IPv4 与 IPv6：这两种 Internet 协议之间的差异

通信是互联网的核心。 无论是通过使用消息传递或聊天系统，还是填写动态表格，与其他计算机对话对于该过程都至关重要。 Internet 协议 (IP) 帮助机器相互通信，尽管有不同的版本。 因此，您经常会想知道是使用 IPv4 还是使用 IPv6。

答案在某些方面很简单，但在其他方面很复杂。 但是，为了得出结论，您需要了解一些历史、关键差异等等。 从那里，您可以权衡要使用的协议。

在这篇文章中，我们将讨论 IPv4 与 IPv6 的几乎所有元素。 首先，我们将让您快速了解 IP 是什么。

IP快速入门

与域名系统 (DNS) 一起，IP 地址是我们在网络上移动的关键组成部分。 事实上，没有它，数据根本无法传播。

大多数漂浮在网络上的数据都分解成“数据包”。 这使得传输更容易，减少了错误的数量，并缩短了处理时间。 为了使每个数据包最终到达正确的位置（并最终以正确的顺序），它将具有专用的 IP 信息。

在大多数情况下，这将是对目标机器 IP 地址的引用。 您可以在各处查看 IP 地址。 您的计算机和路由器将拥有专用地址，您可以通过 WhatsMyDNS 等在线工具找到特定网站网络的 IP 地址：

如果两个数据包具有相同的 IP 地址，则它们最终会出现在同一台计算机上。 这是一种简单的方法，效果很好，我们可以在网络上运行世界。

IPv4 和 IPv6 的区别

然而，虽然使用 IP 的过程很简单，但还有更多需要发现。 有多个版本需要考虑，如果这是一个新概念，可能会让您感到困惑。

在接下来的几节中，我们将讨论 IPv4 与 IPv6，然后尝试回答您可能对每种协议提出的一些问题。

IPv4

尽管名称如此，但这是该 IP 的第一个版本，它是 80 年代初的一项技术。 您将知道使用 IPv4 的 IP 地址是什么样的，因为它是标准的——由句点分隔的四位数字的集合：

192.0.2.0

我们称之为 32 位长度，它的表示是十进制。 IP 地址中的每个部分都使用 8 位格式。 这些数字中的每一个都可以从 0（零）到 255。当您计算并考虑每个可用数字时，有 43 亿个选项。 这似乎很多，您需要牢记这一点，以便在本文后面进行。

关于 IPv4 还有一些其他有趣的点，但如果您是非技术人员或非开发人员，它们就没有那么重要了：

• 该协议使用可变的标头大小，不大于 60 字节。
• 它不提供身份验证和加密。
• IPv4 没有数据包流标识。
• 它支持两种配置：手动和动态主机配置协议 (DHCP)。

IPv6 在某些方面与 IPv4 不同。 在下一节中，我们将更详细地了解它。

IPv6

正如您可以从版本编号中猜到的那样，IPv6 是该协议的新版本，旨在解决 IPv4 的一些固有问题。 在某种程度上，这类似于文件传输协议 (FTP) 和安全文件传输协议 (SFTP) 的不同之处。

事实上，IPv6 也是来自互联网工程任务组 (IETF) 的一项技术。 技术标准出现在 1995 年，提供 128 位地址而不是 IPv4 的 32 位长度：

1234:ABCD:5678:EFAB:9012:CDEF:3456:ABCD

然而，这并不是它与旧协议的唯一区别：

• 它具有内置的 Internet 协议安全性 (IPsec)。
• 地址表示是十六进制的。
• IPv6 使用 60 字节的固定标头长度。
• IPv4 仅使用数字，而 IPv6 使用字母和数字。 这（部分）是由于需要，因为每个块（由冒号分隔）具有 16 位长度。

还有其他差异，但 IPv6 存在的原因之一。 让我们接下来讨论这个因素。

我们需要 IPv6 的主要原因

如果没有互联网的兴起和扩张，关于 IPv4 与 IPv6 的争论和困惑甚至都不存在。 事实上，每个协议对它可以生成的 IP 地址的数量都有理论上的限制。 这一点很重要：如果我们的互联网地址用完了，我们就无法将新机器添加到全球网络中。 互联网将不得不停止增长。

IPv4 可以生成超过 40 亿个地址，这是一个巨大的数字——尤其是对于 1983 年而言。但是，对于我们在 21 世纪使用互联网的方式来说，这还不够。 早在 90 年代，网络研究人员就知道我们会用完地址，这就是我们拥有网络地址转换 (NAT) 等技术的原因。

有几个不同的组织负责分配 IP 号码和地址。 但是，在 2010 年代，这些资源池中的剩余数字不再可用。 这意味着 IPv4 地址现在来自发布给特定 Internet 服务提供商 (ISP) 的未分配块，或回收旧的未使用 IPv4 地址。

为什么 IPv6 将拯救世界

IPv6 之所以出现，是因为 IPv4 地址耗尽问题。 因为它是 128 位，因此更长，我们可以生成更大容量的新数字。 事实上，您可以生成超过 1,024 倍于 IPv4 的地址数量。 我们拥有的一些未使用的 IP 地址将用于过渡到 IPv6。

