IPv4 和 IPv6 都是 TCP/IP 协议的版本。如果这听起来像是您的系统管理员曾经低声说的诅咒，请继续阅读。
IP是指互联网协议，是传输控制协议/互联网协议套件(TCP/IP)的主要部分。
TCP/IP 是一组标准和规则，用于规范不同网络上的设备之间打包数据(数据报)的传输和交换。互联网协议管理跨网络边界的包寻址、打包/拆包和路由效率。
要参与数据交换，每个内部网或互联网设备都需要一个唯一的“IP地址” - 就像我们使用个人“姓名和地址”组合来接收信件一样。这也涉及住宅或数据中心代理。
IP 地址包含在每个数据包的标准标头中。没有它，就不可能确保数据包被传递到正确的目的地或追踪发送它的人。
互联网协议是一个积极的全球标准，数十亿人在数十亿设备上使用，包括您用来阅读本文的设备。这感觉很鼓舞人心，不是吗?
什么是 IPv4?
IPv4是第一个非实验性的互联网协议。它创建于 80 年代，此后只进行了少量修改。
IPv4 支持的 19.4 亿个唯一地址在其开发时似乎取之不尽用之不竭。没有人能预料到我们在日常生活中会处理的设备数量。到 90 年代初，很明显免费 IP 地址池将在二十年内用完。
为了延长IPv4 IP地址集的寿命，我们开始重用它们并实施NAT(网络地址转换)等解决方案。
转换转发方法提高了对每个私有设备唯一IP的要求：只要它们带有唯一的ISP标识符，并且该ISP反过来在自己的网络中没有重复的标识符，数据报的目的地就没有不确定性。
NAT 是一种可行的解决方案，至今仍在广泛使用。它的问题主要与安全问题、增加的复杂性、错误和低效率有关。使用这种嵌套转发方法，一台设备无法直接寻址另一台设备。
什么是 IPv6?
长期以来，NAT和其他措施只是暂时的补丁：到2020年，全球连接设备的数量达到46亿，是IPv4限制的十倍。
1998年，互联网工程任务组发布了IPv6.这是互联网协议的最新版本，旨在克服IPv4的局限性。IPv6用4位地址取代了IPv32的128位地址，将可能的唯一组合数量扩展到约340万亿万亿个IP地址。
IPv6和IPv4今天都在广泛使用。IPv4仍然是普遍的，因为iPv6的采用遇到了挑战。
IPv4 的优点和缺点是什么?
IPv4是一个具有历史意义的协议，它使我们的互联网连接和物联网成为可能。
优势：
建立，在几乎所有连接互联网的设备上启用，仍在广泛使用;
方便ISP进行流量控制
IP地址非常简单，您可以记住它们。
弊：
过时，需要复杂的协议才能扩展;
NAT与互联网协议的原始原则之一相矛盾：端到端主机连接。
IPv6 的优点和缺点是什么?
