IPv4 Vs. IPv6: Qual è la Differenza?

Internet sta affrontando una crisi degli indirizzi IP.

Quando IPv4 fu creato negli anni ’80, era progettato per fornire un indirizzo IP a ogni computer collegato a Internet.

Tuttavia, possono esistere solo 4,3 miliardi di indirizzi IPv4 unici, e abbiamo già otto miliardi di persone.

E questo è un problema.

Noi continuiamo a dipendere fortemente da IPv4, un sistema che è esaurito e funziona su soluzioni temporanee a causa della gestione di un enorme 80% del traffico internet di oggi.

Fortunatamente, IPv6 è stato creato per risolvere questo problema.

IPv6 offre uno spazio di indirizzamento praticamente illimitato, con 340 undecillioni di indirizzi.

Attualmente, oltre il 45% degli utenti accede a Google utilizzando un indirizzo IPv6, e questo numero è in costante crescita. Molti paesi, come Francia (74%), Germania (71%) e India (71%), stanno già adottando IPv6 su larga scala.

Ma perché non tutti hanno adottato questa tecnologia? E quali sono le differenze fondamentali tra questi due sistemi concorrenti?

Esploriamo le differenze tra IPv4 e IPv6 — il presente e il futuro di internet.

Cos’è IPv4?

Il protocollo Internet versione 4 (IPv4) è il sistema veterano di internet. Dalla sua introduzione nei primi anni ’80, IPv4 ha consegnato affidabilmente pacchetti di dati (le tue email, messaggi, video, ecc.).

Ma IPv4 utilizza indirizzi a 32 bit, che appaiono così: 192.168.0.1.

Ogni numero, separato da punti, può variare da 0 a 255. 

Questo ci fornisce quasi 4,3 miliardi di indirizzi unici.

Era più che sufficiente per gli albori di internet, ma oggi non è nemmeno lontanamente sufficiente.

Riflettici: siamo più di 8 miliardi di persone sulla Terra, e molti di noi possiedono più dispositivi connessi a internet. Se fornissimo un indirizzo IPv4 a ogni smartphone, laptop e frigorifero intelligente, semplicemente non ci sarebbero abbastanza indirizzi IPv4.

Questa carenza è un motivo significativo per cui è diventato necessario un aggiornamento.

Cos’è IPv6?

I programmatori hanno iniziato a sviluppare la versione 6 del Protocollo Internet (IPv6) nel 1994. È stata progettata per affrontare il potenziale esaurimento degli indirizzi disponibili. Tuttavia, all’epoca, sembrava un eccesso complicato poiché non ci aspettavamo che internet si espandesse così rapidamente.

Ora, IPv6 è una necessità.

IPv6 utilizza indirizzi a 128 bit, fornendo uno spazio di indirizzi astronomicamente enorme di circa 340 undecilioni (2¹²⁸ o 3.4×10³⁸) indirizzi unici.

Per comprendere l’enormità dello spazio di indirizzi IPv6, consideriamo alcune comparazioni:

• Ci sono 8.05 miliardi di persone sul pianeta. IPv6 può fornire circa 46 ottillioni (4.7×10²⁸) indirizzi unici per ogni persona sulla Terra al livello attuale della popolazione.
• Ci sono più indirizzi IPv6 che grani di sabbia sulla Terra (stimati essere circa 7.500.000.000.000.000.000 o 7.5×10³⁸).
• Il numero di indirizzi IPv6 è maggiore del numero di stelle nell’universo osservabile (stimato essere circa 7×10²²).

Mentre lo spazio degli indirizzi IPv6 può sembrare eccessivo, offre ampio spazio per la crescita futura ed elimina la necessità di tecniche di conservazione degli indirizzi come la Network Address Translation (NAT). Torneremo su questo tra un minuto.

Con l’espansione dell’Internet delle cose (IoT), e le previsioni di 100 o più dispositivi per ogni casa connessi a Internet, avere un ampio spazio di indirizzamento assicura che non affronteremo problemi di esaurimento degli indirizzi per molto tempo.

Dove si trova IPv5?

Potresti chiederti perché siamo passati da IPv4 a IPv6, saltando la versione 5.

IPv5 è stato assegnato a un protocollo sperimentale chiamato Internet Stream Protocol (ST) alla fine degli anni ’70.

Tuttavia, ST non ha mai ottenuto un’adozione diffusa ed è stato successivamente abbandonato. Per evitare confusione con il protocollo ST esistente, la versione successiva del Protocollo Internet è stata denominata IPv6.

