IPv4 与 IPv6：有何区别？

并非所有 IP（“互联网协议”的缩写）地址都是一样的。 IP 建立了信息包交换的通用规则，使计算机网络能够协同工作。 对于能够通过互联网与其他设备通信的每个设备，它们必须被唯一标识。 IP 与传输控制协议 (TCP) 协同工作，以确保连接到互联网的一切都知道如何以及向何处发送流量。 IPv4 是当今第四个也是最常见的 IP 系统，而许多人正在努力使第六个系统 IPv6 成为当今更受欢迎的系统。

我们将探讨网站主机在考虑 IPv4 与 IPv6 地址时必须注意的主要差异，以及每个 Internet 协议版本如何适合他们的目的。

什么是 IPv4？

IPv4 是最初的互联网协议寻址系统，于 1983 年首次应用于早期互联网的 ARPANET 系统。超过 90% 的互联网流量仍在使用 IPv4 地址，因为它用途极为广泛，并且至今仍很容易被互联网的一般基础设施所容纳.

使用 IPv4 的 32 位地址格式，可以有超过 40 亿个唯一的 IP 地址组合——准确地说是 2^32。 尽管如此，互联网和计算能力的普及促使计算机科学家开发出比特率更高的 IP 地址格式。 尽管 IPv4 有一定的局限性，但它仍然具有 IPv6 格式所没有的某些特性，这可以扩展 IPv4 系统的使用，即使在向 IPv6 过渡时也是如此。 这种情况会持续多久，没有人能确定，但​​可以肯定的是，IPv4 不会突然变得过时。

什么是 IPv6？

该 IP 版本具有 128 位，可提供 340 个十进制唯一 IP 地址组合的容量——实际上是无限量。 也称为“IPng”（或“下一代互联网协议”），IPv6 于 1994 年由互联网工程任务组发明，并于 1998 年部署，主要是为了提供更多的 IP 地址，同时也解决了 IPv4 固有的某些局限性。 这包括克服允许多个访问设备同时连接到互联网的限制。

主要差异

虽然 IPv6 的发明是为了改进 IPv4 的某些局限性，但两者之间仍然存在独特的差异，因此很难说哪一个比另一个更好。 它们都完成了识别通过网络连接的机器的主要任务，但是它们以非常不同的方式完成该任务，各有优缺点。

一个主要区别是 IPv6 具有分层寻址和路由基础结构，它简化了网站上各种链接的路由表以及链接到该网站服务器网络的设备（或者更具体地说，这些设备的唯一标识符）。 IPv4 需要许多可能变得混乱的标识符，而 IPv6 可以使用具有多个前缀的单个值来完成相同的事情，而无需复杂的路由表和算法。

IPv4 与 IPv6 地址之间的其他主要区别包括：

• IPv6 不支持 IP 地址广播，而 IPv4 必须这样做。
• IPv4 通过地址解析协议 (ARP) 映射到 MAC 地址，而 IPv6 使用邻居发现协议 (NDP) 来完成同样的事情。
• 由于其大小限制，IPv4 分为五个不同的类别——IPv6 不需要类别。

IPv6 和 IPv4 命名法

您可以根据地址是数字还是字母数字轻松发现两种地址格式之间的差异。 IPv4 使用严格的数字 IP 地址，而 IPv6 使用字母数字十六进制字符。 此外，IPv4 地址中的二进制位由点 (.) 分隔 – IPv6 地址用冒号 (:) 分隔二进制位。 这是两者的示例：

IPv4：192.149.250.00

IPv6：3ffe:1900:fe20:4554:0000:0000:0000:0000

IPv6 的较大位长度可以进一步简化数据包交换和路由数据库。 这不仅让网络管理员更容易处理，而且还能提高效率。 不需要依赖复杂的子网和标头系统，并且可以进行数据包交换，而无需解析数据包交换和路由算法所需的大量计算。