IPv6 还将解决一些在 80 年代初期不适用或不太明显的其他问题：

• 它对多播寻址的支持意味着我们可以同时将需要大量带宽的数据包流发送到多个位置。 例如，这将提高流媒体等领域的网络性能。
• IPv6 还可以为一台设备分配多个 IP 地址。 这意味着设备或机器可以同时保持与多个网络的连接，并延长其正常运行时间。
• IPv6 固有的自动配置意味着它可以比手动方法更快地生成 IP 地址并连接到网络，并且不需要用户输入。

尽管 IPv6 有巨大的好处和迫切的需求，但该协议并没有太多的采用。 大多数网络仍然在 IPv4 上运行。 即便如此，目前已经制定了将所有 IPv4 地址转换为 IPv6 的计划和战略，而且已经接近尾声——美国将从 2023 年开始这样做

为什么我们不使用 IPv5

在我们结束这篇文章之前，我们必须先谈谈缺少的协议版本。 很像 PHP 的版本编号——从 PHP5 到 PHP7 的跳跃——IP 版本也是如此。 原因也类似。

虽然 Apple、NeXT 和 Sun Microsystems 等公司确实开发了 IP 的第五个版本，但它并没有成为官方协议。 它具有 Internet 流协议 (ST) 的名称，并且确实在这些组织中看到了在实验基础上的使用。

普遍的共识是 ST/IPv5 在流数据方面非常出色，但我们已经看到了这一点。 ST 将发展视为我们今天用于语音聊天的 IP 语音 (VoIP) 的基础。

然而，ST/IPv5 的一大缺点是它具有 32 位格式。 这意味着它与 IPv4 存在相同的问题，因为它会用完可用的地址。 限制意味着它对现代网络不可行，这也是我们在 IPv4 和 IPv6 之间跳跃的直接原因。

IPv4 与 IPv6：选择哪一个

在大多数情况下，您应该选择 IPv4 还是 IPv6 的问题将有一个直截了当的“无答案”。 为了衡量哪种协议更好，您可以考虑三个不同的方面：

• 受欢迎程度和采用率。 使用 IPv6 的人数越多，该技术的可用性就越高。
• 速度和性能。 如果 IPv6 比 IPv4 快，那么想要采用它是有意义的。
• 厂商支持。 说到这一点，您需要网络主机、硬件制造商和您的操作系统 (OS) 来支持 IPv6 才能使用它。

值得将这些分解得更深入，因为一些基础统计数据有助于阅读。

受欢迎程度、支持率和采用率

当谈到受欢迎程度时，吸收速度很慢。 谷歌整理了其用户中 IPv6 可用性的统计数据，只有 38% 的用户使用该协议：

即便如此，有趣的是，北美和南美的大部分地区都有一定程度的访问权限，一些国家的采用率约为 45%。 对于英国 (UK)、澳大利亚和日本等国家/地区也是如此。 印度、沙特阿拉伯、法国、德国和希腊的采用率都在 50-60% 左右：

但是，如果制造商和网络主机不支持 IPv6，则没有理由切换。 W3Techs 网站报告说，大约 20% 的网站使用 IPv6，目前这不是一个令人鼓舞的数字。

表现

至于性能，IPv4 与 IPv6 之间似乎没有太大区别。 Sucuri 的旧比较并没有发现它们之间有任何明显的区别。 然而，Facebook 早在 2015 年就进行了一些性能测试，得出的结论是使用 IPv6 可能会带来速度优势。

Zivaro 站点还对 IPv4 与 IPv6 之间的性能进行了深入研究，得出的结论与我们将要得出的结论相同：视情况而定。 这是因为性能不是 IPv6 的主要目标，即使协议以蜗牛的速度运行，由于 IPv4 地址的耗尽，我们需要该技术。

选择 IPv6 而不是 IPv4

简短的回答是：如果可以，请选择 IPv6，并且如果您访问的每个站点都可以支持该协议。 但是，这里有很多警告和条件，我们不能将其作为可靠的答案。

过渡到 IPv6 的独特之处在于它需要所有 Web 用户（硬件制造商、Web 主机、计算机软件公司和最终用户）的共同努力。 因此，除非您对站点是否使用 IPv6 有直接影响，否则您可能不得不等到采用率上升。

包起来

IP 地址几乎运行整个网络。 您使用它们来查明，然后与其他计算机通信。 但是，需要考虑不同的协议版本。 IPv4 与 IPv6 是您需要研究的比较，但在许多情况下您不需要太担心。

这是因为许多主机在没有您输入的情况下设置了此设置。 即便如此，尽管 IPv4 的容量减弱，但许多主机还不支持 IPv6，或者提供的兼容性极低。 如果您可以选择，IPv6 更现代。 如果您没有选择的余地，我们的建议是不要在当前的写作中大汗淋漓。

您对 IPv4 与 IPv6 有任何疑问吗？ 在下面的评论部分询问！