IPv4 và IPv6 khác nhau thế nào? So sánh và đo tốc độ

So sánh nhanh IPv4 và IPv6

IPv4 và IPv6 là hai phiên bản của Giao thức Internet (Internet Protocol), bộ quy tắc gán địa chỉ cho mọi thiết bị và chuyển gói tin giữa chúng. IPv4 vận hành internet từ năm 1983. IPv6 được thiết kế vào những năm 1990 vì IPv4 sắp hết địa chỉ, và ngày nay hai giao thức chạy song song. Dưới đây là điểm khác nhau giữa chúng:

IPv4 là gì?

IPv4 (Internet Protocol version 4, RFC 791) được công bố năm 1981. Địa chỉ IPv4 dài 32 bit và được viết thành bốn số từ 0 đến 255, như 203.0.113.45. Như vậy có tổng cộng 4.294.967.296 địa chỉ, và sau khi trừ đi các dải riêng, multicast và dành riêng, còn khoảng 3,7 tỷ địa chỉ dùng được trên internet công cộng.

Chừng đó không đủ cho một thế giới đầy điện thoại, laptop và smart TV. IANA cấp phát những khối địa chỉ trống cuối cùng vào tháng 2 năm 2011, ARIN (Bắc Mỹ) hết địa chỉ vào tháng 9 năm 2015 và RIPE NCC (châu Âu) vào tháng 11 năm 2019. Ngày nay, các tổ chức cần thêm địa chỉ IPv4 chủ yếu mua hoặc thuê chúng trên thị trường chuyển nhượng.

Internet vẫn tiếp tục phát triển trên IPv4 nhờ NAT (network address translation, biên dịch địa chỉ mạng): router chia sẻ một địa chỉ IPv4 công cộng cho mọi thiết bị trong nhà và cấp cho mỗi thiết bị một địa chỉ riêng như 192.168.1.20. Nhiều nhà mạng, đặc biệt là nhà mạng di động, thêm một lớp nữa gọi là carrier-grade NAT (CGNAT) và chia sẻ một địa chỉ công cộng cho nhiều khách hàng.

IPv6 là gì?

IPv6 (Internet Protocol version 6) được đặc tả lần đầu năm 1995 (RFC 1883) và sửa đổi năm 1998 (RFC 2460); đặc tả hiện hành là RFC 8200 từ năm 2017. Địa chỉ IPv6 dài 128 bit, được viết thành tám nhóm, mỗi nhóm bốn chữ số thập lục phân: 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329, hoặc 2001:db8::ff00:42:8329 sau khi rút gọn các số 0.

Không gian địa chỉ lớn đến mức một mạng cục bộ, như Wi-Fi ở nhà, thường dùng một dải /64: 2^64, tức khoảng 18 tỷ tỷ địa chỉ cho một mạng Wi-Fi. Mọi thiết bị lại có thể có địa chỉ công cộng riêng, và không cần đến NAT nữa.

Mức độ sử dụng IPv6 tăng dần trong hơn một thập kỷ. Số liệu đo của Google cho thấy tỷ lệ người dùng truy cập Google qua IPv6 dao động từ khoảng 46% giữa tuần đến 51,7% vào thứ Bảy ngày 3 tháng 10 năm 2026. Tỷ lệ cao hơn vào cuối tuần, nhiều khả năng vì khi đó nhiều người dùng mạng di động và mạng gia đình hơn, vốn là những mạng dẫn đầu về triển khai IPv6.

• Global unicast (2000::/3): địa chỉ công cộng, là những địa chỉ bắt đầu bằng 2 hoặc 3.

• Link-local (fe80::/10): mọi giao diện IPv6 đều có một địa chỉ loại này; nó chỉ hoạt động trong mạng cục bộ.

• Unique local (fc00::/7, trên thực tế là fd00::/8): địa chỉ riêng, giống 192.168.x.x trong IPv4.

• Multicast (ff00::/8): truyền từ một tới nhiều, thay thế cho broadcast của IPv4.

Giải thích các điểm khác biệt chính

Địa chỉ lớn hơn là điểm nổi bật nhất, nhưng IPv6 còn thay đổi cách mạng vận hành hằng ngày:

• Header đơn giản hơn. IPv6 bỏ checksum và các trường tùy chọn khỏi header chính, dùng bố cục cố định 40 byte, nên router xử lý gói tin ít tốn công hơn.

