Плохая новость: привычные нам IP-адреса когда-нибудь уйдут в прошлое — старая система просто не сможет обслуживать огромное количество устройств по всему миру. Хорошая новость: интернет, скорее всего, продолжит жить и расти. Уже давно на смену старому протоколу IPv4 пришел другой — IPv6. Рано или поздно он будет работать везде. Поговорим о том, что такое IPv6, как он устроен и почему до сих не вытеснил своего предшественника.
Почему протокол IPv4 должен стать историей, но пока еще держится
Протокол IPv4 разработали еще в 1981 году, чтобы стандартизировать обмен пакетами между устройствами. Уже тогда использовали знакомый нам формат записи адресов: четыре десятичных числа от 0 до 225, разделённых точками, например:
192.168.0.1.
А в двоичной системе — всего 32 бита, нули и единицы.
Всего может существовать примерно 4,22 млрд адресов IPv4 — столько комбинаций можно сгенерировать. Звучит внушительно, но для растущего интернета это очень мало. Уже сейчас по приблизительным оценкам к сети подключено от 15 до 20 млрд устройств, а через 10 лет их будет в два раза больше. Поэтому для IPv4 появились вспомогательные технологии, продляющие ему жизнь.
NAT (Network Address Translation) — технология, которая позволяет использовать внешние публичные и внутренние частные адреса. Это как когда в организации есть один общеизвестный телефон (публичный IP) и внутренние номера (частные IP).
Публичные адреса уникальны и нигде не повторяются. Зная публичный адрес, можно точно обратиться к хосту. Это как лишь по номеру паспорта можно узнать, кто его владелец.
Частные же IP-адреса не могут быть одинаковыми в одной подсети, но их адреса могут совпадать в разных подсетях. Так же как и в Питере, и в Москве может быть улица Строителей, но лишь одна в каждом городе.
NAT позволяет обращаться к устройству в частной сети через маршрутизатор с публичным адресом.
Из NAT выросла сложная технология CGNAT (Carrier-grade NAT) — огромная система выдачи IP, которую используют интернет-провайдеры. С помощью CGNAT тысячи абонентов cмогли выходить в сеть по одному публичному адресу, и это помогло сэкономить несчитанное число IP.
Адреса IPv4 официально закончились в глобальном пуле еще в 2011 году — их все раздали региональным интернет-регистраторам. В 2025 году на IPv4 работает половина мирового и 82% российского интернета по данным Google.
IPv4 на вторичном рынке
IPv4 кончаются, но люди хотят пользоваться ими и дальше. Кто-то — в силу привычки, кто-то — потому что переход на новый протокол может требовать серьезного и дорогостоящего обновления оборудования. Из-за дефицита адресов возник рынок их перепродажи.
Компании с «лишними» подсетями или провайдеры перепродают адреса самостоятельно и через биржи. Например, компания Amazon в разные годы покупала IPv4 у Массачусетского Технологического Университета, General Electric и AMPRNet.
Покупка IP интересна не только добросовестным IT-компаниям, но и хакерам, спамерам, спекулянтам. На чёрном рынке адреса стоят дорого. Нелегальные IP берут, чтобы с их помощью скрытно проворачивать незаконные операции.
Адресами IPv4 всё ещё пользуются во многом благодаря перепродаже ненужных IP и технологии NAT. Но NAT — лишь временное решение. NAT делает сетевую архитектуру чрезмерно сложной, уязвимой и медленной. А IP-адресов нужно много, ведь всё больше устройств нуждаются в подключении к интернету — даже кошачьи лотки теперь имеют WI-FI. Кроме того, многие устройства, например, мобильные телефоны, часто переключаются между сетями, и им нужно стабильное соединение. Для решения проблемы и был создан современный протокол IPv6.
Что такое IPv6 и как он устроен
Новый протокол адресации разрабатывали в IETF — Инженерном Совете Интернета. Выходило несколько черновых версий спецификаций этого протокола, пока в декабре 1998 года не выпустили стандарт RFC 2460, официально одобренный IETF.
Протокол мог бы называться IPv5 — для ровного счёта и как идущий вслед за IPv4. Однако номер 5 был уже занят другим, тестовым протоколом, не получившим распространения.
