IPv6 與 IPv4：一文讀懂他們的區(qū)別以及優(yōu)劣勢

IP 地址是分配給連接到 Internet 的域或設(shè)備的一串數(shù)字。該地址是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的一部分，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是一組規(guī)則，用于管理數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上的尋址和路由方式。IP 地址的設(shè)計目的是可以精確定位連接到互聯(lián)網(wǎng)的任何域或數(shù)字設(shè)備的位置，并將其與其他設(shè)備區(qū)分開來。這使設(shè)備能夠相互發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

IP 地址具有不同的格式，具體取決于設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)使用的 Internet 協(xié)議版本。在本文中，我們將解釋 IPv6 和 IPv4 這兩個版本之間的主要區(qū)別。

什么是 IPv6？ 

IPv6 是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的最新版本。在這種格式中，IP 地址由八組四位十六進制數(shù)字組成，每組四位以冒號分隔。十六進制數(shù)字的可能值為 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。 

例如，我的計算機的 IPv6 地址是 2601:19b:700:b70:1106:49ab:ac46:2e12。 該協(xié)議于 1999 年首次部署，旨在最終取代 IPv4。

什么是 IPv4？ 

IPv4 是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的第四個版本（盡管它是 1981 年部署的 IP 的第一個正式標準或公共版本）。在這種格式中，IP 地址由四個由點分隔的數(shù)字組成，每個數(shù)字的范圍從 0 到 255。 例如，我的計算機的 IPv4 地址是 *.*.*.900

IPv6 是 Internet 協(xié)議的最新版本，旨在最終取代 IPv4。IPv6 地址是使用字母和數(shù)字的 128 位 IP 地址。IPv4 是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的第四個版本，它仍然路由大部分互聯(lián)網(wǎng)流量。IPv4 地址是僅使用數(shù)字的 32 位 IP 地址。

雖然這兩個版本的 Internet 協(xié)議的主要區(qū)別在于它們的格式，但它們在速度、安全性和標頭方面也有所不同。讓我們仔細看看下面的每一個差異。

IPv6 地址由 128 個由冒號 (:) 分隔的二進制位組成。它們由字母和數(shù)字組成?？赡艿闹蛋ǎ?、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。 IPv4 地址由 32 個由點 (.) 分隔的二進制位組成。它們僅由數(shù)字組成，范圍從 0 到 255。 如您所知，IPv6 地址格式比 IPv4 更復雜。這是必然的。 使用 IPv4 格式，大約有 43 億個唯一 IP 地址可用。幾十年前，這似乎很多。但隨著越來越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，我們開始用盡可能的 IPv4 地址。于是，IPv6誕生了。 對于 IPv6 格式，理論上最多有 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 個唯一 IP 地址。這個數(shù)字是如此之大，以至于它本質(zhì)上意味著無窮大——我們再也不會用完 IP 地址了。 雖然 IPv4 仍然是 Internet 上的主要協(xié)議，但它正在慢慢過渡到有利于 IPv6 的位置。 這是 IPv6 和 IPv4 地址之間差異的一個很好的說明：

盡管看起來更復雜，但 IPv6 實際上比 IPv4 具有簡化的標頭地址。雖然 IPv4 提供 12 個標頭字段，但 IPv6 刪除或使某些字段可選，因此它只提供八個。如果需要，這些不太常見的字段仍然可以在 IPv6 擴展標頭中使用。這減少了處理 IPv6 標頭所需的帶寬。 對于 IPv4，中間路由器需要處理六個字段。使用 IPv6，只需要四個。這也使得大多數(shù) IPv6 數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)更加高效。 但是，IPv6 標頭確實包含比 IPv4 標頭長四倍的源地址和目標地址（128 對 32 位）。這使得 IPv6 標頭更重。 下面是 IPv6 標頭結(jié)構(gòu)的說明，其中包括八個字段：

下面是 IPv6 標頭結(jié)構(gòu)的說明，其中包括所有 12 個字段：

速度 

IPv6 和 IPv4 各有優(yōu)缺點，因此它們具有相似的性能。 

例如，IPv6 具有比 IPv4 更簡單、更高效的路由。那是因為 IPv4 必須在網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 上花費時間。NAT 是在可用 IPv4 供應(yīng)開始減少時創(chuàng)建的權(quán)宜之計?；旧?，這是一種在傳輸信息之前將多個本地私有地址映射到一個公共 IP 地址的方法，這允許多個設(shè)備使用一個 IP 地址。NAT 網(wǎng)關(guān)然后將傳入的信息和請求定向到適當?shù)谋镜厮接械刂贰?由于 IPv6 有如此多的可用地址，因此不需要這種資源密集型解決方法。

但是，IPv6 通常包含較大的數(shù)據(jù)包，這會使速度變慢。 IPv4此時也比IPv6擁有更成熟和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)。但隨著 IPv6 被更廣泛地采用，這些網(wǎng)絡(luò)將變得更快。 簡而言之，IPv6 和 IPv4 具有大致相同的性能，因此不要將速度作為您的標準的一部分來決定為您的網(wǎng)站或網(wǎng)絡(luò)采用哪個。

安全 

Internet 協(xié)議安全 (IPsec) 是一種旨在為 IPv6 和 IPv4 提供基于密碼的安全性的系統(tǒng)。雖然在 IPv4 之后發(fā)布，但 IPsec 被改造為 IPv4。它對于 IPv4 仍然是可選的，但對于 IPv6 是強制性的。 IPsec 提供一系列安全服務(wù)，包括訪問控制、無連接完整性、數(shù)據(jù)源身份驗證、防止重放、機密性（即加密）和有限的流量機密性。 這組服務(wù)是通過使用兩個流量安全協(xié)議（身份驗證標頭 (AH) 和封裝安全負載 (ESP)）以及加密密鑰管理程序和協(xié)議來提供的。 

然而，使用這些協(xié)議提供的安全級別最終取決于它們的實施方式和實施它們的操作環(huán)境（Web 主機或安全網(wǎng)關(guān)環(huán)境）。 因此，簡而言之，如果實施和配置得當，IPv4 網(wǎng)絡(luò)可以像 IPv6 網(wǎng)絡(luò)一樣安全。因此，不要將安全性作為您的標準的一部分來決定為您的網(wǎng)站或網(wǎng)絡(luò)采用哪個。

IP地址的不同格式

 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議允許將數(shù)據(jù)塊（也稱為數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報）從源傳輸?shù)侥康牡兀康牡赜煞Q為 IP 地址的唯一地址標識。我們已經(jīng)詳細介紹了當今存在的兩個版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。雖然 IPv4 構(gòu)成了當今流量的大部分，但最終它會在必要時過渡到 IPv6。因此，了解 IPv6 和 IPv4 以及它們在地址、報頭、速度和安全性方面的比較非常重要。