IPv4 與 IPv6：有何區別？

並非所有 IP（“互聯網協議”的縮寫）地址都是一樣的。 IP 建立了信息包交換的通用規則，使計算機網絡能夠協同工作。 對於能夠通過互聯網與其他設備通信的每個設備，它們必須被唯一標識。 IP 與傳輸控制協議 (TCP) 協同工作，以確保連接到互聯網的一切都知道如何以及向何處發送流量。 IPv4 是當今第四個也是最常見的 IP 系統，而許多人正在努力使第六個系統 IPv6 成為當今更受歡迎的系統。

我們將探討網站主機在考慮 IPv4 與 IPv6 地址時必須注意的主要差異，以及每個 Internet 協議版本如何適合他們的目的。

什麼是 IPv4？

IPv4 是最初的互聯網協議尋址系統，於 1983 年首次應用於早期互聯網的 ARPANET 系統。超過 90% 的互聯網流量仍在使用 IPv4 地址，因為它用途極為廣泛，並且至今仍很容易被互聯網的一般基礎設施所容納.

使用 IPv4 的 32 位地址格式，可以有超過 40 億個唯一的 IP 地址組合——準確地說是 2^32。 儘管如此，互聯網和計算能力的普及促使計算機科學家開發出比特率更高的 IP 地址格式。 儘管 IPv4 有一定的局限性，但它仍然具有 IPv6 格式所沒有的某些特性，這可以擴展 IPv4 系統的使用，即使在向 IPv6 過渡時也是如此。 這種情況會持續多久，沒有人能確定，但可以肯定的是，IPv4 不會突然變得過時。

什麼是 IPv6？

該 IP 版本具有 128 位，可提供 340 個十進制唯一 IP 地址組合的容量——實際上是無限量。 也稱為“IPng”（或“下一代互聯網協議”），IPv6 於 1994 年由互聯網工程任務組發明，並於 1998 年部署，主要是為了提供更多的 IP 地址，同時也解決了 IPv4 固有的某些局限性。 這包括克服允許多個訪問設備同時連接到互聯網的限制。

主要區別

雖然 IPv6 的發明是為了改進 IPv4 的某些局限性，但兩者之間仍然存在獨特的差異，因此很難說哪一個比另一個更好。 它們都完成了識別通過網絡連接的機器的主要任務，但是它們以非常不同的方式完成該任務，各有優缺點。

一個主要區別是 IPv6 具有分層尋址和路由基礎結構，它簡化了網站上各種鏈接的路由表以及鏈接到該網站服務器網絡的設備（或者更具體地說，這些設備的唯一標識符）。 IPv4 需要許多可能變得混亂的標識符，而 IPv6 可以使用具有多個前綴的單個值來完成相同的事情，而無需複雜的路由表和算法。

IPv4 與 IPv6 地址之間的其他主要區別包括：

• IPv6 不支持 IP 地址廣播，而 IPv4 必須這樣做。
• IPv4 通過地址解析協議 (ARP) 映射到 MAC 地址，而 IPv6 使用鄰居發現協議 (NDP) 來完成同樣的事情。
• 由於其大小限制，IPv4 分為五個不同的類別——IPv6 不需要類別。

IPv6 和 IPv4 命名法

您可以根據地址是數字還是字母數字輕鬆發現兩種地址格式之間的差異。 IPv4 使用嚴格的數字 IP 地址，而 IPv6 使用字母數字十六進製字符。 此外，IPv4 地址中的二進制位由點 (.) 分隔 – IPv6 地址用冒號 (:) 分隔二進制位。 這是兩者的示例：

IPv4：192.149.250.00

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

IPv6 的較大位長度可以進一步簡化數據包交換和路由數據庫。 這不僅讓網絡管理員更容易處理，而且還能提高效率。 不需要依賴複雜的子網和標頭系統，並且可以進行數據包交換，而無需解析數據包交換和路由算法所需的大量計算。