Perché Non Possiamo Continuare A Usare IPv4 Come Facciamo Attualmente?

Perché abbiamo esaurito gli indirizzi IPv4.

Nel 2011, l’Internet Assigned Numbers Authority (IANA) ha distribuito gli ultimi blocchi di indirizzi IPv4 ai Regional Internet Registries (RIRs). Questi RIRs hanno da allora gestito gli indirizzi IPv4 rimanenti, ma alcune regioni sono già completamente esaurite.

Questo non è un problema nuovo.

Nel giugno 1992, la crescita esponenziale inaspettata di Internet ha portato alla pubblicazione di RFC 1338, Supernetting: an Address Assignment and Aggregation Strategy. Questo memo è stato il primo a discutere le conseguenze dell'”eventuale esaurimento dello spazio degli indirizzi IP a 32 bit”.

Due anni dopo, è stato pubblicato l’RFC 1631, The IP Network Address Translator (NAT).

Capire perché abbiamo ancora un internet funzionante richiede la comprensione dei concetti e delle tecnicità coinvolti nella gestione delle rotte e nel Networking.

Per dirla semplicemente, attualmente condividiamo e riutilizziamo gli IP ogni volta che possibile tramite tecnologie come Carrier-Grade NAT (CGN).

Ecco una panoramica semplificata di CGN e perché sta diventando un problema:

Immagina di avere un router a casa (supponiamo che sia il tuo router Wi-Fi), che possiede un indirizzo IP globale.

Quando colleghi un dispositivo al tuo WiFi, il router ti assegna un IP locale mentre il tuo indirizzo IP globale rimane lo stesso del router.

Tutte le tue richieste su internet, come quelle quando guardi i reel di Instagram, i video di YouTube o leggi questo blog, vengono inviate tramite il tuo router e l’unico IP globale.

Ora, se il tuo router è inattivo durante la notte, il tuo provider di servizi internet (ISP) assegnerà il tuo indirizzo IP a qualcuno che desidera utilizzare internet.

Se ci pensi, vedrai come questo diventa un problema man mano che più dispositivi si connettono a internet e richiedono un accesso continuo, come i tuoi assistenti vocali (Alexa Echo Dot, Google Home, Apple Home, ecc.) o le tue telecamere di sicurezza.

Anche se CGN può aiutare, introduce anche nuovi problemi — cali di prestazioni della rete, complessità di instradamento, e problemi per le applicazioni che necessitano di una connessione diretta tra gli utenti.

IPv6 affronta direttamente queste preoccupazioni con uno spazio di indirizzamento massiccio. Poiché IPv6 consente una vera connessione end-to-end, non ci sarà più condivisione. Offre anche una sicurezza migliorata, una configurazione della rete più semplice e un migliore supporto per i dispositivi mobili.

Quanto È Grave La Carestia Di IPv4?

Gli ISP e i loro clienti sono preoccupati da anni per la scarsità di indirizzi IPv4, come dimostrato dal post di questo utente di ServerFault. Per lavorare con il pool disponibile di indirizzi IPv4, i fornitori di rete fanno quanto segue:

1. Gli ISP rimescolano ripetutamente i blocchi IPv4 tra le città, causando brevi interruzioni e ripristini delle connessioni per i clienti.
2. Per conservare gli indirizzi, i tempi di concessione DHCP sono stati ridotti da giorni a minuti. Questo significa che se il tuo router è inattivo per un paio di minuti, l’ISP assegnerà il tuo IP a qualcun altro.
3. Abilitazione del NAT su apparecchiature situate presso il cliente (CPE), anche per i clienti che avevano deciso di non parteciparvi perché non c’erano più IP disponibili.
4. Limitazione del numero di dispositivi che possono connettersi a una rete contemporaneamente tramite restrizioni degli indirizzi MAC.
5. Implementazione del NAT di livello carrier (CGN) per i clienti che precedentemente avevano un vero indirizzo IP.

Il problema? Queste misure riducono la qualità del servizio per i clienti degli ISP.

La frammentazione dello spazio degli indirizzi IPv4 ha anche portato a sovraccarichi amministrativi, costi aumentati e persino interruzioni a causa delle limitazioni della capacità della memoria indirizzabile per contenuto (CAM) sui router principali.

Mentre il NAT è stato una soluzione temporanea alla carenza di indirizzi IPv4, sta diventando sempre più insufficiente.

Gli ISP hanno già più livelli di NAT, il che porta a una connettività meno affidabile e a problemi di rete che diventano estremamente difficili da identificare e risolvere.

IPv4 Vs. IPv6: Qual è la Differenza?