Когда протокол разрабатывали, люди думали, что множество IP понадобятся для пейджеров и тостеров. И хотя с пейджерами вышла ошибка, предсказания насчет тостеров были не так уж фантастичны. Сейчас уже трудно сказать, мог ли кто-то угадать, что технология пригодится для автомобилей и летательных аппаратов. Но каким бы устройствам ни потребовались сетевые адреса, неисчерпаемых запасов IPv6 хватит всем.
Из чего состоит IPv6
Адрес в формате IPv6 выглядит примерно так:
AC02:FE10:5423:8976:DCAB:E102:8254:F320
Он представляет собой последовательность из 32 символов, цифр и букв, разделенных двоеточиями на 8 блоков. Здесь уже не 32 бита, а 128.
Максимальное число уникальных адресов, которые можно сгенерировать из них — 340 ундециллионов (3,4×10³⁸). Это так много, что хватило бы на каждый атом Солнечной системы и еще осталось бы про запас.
Адрес IPv6 состоит из префикса идентификатора хоста. Префикс находится в левой части адреса. Префикс указывает на публичную часть адреса, а идентификатор хоста — на конкретное устройство.
префикс — 2001:db8:abcd:1234:
идентификатор хоста — 0000:0000:0000:0001
Такое разделение нужно для удобства при настройке сети. Обычно IP-адреса покупают не по одному, а целыми пулами — или подсетями. Пул чем-то напоминает Ктулху: у него есть голова и огромное число щупальцев, то есть конкретных IP-адресов.
Префикс в IP — это голова Ктулху, которая никогда не меняется. А значения в идентификаторе хоста можно менять, неограниченно создавая новые адреса-щупальца для устройств в подсети.
Обычно в IPv6 префикс занимает 64 бита, а оставшиеся 64 бита — идентификатор хоста. Адреса с такой структурой рекомендуют использовать для большинства сетей.
Но для префикса может быть выделено и все 128 бит, и 0 бит. Скажем, интернет-провайдеры часто выделяют клиентам адреса с префиксом 48.
Короткий формат записи IPv6
Для удобства восприятия адреса человеком IPv6 можно сокращать. Основные правила такие:
Удалить первые нули в каждом блоке. При этом в блоке остается хотя бы одна цифра, даже если это 0.
2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 → 2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329Самую длинную последовательность блоков из нулей
:0:0:... заменить на два двоеточияЕсли таких последовательностей много, сокращают только самую левую. Сокращение можно делать только один раз.
Для сокращения есть онлайн-сервисы, например, awebanalysis.com
Зарезервированные адреса
Есть адреса, которые никогда не должны появляться в свободном доступе — создатели протокола зарезервировали их для особых нужд. Вот некоторые из них:
- 2001:DB8::/32 — диапазон адресов для учебных целей, демонстраций, примеров;
- ::/128 — используется, когда устройство еще не получило адрес;
- ::1/128 — адрес «внутренней петли» для проверки, установлены ли протоколы TCP/IP. Пакеты, отправленные на этот адрес, всегда возвращаются на узел отправителя.
Преимущества IPv6
Практически неограниченное количество возможных адресов — не единственное преимущество IPv6. Есть и другие плюсы по сравнению с IPv4:
- Безопасность. Поддерживает встроенную технологию шифрования и аутентификации IPsec. Для IPv4 безопасность нужно настраивать отдельно.
- Производительность. С IPv6 NAT не нужен — устройства могут общаться напрямую, и сеть работает быстрее.
- Стабильность. При переходе между сетями, например, когда смартфон с мобильного интернета переключается на Wi-Fi, IPv6 срабатывает надёжнее. Всё благодаря прямому и быстрому соединению без NAT.
- Цена. Адреса IPv6 стоят дешевле, чем дефицитные IPv4, и разрыв в ценах будет только расти.