确保 IPv4 和 IPv6 之间的兼容性

这是事情的发展方向，但应该注意的是，IPv4 仍然必须适应，并且有充分的理由。 一方面，绝大多数网络 IT 和基础设施都是基于 IPv4 创建的，并且需要与 IPv6 一起维护。 另一个原因是，无论 IPv6 在许多方面如何改进，IPv4 仍然具有 IPv6 所没有的某些特性——请参阅下面的优缺点部分了解更多信息。

提高 IP 地址安全性

然而，当涉及到越来越受关注的安全和隐私问题时，很明显 IPv6 相对于 IPv4 的优势更为显着。 作为较新的 IPv6，它是在积累了更多知识和后见之明的情况下构建的。 例如，IPsec（IP 安全）是 IPv6 的标准配置，而它只是 IPv4 的一个选项，可以使用也可以不使用——这取决于使用 IPv4 的应用程序是否设计为使用 IPsec。

IPv6 的身份验证和数据一致性进一步增强了安全性。 这具有提高机密性和隐私性的额外好处，那些将在线隐私放在首位的人最好尽可能使用 IPv6 而不是 IPv4。

IPv4 的优点和缺点

虽然每个 IP 地址系统的一些优缺点仅仅是差异，但每个系统都有一些明显的优点。 哪个被认为是赞成或反对，以及在多大程度上取决于所使用的网络环境，但以下内容应概述使 IPv4 和 IPv6 独一无二的品质。

IPv4的优点

• 支持 VLSM（可变长度子网掩码）
• 跨多样化设备的简单虚拟通信层
• 比 IPv6 需要更少的内存
• 启用视频会议和图书馆
• 比 IPv6 (8) 更多的标头字段 (12)
• 有校验和字段
• 使用广播地址类型
• 广泛使用的网络地址转换 (NAT) 设备通过不可路由的地址掩码实现端到端的完整性。

IPv4 的缺点

• 对于相邻节点交互，不如 IPv6 理想。
• 位深度比 IPv6 小得多。
• 系统配置不是可选的。
• 不支持自动配置，需要更多维护。
• 本质安全性较低——安全性取决于应用程序。

IPv6 的优点和缺点

IPv6的优点

• 几乎无限的唯一地址可用，允许直接寻址。
• 更大的地址空间。
• 分层寻址和路由基础设施，可简化网站的路由表。
• 理论上比 IPv4 更快，因为它不依赖于 NAT。
• 支持组播，一种允许高带宽数据包流同时传输到多个目的地的功能。
• 更安全——使用 IPsec（互联网协议安全）构建并与适当的密钥基础设施兼容。
• 有状态和无状态配置。
• 服务质量 (QoS) 支持。
• 比 IPv4 (20) 更长的标头字段 (40)。
• 使用任播地址类型。
• 更适合移动设备和移动网络应用程序。

IPv6 的缺点

• 不支持 VLSM（可变长度子网掩码）。
• 没有校验和字段。
• 只允许来自主机而不是路由器的数据包分段。

哪个更好？

由于 IPv6 是第六个也是最新的互联网协议系统，因此它的构建具有更高的安全性、速度和效率。 IPv6 系统的某些特性，例如更长的位长度，本身就很有用，而其他特性只是网络环境（以及一般的互联网）尚未充分利用的更强大的功能。 尽管如此，单单由于 IPv4 地址的限制，就必须过渡到 IPv6，而且重要的是要确保未来的网络工作更多地面向 IPv6。

同时，IPv4 不会消失，因此网站和网络设备仍必须向后兼容 IPv4，以确保最大程度的凝聚力。 互联网协议寻址标准的全部目的通常是，一如既往，确保网络设备可以根据通用系统一起运行。 协调不同的系统来实现这些目标现在是一个更重要的技术问题，但这也不是问题。

事实上，IPv4 仍然具有 IPv6 所没有的某些特性，这使得它因其新颖性以及绝大多数网络设备都是根据 IPv4 标准构建的事实而很有用。 随着 IPv6 更快地过渡到 IPv6，它必须容纳 IPv4 构建的所有内容——本质上尽可能向后兼容——但它也不太可能完全取代它，除非在遥远的未来某个时候。

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