trợ	Không hỗ trợ
Cấu hình	Để giao tiếp với những hệ thống khác, một hệ thống mới phải được cấu hình	Tùy chọn cấu hình
Loại địa chỉ	Multicast, Broadcast và Unicat	Anycast, Unicast và Multicast
Trường Checksum	Có	Không
Chiều dài Header	20	40
Số lượng Header field	12	8
Address method	Địa chỉ số	Địa chỉ chữ và số
Kích thước địa chỉ	32 bit	128 bit

Một số câu hỏi thường gặp

Địa chỉ IPv4 đã bị sử dụng hết hay chưa?

Địa chỉ IPV4 đã cạn kiệt từ khoảng thập niên 90 của thế kỷ trước. Do vậy, IPv6 được khởi xướng và thực hiện vào những năm 1994 bởi Internet Engineer Task Force.

Vì sao không thay đổi hoàn toàn sang IPV6?

Có, nhưng mà sẽ mất rất nhiều thời gian và hàng thập kỷ nữa. Do rất nhiều yếu tố như: công nghệ IPv4 vẫn rất là tối ưu, chi phí chuyển đổi,… khiến cho việc chuyển đổi hoàn toàn sang IPv6 khó đạt được trong một vài năm.

ARP là gì?

ARP (Address Resolution Protocol) tạm dịch là giao thức phân giải địa chỉ là một giao thức hoặc là thủ tục dùng để kết nối giao thức Internet IP (Internet Protocol) luôn thay đổi với một địa chỉ máy chủ vật lý cố định.

Cách để bảo vệ địa chỉ IP ra sao?

Để có thể bảo vệ địa chỉ IP của mình, bạn có thể sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó sử dụng VPN là giải pháp tối ưu và ít tốn kém nhất.

Mona hy vọng bài viết so sánh giao thức IPv4 và IPv6 này đã giúp bạn hiểu được sự khác biệt giữa các giao thức internet này. Nếu bạn có bất cứ thắc mắc và câu hỏi nào, hãy để lại bình luận cho chúng tôi bên dưới.