ความแตกต่างระหว่าง IPv4 และ IPv6 คืออะไร? แบบไหนเร็วกว่ากัน?

IPv4 และ IPv6 คือสองเจเนอเรชันของโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตที่ถูกออกแบบมาเพื่อให้การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เป็นไปได้ แต่ทั้งสองมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านปรัชญาการออกแบบ การนำไปใช้ทางเทคนิค และผลกระทบในการใช้งาน บทความนี้ให้การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง IPv4 และ IPv6 พร้อมทั้งสำรวจประสิทธิภาพในด้านความเร็วเพื่อช่วยให้คุณเข้าใจโปรโตคอลทั้งสองนี้ได้ดีขึ้น

แนวคิดพื้นฐานของ IPv4 และ IPv6

IPv4 (Internet Protocol version 4) คือเวอร์ชันที่สี่ของโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต ถูกสร้างขึ้นในปลายทศวรรษ 1970 และปัจจุบันเป็นโปรโตคอลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดบนอินเทอร์เน็ต โดยใช้ที่อยู่แบบไบนารี 32 บิต ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถให้ที่อยู่ IP ที่ไม่ซ้ำกันได้ประมาณ 4.2 พันล้านรายการ

IPv6 (Internet Protocol version 6) คือเวอร์ชันที่หกของโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนที่อยู่ IPv4 โดยใช้ที่อยู่ขนาด 128 บิต ซึ่งสามารถให้ที่อยู่ IP ได้ประมาณ 3.4 × 10³⁸ รายการ—จำนวนที่แทบไม่มีที่สิ้นสุด—เพื่อให้มั่นใจว่ามีการระบุอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตในอนาคตได้อย่างไม่ซ้ำกัน

ความแตกต่างหลักระหว่าง IPv4 และ IPv6

1. ความยาวและความจุของที่อยู่

ความยาวที่อยู่ IPv4 คือ 32 บิต แสดงในรูปแบบทศนิยมจุด เช่น 192.168.0.1 รองรับที่อยู่ได้ประมาณ 4.2 พันล้านรายการ ข้อมูล ณ มกราคม 2018 จำนวนผู้ใช้อินเทอร์เน็ตทั่วโลกอยู่ที่ 4.021 พันล้านคน และด้วยการเติบโตของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ที่อยู่เหล่านี้จึงใกล้หมดแล้ว

ความยาวที่อยู่ IPv6 คือ 128 บิต แสดงในรูปแบบเลขฐานสิบหกคั่นด้วยเครื่องหมายโคลอน เช่น 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334 ซึ่งมีพื้นที่ที่อยู่ขนาดใหญ่มากเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการได้เป็นทศวรรษหรือยาวนานกว่านั้น

2. การแสดงที่อยู่และการทำให้เรียบง่าย

IPv4 ใช้สัญกรณ์ทศนิยมจุดที่เข้าใจง่าย แต่มีจำนวนที่อยู่จำกัด

IPv6 ใช้ตัวเลขฐานสิบหกคั่นด้วยโคลอน ซึ่งซับซ้อนกว่าแต่สนับสนุนการย่อที่อยู่ (เช่น ศูนย์ที่ต่อเนื่องกันสามารถแทนที่ด้วยเครื่องหมายโคลอนสองตัว ::) เพื่อให้ง่ายต่อการเขียนและอ่าน

3. การกำหนดค่าอัตโนมัติ

การตั้งค่าเครือข่าย IPv4 ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าด้วยตนเองหรือการจัดสรรโดยเซิร์ฟเวอร์ DHCP

IPv6 รองรับ Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) ทำให้อุปกรณ์สามารถสร้างที่อยู่ IP ได้โดยอัตโนมัติ ช่วยให้การจัดการเครือข่ายง่ายขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อมต่อ

4. ความปลอดภัย

ความปลอดภัยของ IPv4 ต้องพึ่งพาโปรโตคอลเสริมเช่น IPSec ซึ่งต้องมีการตั้งค่าและใช้งานเพิ่มเติม

IPv6 รองรับ IPSec โดยพื้นฐาน มีระบบเข้ารหัสและการตรวจสอบตัวตนที่แข็งแกร่งกว่า ทำให้การส่งข้อมูลมีความปลอดภัยมากขึ้น

5. ประสิทธิภาพในการกำหนดเส้นทางและโครงสร้างแพ็กเก็ต

IPv6 ทำให้โครงสร้างส่วนหัวเรียบง่ายขึ้นโดยตัดฟิลด์ที่ไม่จำเป็นใน IPv4 ออก จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำหนดเส้นทาง

ใช้การออกแบบที่อยู่แบบลำดับชั้น ช่วยลดขนาดตารางเส้นทางและเพิ่มความเร็วในการส่งต่อแพ็กเก็ต

6. ความเข้ากันได้และการเปลี่ยนผ่าน

IPv4 และ IPv6 ไม่สามารถเข้ากันได้โดยตรง ต้องใช้เทคโนโลยี tunneling หรืออุปกรณ์ที่รองรับ dual-stack เพื่อเปลี่ยนผ่าน

เครือข่ายส่วนใหญ่ทั่วโลกยังใช้ IPv4 เป็นหลัก ขณะที่การนำ IPv6 มาใช้ยังคงดำเนินไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ตารางสรุป

IPv4 กับ IPv6 อันไหนเร็วกว่ากัน?