確保 IPv4 和 IPv6 之間的兼容性

這是事情的發展方向，但應該注意的是，IPv4 仍然必須適應，並且有充分的理由。 一方面，絕大多數網絡 IT 和基礎設施都是基於 IPv4 創建的，並且需要與 IPv6 一起維護。 另一個原因是，無論 IPv6 在許多方面如何改進，IPv4 仍然具有 IPv6 所沒有的某些特性——請參閱下面的優缺點部分了解更多信息。

提高 IP 地址安全性

然而，當涉及到越來越受關注的安全和隱私問題時，很明顯 IPv6 相對於 IPv4 的優勢更為顯著。 作為較新的 IPv6，它是在積累了更多知識和後見之明的情況下構建的。 例如，IPsec（IP 安全）是 IPv6 的標準配置，而它只是 IPv4 的一個選項，可以使用也可以不使用——這取決於使用 IPv4 的應用程序是否設計為使用 IPsec。

IPv6 的身份驗證和數據一致性進一步增強了安全性。 這具有提高機密性和隱私性的額外好處，那些將在線隱私放在首位的人最好盡可能使用 IPv6 而不是 IPv4。

IPv4 的優點和缺點

雖然每個 IP 地址系統的一些優缺點僅僅是差異，但每個系統都有一些明顯的優點。 哪個被認為是讚成或反對，以及在多大程度上取決於所使用的網絡環境，但以下內容應概述使 IPv4 和 IPv6 獨一無二的品質。

IPv4的優點

• 支持 VLSM（可變長度子網掩碼）
• 跨多樣化設備的簡單虛擬通信層
• 比 IPv6 需要更少的內存
• 啟用視頻會議和圖書館
• 比 IPv6 (8) 更多的標頭字段 (12)
• 有校驗和字段
• 使用廣播地址類型
• 廣泛使用的網絡地址轉換 (NAT) 設備通過不可路由的地址掩碼實現端到端的完整性。

IPv4 的缺點

• 對於相鄰節點交互，不如 IPv6 理想。
• 位深度比 IPv6 小得多。
• 系統配置不是可選的。
• 不支持自動配置，需要更多維護。
• 本質安全性較低——安全性取決於應用程序。

IPv6 的優點和缺點

IPv6的優點

• 幾乎無限的唯一地址可用，允許直接尋址。
• 更大的地址空間。
• 分層尋址和路由基礎設施，可簡化網站的路由表。
• 理論上比 IPv4 更快，因為它不依賴於 NAT。
• 支持組播，一種允許高帶寬數據包流同時傳輸到多個目的地的功能。
• 更安全——使用 IPsec（互聯網協議安全）構建並與適當的密鑰基礎設施兼容。
• 有狀態和無狀態配置。
• 服務質量 (QoS) 支持。
• 比 IPv4 (20) 更長的標頭字段 (40)。
• 使用任播地址類型。
• 更適合移動設備和移動網絡應用程序。

IPv6 的缺點

• 不支持 VLSM（可變長度子網掩碼）。
• 沒有校驗和字段。
• 只允許來自主機而不是路由器的數據包分段。

哪個更好？

由於 IPv6 是第六個也是最新的互聯網協議系統，因此它的構建具有更高的安全性、速度和效率。 IPv6 系統的某些特性，例如更長的位長度，本身就很有用，而其他特性只是網絡環境（以及一般的互聯網）尚未充分利用的更強大的功能。 儘管如此，單單由於 IPv4 地址的限制，就必須過渡到 IPv6，而且重要的是要確保未來的網絡工作更多地面向 IPv6。

同時，IPv4 不會消失，因此網站和網絡設備仍必須向後兼容 IPv4，以確保最大程度的凝聚力。 互聯網協議尋址標準的全部目的通常是，一如既往，確保網絡設備可以根據通用系統一起運行。 協調不同的系統來實現這些目標現在是一個更重要的技術問題，但這也不是問題。

事實上，IPv4 仍然具有 IPv6 所沒有的某些特性，這使得它因其新穎性以及絕大多數網絡設備都是根據 IPv4 標準構建的事實而很有用。 隨著 IPv6 更快地過渡到 IPv6，它必須容納 IPv4 構建的所有內容——本質上盡可能向後兼容——但它也不太可能完全取代它，除非在遙遠的未來某個時候。

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