• Router không phân mảnh gói tin. Router IPv6 không bao giờ chia nhỏ gói tin. Nó gửi thông báo "Packet Too Big" và bên gửi tự điều chỉnh, vì vậy chặn toàn bộ ICMPv6 có thể làm hỏng các website IPv6. Mọi liên kết IPv6 phải truyền được gói tin tối thiểu 1.280 byte.

• Tự động cấu hình. Với SLAAC, thiết bị tự tạo địa chỉ từ tiền tố mạng mà router quảng bá, không cần máy chủ DHCP. DHCPv6 vẫn có sẵn cho các mạng muốn quản lý tập trung.

• Neighbor Discovery thay cho ARP. IPv6 tìm địa chỉ MAC của các thiết bị khác bằng thông báo ICMPv6 thay vì gói broadcast ARP.

• Định địa chỉ đầu cuối (end-to-end). Không có NAT, địa chỉ của thiết bị giống nhau ở trong và ngoài mạng. Điều này giúp ứng dụng ngang hàng (peer-to-peer), chơi game và truy cập từ xa đơn giản hơn, đồng thời khiến tường lửa trở thành thứ ngăn lưu lượng không mong muốn.

Cách đọc và rút gọn địa chỉ IPv6

Có hai quy tắc giúp địa chỉ IPv6 ngắn hơn. Thứ nhất, có thể bỏ các số 0 đứng đầu trong mỗi nhóm (0db8 thành db8). Thứ hai, một chuỗi các nhóm toàn số 0 liên tiếp có thể được thay bằng ::, nhưng chỉ một lần trong mỗi địa chỉ, nếu không sẽ không biết mỗi :: đại diện cho bao nhiêu số 0.

Đầy đủ:        2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329
Bỏ số 0 đầu:   2001:db8:0:0:0:ff00:42:8329
Rút gọn:       2001:db8::ff00:42:8329

Loopback:      0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001  ->  ::1
IPv4-mapped:   ::ffff:192.0.2.1  (địa chỉ IPv4 nằm trong IPv6)
Kèm cổng:      [2001:db8::1]:443  (dấu ngoặc vuông tách các dấu hai chấm)

IPv6 có nhanh hơn IPv4 không? Chúng tôi đã đo thử

Về lý thuyết, IPv6 có thể nhanh hơn vì bỏ qua NAT và có header đơn giản hơn. Trên thực tế, đường đi của gói tin quan trọng hơn nhiều. Chúng tôi đã đo thời gian kết nối TCP tới 8 website lớn hỗ trợ dual stack qua cả hai giao thức, từ một đường truyền cáp quang Jio ở Ấn Độ vào ngày 5 tháng 10 năm 2026 (trung vị của 5 lần thử mỗi trang, curl -4 so với curl -6):

Không có bên thắng nhất quán. Phần lớn kết quả chỉ chênh nhau vài mili giây, và khoảng cách lớn ở apple.com nhiều khả năng là do lưu lượng IPv6 lúc đó được định tuyến tới một máy chủ ở xa hơn, không phải do giao thức. Kết quả của bạn sẽ khác tùy nhà mạng và vị trí.

Bạn hiếm khi cảm nhận được những chênh lệch này vì trình duyệt dùng Happy Eyeballs (RFC 8305): chúng thử IPv6 trước, và nếu chưa kết nối được trong khoảng 250 đến 300 ms, chúng mở song song một kết nối IPv4 và dùng kết nối nào phản hồi trước. Trên các mạng di động chỉ có IPv6 đứng sau NAT64, IPv6 thường có lợi thế vì tránh được bước chuyển đổi.

IPv6 có an toàn hơn IPv4 không?

Không hẳn. IPsec, thường được nhắc tới như một tính năng bảo mật của IPv6, hoạt động với cả hai phiên bản, và các tiêu chuẩn hiện hành coi việc hỗ trợ IPsec trên IPv6 là khuyến nghị chứ không bắt buộc. Khác biệt về bảo mật chủ yếu nằm ở thực tế triển khai:

• Không có NAT nên tường lửa trở nên quan trọng. Với IPv4, NAT tình cờ che giấu các thiết bị trong nhà. Với IPv6, mỗi thiết bị có địa chỉ công cộng, nên tường lửa của router phải chặn lưu lượng đi vào mà không được yêu cầu. Hầu hết router gia đình làm điều này theo mặc định, nhưng vẫn nên kiểm tra.