Недостатки IPv6 и трудности внедрения
Когда IPv6 создавали, разработчики не думали о том, как упростить миграцию на свой протокол. Они посчитали, что это не будет проблемой — IPv6 хорош, и все немедленно захотят на него перейти. Но все оказалось не так просто. Хотя протокол существует давно, полное его внедрение идёт не очень быстро и может занять еще несколько десятков лет. Недостатки протокола мешают его использовать:
- Длинными адресами неудобно пользоваться. При вводе легко ошибиться: пропустить цифру или букву. Многих это останавливает — пока нет большой необходимости, проще использовать IPv4. Однако этот недостаток компенсируется тем, что адрес можно сокращать, если речь идет о текстовой записи.
- Для поддержания IPv6 нужно современное оборудование. На старых маршрутизаторах IPv6 будет работать медленно и лагать. Это связано с тем, что IPv6-адреса занимают больше памяти, и старое оборудование с ними не справляется. Иногда замена железа может обходиться очень дорого. К тому же, многим привычнее работать со старой технологией, так что придется потратиться и на обучение сотрудников.
- Нет обратной совместимости. IPv4 не поддерживается автоматически. Но протокол все еще часто— примерно в 54% случаев используют в интернете, поэтому его приходится использовать совместно с IPv6, чтобы пользователи не страдали от отсутствия доступа. Это затрудняет настройку и обслуживание сети.
Где применяется IPv6 сегодня
Технологии
IPv6 используют везде, где нужно подключать тысячи устройств, где есть частые смены сетей и где малейшая проблема связи может стоить человеку жизни:
- для сетей 5g;
- IOT-устройств;
- дронов;
- беспилотных автомобилей;
- дистанционных хирургических операций.
IPv6 работает быстро даже в очень больших инфраструктурах и не теряет соединения при смене сети.
Страны
Если смотреть статистику по странам, то больше всего IPv6 внедрен во Франции, Германии, Индии.
В некоторых странах внедрение протокола поддерживает правительство. Например, в Китае все новые Wi-Fi-устройства должны поддерживать IPv6. В Беларуси поддержку IPv6 ввели на государственном уровне еще в 2019 году. В России не спешат массово внедрять IPv6.
Компании
Одними из первых среди крупных компаний IPv6 начала использовать компания Google. Сейчас протокол есть во многих крупных компаниях: СloudFlare, Amazon, Netflix.
Технологию также поддерживают Ростелеком, ТТК, Mail.ru и Yandex, Билайн, МТС.
Как проверить подключение IPv6
Чтобы проверить, работает ли на вашем устройстве IPv6, можно использовать команды.
Проверка в UNIX-cистемах
Введите:
ifconfig | grep inet6Другая команда:
ip -6 addr show Если в выводе есть IPv6-адреса, помимо локального fe80::
— значит, все работает.
Для проверки маршрутизации используйте:
traceroute6 google.comПроверка в Windows
Введите команду:
ipconfig /allИщите IPv6- в разделе с сетевым адаптером (Ethernet/Wi-Fi).
Чтобы проверить, что трафик уходит в интернет, используйте:
tracert -6 google.com Если всё в порядке, команда выведет путь, по которому пакеты идут от компьютера до указанного адреса по протоколу IPv6:
Трассировка маршрута к google.com [2a00:1450:401b:80a::200e]
с максимальным числом прыжков 30:
1 1 ms 1 ms 1 ms 2a02:6b8:c0b:2a1d::1
2 2 ms 2 ms 2 ms 2a02:6b8:c02:6a3:0:604:0:1
3 3 ms 3 ms 3 ms 2a02:6b8:c02:6a3:0:603:0:1
4 4 ms 4 ms 4 ms 2a02:6b8:0:1f09::13
5 5 ms 5 ms 5 ms 2a02:6b8:0:1e0d::5a
6 6 ms 6 ms 6 ms 72.14.197.236
7 10 ms 10 ms 10 ms 108.170.250.129
8 11 ms 11 ms 11 ms 2a00:1450:401b:80a::200e
Трассировка завершена.
Сейчас в России по-прежнему можно использовать IPv4, и немало администраторов остаются верны старому хорошо известному протоколу. Однако к IPv6 стоит присмотреться, ведь, похоже, именно за ним будущее, и рано или поздно эта технология вытеснит предшественника.