Abbiamo discusso la necessità di IPv6 e i suoi tassi di adozione. Ora, confrontiamo direttamente IPv4 e IPv6.

Numero Di Indirizzi Disponibili

IPv4 utilizza indirizzi a 32 bit, mentre IPv6 utilizza indirizzi a 128 bit. Questa differenza incide notevolmente sul numero di indirizzi disponibili:

	IPv4	IPv6
Lunghezza dell’indirizzo	32 bit	128 bit
Indirizzi unici	~4,3 miliardi	~340 undecilioni
Formato dell’indirizzo	Decimale punteggiato (es., 192.0.2.1)	Esadecimale (es., 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)

Il più ampio spazio di indirizzamento di IPv6 elimina la necessità del NAT. Con IPv6, ogni dispositivo riceve il proprio indirizzo univoco e globalmente instradabile, semplificando le configurazioni di rete e consentendo connessioni dirette.

Per mettere le cose in prospettiva, esauriremmo gli indirizzi IPv4 se provassimo ad assegnarne uno a ciascuna delle otto miliardi di persone sulla Terra.

Tuttavia, dovremmo assegnare 47 ottillioni di indirizzi per persona sulla Terra per esaurire IPv6.

Struttura dell’Intestazione del Pacchetto

I pacchetti IPv4 e IPv6 sono come buste che trasportano dati attraverso internet.

Proprio come le buste, hanno un’intestazione che contiene informazioni importanti per la consegna. Tuttavia, IPv4 e IPv6 hanno design dell’intestazione differenti:

	IPv4	IPv6
Dimensione dell’intestazione	Variabile (20–60 byte)	Fissa (40 byte)
Campi dell’intestazione	13 (incluso il checksum)	8
Checksum dell’intestazione	Sì	No
Frammentazione	Consentita da fonte e router	Consentita solo dalla fonte

Gli header IPv4 sono come buste di dimensioni variabili. Hanno 12 campi di informazioni e un checksum, che aiuta a garantire che il contenuto non sia stato manomesso.

IPv4 consente anche sia al mittente che all’ufficio postale (router) di suddividere i pacchetti grandi in pezzi più piccoli se necessario.

D’altra parte, gli header IPv6 sono come buste standardizzate di dimensione fissa. Contengono solo otto campi di informazioni e nessun checksum. IPv6 permette solo al mittente di suddividere i pacchetti grandi, non all’ufficio postale (router).

Questa struttura semplificata offre vantaggi:

• Elaborazione Più Rapida: Con meno campi e una dimensione fissa, l’ufficio postale può ordinare e consegnare i pacchetti IPv6 più rapidamente, riducendo i ritardi e migliorando la velocità generale della rete.
• Inoltro Più Efficiente: Poiché IPv6 non ha un checksum, il router non deve verificare il sigillo ad ogni fermata, il che accelera il processo di consegna. Inoltre, poiché i pacchetti possono essere suddivisi solo dal mittente, i router devono solo inoltrarli.
• Miglior Supporto per i Componenti Aggiuntivi: IPv6 dispone di intestazioni speciali che possono essere attaccate alla busta principale, consentendo l’aggiunta efficiente di nuove funzionalità come la sicurezza, la mobilità e la gestione delle priorità.

Sicurezza

	IPv4	IPv6
Supporto IPsec	Opzionale	Obbligatorio
Estensioni per la privacy	Non disponibili	Disponibili

IPv6 richiede IPsec, un insieme di protocolli che crittografano, autenticano e proteggono l’integrità dei pacchetti IP. Questo garantisce il traffico IPv6 sicuro e riduce il rischio di intercettazioni e alterazione dei dati.

IPv6 include anche estensioni per la privacy che permettono ai dispositivi di generare indirizzi casuali, rendendo più difficile per gli aggressori tracciare dispositivi singoli attraverso reti diverse.

Il supporto obbligatorio di IPsec in IPv6 offre diversi vantaggi rispetto a IPv4:

• Riservatezza: IPsec cifra i dati all’interno dei pacchetti IP, proteggendoli dall’accesso non autorizzato.
• Migliorata integrità: I controlli di integrità dei dati di IPsec impediscono manomissioni, garantendo che i dati arrivino a destinazione integri.
• Autenticazione robusta: IPsec permette l’autenticazione reciproca tra mittente e destinatario, verificando le loro identità e prevenendo gli attacchi di spoofing.

Le estensioni di privacy di IPv6 affrontano anche una preoccupazione potenziale con la configurazione automatica dell’indirizzo stateless (SLAAC).