• Địa chỉ riêng tư. IPv6 thời đầu tạo địa chỉ từ địa chỉ MAC của thiết bị, khiến thiết bị có thể bị theo dõi ở mọi nơi. Hầu hết hệ thống hiện đại dùng địa chỉ ngẫu nhiên tạm thời (RFC 8981) cho các kết nối đi ra.

• Quét mạng khó hơn nhiều. Một mạng /64 có 18 tỷ tỷ địa chỉ, nên kẻ tấn công không thể quét toàn bộ như cách họ quét các dải IPv4.

• Hai ngăn xếp, hai bộ quy tắc. Tường lửa, VPN và công cụ giám sát phải bao quát cả hai giao thức, nếu không IPv6 sẽ thành cửa hông không ai canh giữ.

Cách kiểm tra bạn có IPv6 hay không

Cách nhanh nhất là dùng công cụ Kiểm Tra IPv6 của chúng tôi, cho bạn biết trong vài giây kết nối của bạn chỉ có IPv4, chỉ có IPv6 hay là dual stack. Từ dòng lệnh:

# Windows: tìm dòng "IPv6 Address" bắt đầu bằng 2 hoặc 3 (fe80:: chỉ là link-local)
ipconfig
ping -6 google.com

# macOS
ifconfig | grep inet6
ping6 google.com

# Linux
ip -6 addr show scope global
ping -6 google.com

Nếu bạn chỉ thấy các địa chỉ bắt đầu bằng fe80::, thiết bị đã bật IPv6 nhưng mạng không cấp cho nó địa chỉ IPv6 công cộng. Việc này được thiết lập trên router; nhiều nhà mạng hỗ trợ IPv6 nhưng để bạn tự bật trong phần cài đặt WAN hoặc IPv6 của router.

Có nên tắt IPv6 không?

Thường là không. Windows, macOS, Android và iOS đều bật IPv6 sẵn, và Microsoft khuyến cáo rõ là không nên tắt: Windows được kiểm thử với IPv6 đang bật và một số thành phần có thể ngừng hoạt động nếu thiếu nó. Nếu bạn cần IPv4 được ưu tiên, Microsoft khuyên thay đổi chính sách tiền tố (prefix policy) để ưu tiên IPv4. Khi IPv6 bị lỗi trên một mạng, Happy Eyeballs đã tự chuyển về IPv4 trong chưa đầy một giây.

Tắt IPv6 chỉ hợp lý như một bước xử lý sự cố tạm thời, hoặc khi VPN không bảo vệ được lưu lượng IPv6. Ngay cả khi đó, một VPN tạo đường hầm hoặc chặn lưu lượng IPv6 vẫn là cách khắc phục tốt hơn.

IPv4 và IPv6 cùng hoạt động như thế nào

Quá trình chuyển sang IPv6 diễn ra từ từ, nên các mạng dùng một số kỹ thuật để giữ cho cả hai cùng hoạt động:

• Dual stack: thiết bị và máy chủ chạy IPv4 và IPv6 cùng lúc. Đây là cách thiết lập phổ biến nhất trên internet băng rộng gia đình.

• NAT64 và DNS64: mạng chỉ có IPv6 truy cập các website chỉ có IPv4 thông qua một bộ chuyển đổi. DNS64 tạo địa chỉ IPv6 cho các website đó, thường nằm trong tiền tố chuẩn (well-known prefix) 64:ff9b::/96.

• 464XLAT: được nhiều nhà mạng di động dùng trên mạng chỉ có IPv6 để các ứng dụng chỉ hiểu IPv4 vẫn hoạt động.

• Đường hầm (tunnel): gói tin IPv6 được bọc trong IPv4 (hoặc ngược lại) để đi qua các mạng chỉ hỗ trợ một phiên bản. Các đường hầm tự động cũ như 6to4 không còn được khuyến khích, và các relay anycast công cộng của 6to4 đã bị loại bỏ vào năm 2015 (RFC 7526).

Các website tham gia bằng cách công bố bản ghi AAAA bên cạnh bản ghi A. Bạn có thể xem một tên miền có bản ghi này không bằng công cụ Tra Cứu DNS của chúng tôi, hoặc kiểm tra website của bạn có truy cập được qua cả hai giao thức không trong thẻ website của Kiểm Tra IPv6.