การเปรียบเทียบความเร็วทางทฤษฎี

จากมุมมองด้านการออกแบบ IPv6 มีข้อได้เปรียบในเรื่องการทำให้โปรโตคอลเรียบง่ายและการเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทาง ทำให้ทฤษฎีแล้วสามารถส่งข้อมูลได้เร็วขึ้น:

โครงสร้างส่วนหัวที่เรียบง่าย ช่วยลดเวลาการประมวลผลของเราเตอร์

พื้นที่ที่อยู่ที่ใหญ่ขึ้น ลดความจำเป็นในการแปลงที่อยู่เครือข่าย (NAT) ลดความหน่วงเวลา

การกำหนดค่าอัตโนมัติและการรองรับความเคลื่อนที่ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อมต่ออุปกรณ์

ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วจริง

อย่างไรก็ตาม ความเร็วเครือข่ายไม่ได้ขึ้นอยู่กับโปรโตคอลเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยในทางปฏิบัติหลายประการ:

โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย: ว่าผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตรองรับและเพิ่มประสิทธิภาพ IPv6 หรือไม่ รวมถึงประสิทธิภาพของเราเตอร์และสวิตช์

การรองรับเซิร์ฟเวอร์: ว่าเว็บไซต์หรือบริการเป้าหมายรองรับ IPv6 หรือไม่

ความแออัดของเครือข่าย: ความแออัดส่งผลต่อความเร็วไม่ว่าจะเป็น IPv4 หรือ IPv6

อุปกรณ์กลางและการตั้งค่าไฟร์วอลล์: บางไฟร์วอลล์หรืออุปกรณ์ความปลอดภัยอาจไม่มีการรองรับ IPv6 อย่างเพียงพอ ซึ่งอาจทำให้ความเร็วลดลง

เหตุผลที่ IPv4 ถูกแทนที่โดย IPv6 อย่างค่อยเป็นค่อยไป

การขาดแคลนทรัพยากรที่อยู่: การขาดแคลนที่อยู่ IPv4 กลายเป็นคอขวด ในขณะที่ IPv6 มีทรัพยากรที่อยู่แทบไม่จำกัด

ความต้องการความปลอดภัยของเครือข่ายที่เพิ่มขึ้น: ฟีเจอร์ความปลอดภัยในตัวของ IPv6 ตอบโจทย์ความต้องการความปลอดภัยในยุคปัจจุบันได้ดีกว่า

การเติบโตของ IoT และอุปกรณ์เคลื่อนที่: อุปกรณ์อัจฉริยะจำนวนมากต้องการที่อยู่ IP เป็นของตัวเอง ซึ่ง IPv6 สามารถรองรับได้อย่างง่ายดาย

การออกแบบเครือข่ายที่เรียบง่ายขึ้น: ลดการพึ่งพา NAT ทำให้เครือข่ายยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

วิธีการจัดการกับการเปลี่ยนผ่านจาก IPv4 เป็น IPv6

รองรับ dual-stack: อุปกรณ์และระบบปฏิบัติการหลายชนิดรองรับการทำงานพร้อมกันทั้ง IPv4 และ IPv6 เพื่อให้มั่นใจในความเข้ากันได้

เทคโนโลยี tunneling: เช่น 6to4 และ Teredo ช่วยให้ข้อมูล IPv6 สามารถเดินทางผ่านเครือข่าย IPv4 ได้

การส่งเสริมการใช้งาน IPv6 อย่างจริงจัง: ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต บริษัท และผู้ใช้ควรอัปเกรดอุปกรณ์และการตั้งค่าเครือข่ายอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อเข้าสู่ยุค IPv6

สรุป

IPv4 และ IPv6 คือสองเจเนอเรชันหลักของโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตที่มีลักษณะเฉพาะตัว IPv4 ยังคงมีความจำเป็นเนื่องจากการใช้งานที่แพร่หลายและระบบนิเวศที่มั่นคง แต่ IPv6 ด้วยพื้นที่ที่อยู่ขนาดใหญ่ การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุง และความปลอดภัยในตัว มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตหลักในอนาคต สำหรับความเร็ว IPv6 ทฤษฎีแล้วเร็วกว่าซึ่งช่วยลดความหน่วงและความแออัด แต่ประสบการณ์จริงขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเครือข่ายและการรองรับอุปกรณ์ เมื่อมีการนำ IPv6 มาใช้มากขึ้น ผู้ใช้จะได้สัมผัสกับการเชื่อมต่อเครือข่ายที่เสถียรและรวดเร็วขึ้น IPDeep ให้บริการ IP โปรกซีหลากหลายรูปแบบเพื่อตอบสนองความต้องการในทุกสถานการณ์