Un dispositivo può creare un indirizzo IPv6 utilizzando il suo indirizzo MAC quando si connette a una rete. Tuttavia, poiché l’indirizzo MAC non cambia automaticamente, il dispositivo può essere tracciato attraverso diverse reti.

Le estensioni della privacy risolvono questo problema consentendo ai dispositivi di generare indirizzi IPv6 casuali che cambiano periodicamente, rendendo più difficile tracciare un dispositivo e migliorando la privacy dell’utente.

Qualità Del Servizio (QoS)

La qualità del servizio (QoS) è un modo per dare priorità a certi tipi di traffico internet rispetto ad altri. Questo è importante per cose come le videochiamate o i giochi online, dove i dati devono arrivare velocemente e senza ritardi o interruzioni.

IPv4 e IPv6 gestiscono il QoS in modi differenti:

Funzionalità	IPv4	IPv6
Mecanismo QoS	Campo Type of Service (ToS)	Campo Flow Label
Lunghezza del campo	8 bit	20 bit

IPv4 ha un piccolo campo “Type of Service” per dare priorità al traffico, ma è limitato a soli 8 bit.

IPv6 introduce un campo “Flow Label” più ampio, che consente una migliore etichettatura e priorizzazione del traffico.

Questo aiuta la rete a identificare dati importanti, come le videochiamate o i giochi, e offre prestazioni migliori e maggiore stabilità, anche durante la congestione della rete.

Multicast

Multicast è un modo per inviare dati a molti dispositivi contemporaneamente, il che è utile per cose come lo streaming video o i giochi online. IPv4 e IPv6 gestiscono il multicast in modo diverso.

Funzionalità	IPv4	IPv6
Intervallo di indirizzi multicast	224.0.0.0/4	ff00::/8
Assegnazione indirizzi multicast	Assegnato da IANA	Assegnato automaticamente

In IPv4, IANA assegna un numero limitato di indirizzi multicast nel range 224.0.0.0/4.

IPv6 dispone di un pool molto più grande di questi indirizzi e permette ai dispositivi di assegnare automaticamente questi indirizzi a se stessi. Questo rende più semplice l’uso del multicast per attività come la trasmissione di video in streaming a molte persone contemporaneamente.

IPv6 ha anche indirizzi speciali di “nodo sollecitato” che ogni dispositivo riceve automaticamente. Questi aiutano i dispositivi a trovarsi l’un l’altro sulla rete ed evitare conflitti di indirizzi, rendendo la rete più fluida.

Assistenza DNS

Il Domain Name System (DNS) è come un elenco telefonico per internet. Traduce i nomi dei siti web che digiti nel tuo browser (come www.example.com) negli specifici indirizzi IP che i computer usano per trovare l’uno l’altro.

Funzionalità	IPv4	IPv6
Tipo di record DNS	A	AAAA
Tipo di record DNS inverso	IN-ADDR.ARPA	IP6.ARPA
Indirizzo del server DNS	Indirizzo IPv4	Indirizzo IPv6

Le principali differenze nel supporto DNS tra IPv4 e IPv6 includono:

1. Gli indirizzi IPv6 sono memorizzati nei record AAAA (pronunciati “quad-A”), che sono l’equivalente dei record A in IPv4.
2. IPv6 utilizza il dominio IP6.ARPA per le ricerche DNS inverse, mentre IPv4 utilizza IN-ADDR.ARPA.
3. I server DNS devono avere indirizzi IPv6 per essere accessibili tramite reti IPv6.

Per un passaggio fluido a IPv6, i server DNS e i programmi necessitano di un aggiornamento per comprendere sia i record IPv4 che IPv6. Questo consente a entrambi i tipi di indirizzi di funzionare insieme durante il passaggio.

IPv6 nell’Internet delle Cose (IoT)

IPv6 è importante per l'”Internet of Things” (IoT), che si riferisce a tutti i vari dispositivi che si connettono a Internet, come i gadget per la casa intelligente e le attrezzature industriali. Ecco come IPv6 si confronta con IPv4 per l’IoT:

Funzionalità	IPv4	IPv6
Spazio degli indirizzi	Limitato (4,3 miliardi)	Virtualmente illimitato (340 undecilioni)
Assegnazione degli indirizzi	Richiede DHCP o configurazione manuale	Supporta la configurazione automatica degli indirizzi senza stato (SLAAC)
Supporto multicast	Limitato	Migliorato

IPv6 offre diversi vantaggi per l’IoT:

1. Disponibilità degli indirizzi: IPv4 ha un numero limitato di indirizzi (4,3 miliardi), mentre IPv6 ne ha un numero vastissimo (340 undecilioni). Questo significa che IPv6 può supportare molti più dispositivi IoT rispetto a IPv4.
2. Configurazione: IPv4 richiede una configurazione manuale o DHCP per l’assegnazione degli indirizzi, mentre IPv6 permette ai dispositivi di creare automaticamente i propri indirizzi (SLAAC). Questo rende IPv6 più semplice per la configurazione dei dispositivi IoT.
3. Comunicazione: IPv6 ha migliori funzionalità di multicast rispetto a IPv4, permettendo una comunicazione più efficiente tra i dispositivi IoT e i controllori.
4. Sicurezza: IPv6 ha l’encryption obbligatoria (IPsec) integrata, fornendo una migliore sicurezza per i dispositivi IoT. IPv4 non ha questa caratteristica di default.

Con l’aumento del numero di dispositivi IoT, IPv6 diventerà sempre più importante grazie al suo maggiore spazio di indirizzamento, alla configurazione più semplice, alla comunicazione migliorata e alla maggiore sicurezza rispetto a IPv4.

Come Decidere: IPv4 Vs. IPv6

Mentre tutti i dispositivi continueranno a essere compatibili con IPv4 per il futuro prevedibile, ha senso compiere alcuni passi verso la transizione a una rete IPv6. Per aiutarti a decidere, ecco un riepilogo di tutte le differenze tra IPv6 e IPv6 che abbiamo trattato sopra.

Vantaggi di IPv4

IPv4, lo standard consolidato, vanta una compatibilità quasi universale con i dispositivi e le reti esistenti. La sua familiarità tra gli amministratori di rete semplifica la gestione. Anni di utilizzo hanno portato allo sviluppo e all’adozione diffusa di protocolli di sicurezza come IPsec e SSL/TLS, migliorando la loro sicurezza.

Vantaggi Di IPv6

L’IPv6, d’altra parte, offre uno spazio di indirizzi molto più ampio grazie ai suoi indirizzi a 128 bit, una soluzione all’aumento del numero di dispositivi connessi a internet. La configurazione e la gestione della rete sono più semplici con il SLAAC di IPv6 e un miglior supporto multicast.

La sicurezza è migliorata con il supporto obbligatorio di IPsec, una caratteristica fondamentale di IPv6 che riduce i rischi di intercettazione e manomissione. Il campo Flow Label di IPv6 consente una migliore priorità del traffico, perfetta per le esigenze odierne come le videoconferenze.

Considerazioni Pratiche

Le organizzazioni dovrebbero considerare diversi fattori pratici quando contemplano un passaggio da IPv4 a IPv6. La considerazione principale è la compatibilità.

La maggior parte dei dispositivi moderni e dei software gestisce IPv6 senza problemi. Tuttavia, alcuni sistemi legacy potrebbero non farlo. Valuta il tuo hardware e il tuo software per determinare se la migrazione è possibile o se richiederebbe un aggiornamento hardware.

Ogni migrazione comporta dei costi, sia per gli aggiornamenti hardware sia per il tempo investito, e passare a IPv6 non è diverso.

Pensa ai costi di hardware, software e formazione rispetto ai vantaggi a lungo termine dell’adozione di IPv6.

Nota: Durante la transizione, entrambi i protocolli coesisteranno nella tua rete e, infatti, avrai bisogno di un sistema compatibile con le versioni precedenti mentre Internet sta ancora passando a IPv6.

Qual È La Scelta Migliore Tra IPv4 e IPv6?

La scelta di adottare IPv6 dipende dalla tua configurazione attuale. Se la tua organizzazione sta esaurendo gli indirizzi IPv4, ha bisogno di funzionalità avanzate come un migliore supporto multicast, o semplicemente desidera proteggere i suoi network per il futuro, allora passare a IPv6 è sicuramente qualcosa da considerare.

Inoltre, guardando indietro alle differenze tra IPv4 e IPv6, IPv6 è la scelta più appropriata per l’internet di oggi. È stato creato per un mondo con dispositivi praticamente illimitati, tutti che necessitano di connettersi in modo affidabile e sicuro, mentre IPv4 no.

Ma puoi essere pronto per questo cambiamento. Mentre utilizzi dispositivi e lavori con progetti online, assicurati che supportino IPv6. Questa scelta è brillante per le aziende che vogliono continuare a crescere. Quando scegli IPv6, stai scegliendo di essere scoperto da più persone online, sia ora che in futuro.

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Non aspettare che IPv4 diventi obsoleto. Passa a IPv6 oggi.