IPv6 是一种现代协议，其设计考虑了更现实的期望：全球网络、流媒体和具有相同接口的多个设备。在设计IPv4时，所有这些都没有被考虑在内。
iPv6的关键特点是它恢复了IP因IPv4地址短缺而丢失的核心原则。设备现在可以再次拥有全局唯一的地址，这意味着可以直接连接设备到设备，而不会使翻译系统复杂化。
优势：
唯一地址的数量不会很快用尽;
只要正确实现，就更容易将其设为私有;
高效和合乎逻辑的分层寻址和路由基础设施;
针对不同用例的有状态和无状态配置;
更好的错误控制技术;
没有地址转换协议意味着更容易的源跟踪，从而带来更高的透明度。从理论上讲，更简单的路由也意味着在传输过程中篡改数据的机会更少;
简化了路由器的任务 – 不再有专用网络标识符冲突;
与移动网络更好的兼容性;
提高了流式传输到多个设备时的带宽效率。
弊：
IPv6 没有向后互操作性：仅启用 IPv4 的设备无法连接到具有 IPv6 地址的设备;
对于大型组织和ISP来说，实施起来可能很昂贵，因为它不能很好地支持逐步过渡。
IPv4 和 IPv6 之间的区别
IPv6不仅仅是其前身IPv4的新版本。这是一个完全不同的设计。唯一名称的“长度”并不是唯一的区别：属性和管理名称的方式也是新的。
| iPv4 | IPv6 |
| 1978 年出版，1981 年部署 | 1998 年出版，2021 年部署 |
| 32 位地址。属性：网络前缀和主机地址。 | 128 位地址。属性：接口标识符（最后 64 位）、作用域、包的生存期等。 |
| 4.19 亿个可能的地址 | 340万亿万亿个地址 |
| 顶级免费池在2011年耗尽 | 提供宽阔的游泳池 |
| 每个接口一个地址 | 通常，单个接口具有不同用途的多个地址。 |
| 一些用于特殊用途的全球公共地址 | 满足大多数需求的大量全球公共地址 |
| 随着时间的推移很难更改设备的地址 | 随时间推移轻松更改设备或网络地址 |
| 地址看起来像 192.168.1.1 | 地址类似于 fe80：:d 4a8：6435：d2d8：d9f3b11 |
| 主要是手动网络配置 | 自动配置和手动网络配置 |
| 由于间接连接，很难确保端到端传输 | 允许端到端安全传输 |
| 广播和可选组播 | 仅组播 |
| 通过校验和检查标头错误 | 不带校验和的多个错误检查 |
| 576 字节数据包大小 | 1280 字节数据包大小 |
| 主机或路由器的数据包分段 | 主机的数据包分段 |
| 无服务质量定制 | QoS 自定义说明 |
IPv4 与 IPv6：哪个更快?哪个更安全?
IPv6 比 IPv4 更安全吗?IPv4 比 IPv6 更安全吗?
两者都不正确。IPSec 是 IPv6 中内置的身份验证、加密、安全性、隐私和数据完整性安全协议堆栈。从理论上讲，IPSec IPv6的更新和更复杂的方法比IPv4 IPSec具有优势。在 IPv6 中使用端到端 IPsec 比在 IPv4 中要容易得多，尽管它仍然不是强制性的。
实际上，对于这两个版本，主要风险都与不完美的实施和人为因素有关，而不是安全措施设计。此外，由于许多设备和操作系统同时启用了IPv4和IPv6协议，因此它们具有两者的漏洞。
IPv6 比 IPv4 快吗?还是相反?
除了一些利基用例(如 Xbox 在线游戏)外，速度差异微不足道。
从理论上讲，IPv6预计会稍微快一些，因为传输不必在NAT转换上浪费时间。但是，IPv6 也有更大的数据包，并且可以包含特殊的包处理指令，这可能会使其变慢。
IPv6已有20年的历史，但IPv4仍在使用中。为什么?
技术转变的情况在消费者设备和业务系统中有所不同。
大多数 10 岁的计算机、路由器和手机已经支持 IPv6.大多数其他设备都可以获得固件升级以包含它。
对于拥有庞大网络的组织来说，情况就不一样了。必须过渡到IPv6.但这种迁移对资源要求极高，需要大量的规划和人员再教育。许多企业使用支持 IPv6 的业务代理提供商作为临时解决方案。
互联网服务提供商面临着同样的“商业意识”冲突。除了资源相关的问题外，ISP还将失去一些当前的流量控制能力。而且这种改进很难向公众推销。因此，社区服务的ISP难以证明切换到IPv6的合理性也就不足为奇了。
IPv5 发生了什么变化?
IPv5在草案阶段被放弃。它使用相同的32位寻址设计，并且将面临与IPv4相同的限制。
IPv6是IPv4的下一个迭代，是技术演进的自然产物。它面临着与任何重大创新相同的挑战。进步的挑战是找到一种方法，在不放弃那些无法转换的人的情况下，朝着更好的安全性、隐私性和简单性迈进。
无论哪个行业，找到这种平衡并不容易。但是你可以花时间从别人的过渡经验中学习和实验。IPv4将伴随我们一段时间。IPv6将继续取得进展。高级代理已经能够支持 IPv4、IPv6 或两者兼而有之。
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