IPv4 與 IPv6：這兩種 Internet 協議之間的差異

通信是互聯網的核心。 無論是通過使用消息傳遞或聊天系統，還是填寫動態表格，與其他計算機對話對於該過程都至關重要。 Internet 協議 (IP) 幫助機器相互通信，儘管有不同的版本。 因此，您經常會想知道是使用 IPv4 還是使用 IPv6。

答案在某些方面很簡單，但在其他方面很複雜。 但是，為了得出結論，您需要了解一些歷史、關鍵差異等等。 從那裡，您可以權衡要使用的協議。

在這篇文章中，我們將討論 IPv4 與 IPv6 的幾乎所有元素。 首先，我們將讓您快速了解 IP 是什麼。

IP快速入門

與域名系統 (DNS) 一起，IP 地址是我們在網絡上移動的關鍵組成部分。 事實上，沒有它，數據根本無法傳播。

大多數漂浮在網絡上的數據都分解成“數據包”。 這使得傳輸更容易，減少了錯誤的數量，並縮短了處理時間。 為了使每個數據包最終到達正確的位置（並最終以正確的順序），它將具有專用的 IP 信息。

在大多數情況下，這將是對目標機器 IP 地址的引用。 您可以在各處查看 IP 地址。 您的計算機和路由器將擁有專用地址，您可以通過 WhatsMyDNS 等在線工具找到特定網站網絡的 IP 地址：

如果兩個數據包具有相同的 IP 地址，則它們最終會出現在同一台計算機上。 這是一種簡單的方法，效果很好，我們可以在網絡上運行世界。

IPv4 和 IPv6 的區別

然而，雖然使用 IP 的過程很簡單，但還有更多需要發現。 有多個版本需要考慮，如果這是一個新概念，可能會讓您感到困惑。

在接下來的幾節中，我們將討論 IPv4 與 IPv6，然後嘗試回答您可能對每種協議提出的一些問題。

IPv4

儘管名稱如此，但這是該 IP 的第一個版本，它是 80 年代初的一項技術。 您將知道使用 IPv4 的 IP 地址是什麼樣的，因為它是標準的——由句點分隔的四位數字的集合：

192.0.2.0

我們稱之為 32 位長度，它的表示是十進制。 IP 地址中的每個部分都使用 8 位格式。 這些數字中的每一個都可以從 0（零）到 255。當您計算並考慮每個可用數字時，有 43 億個選項。 這似乎很多，您需要牢記這一點，以便在本文後面進行。

關於 IPv4 還有一些其他有趣的點，但如果您是非技術人員或非開發人員，它們就沒有那麼重要了：

• 該協議使用可變的標頭大小，不大於 60 字節。
• 它不提供身份驗證和加密。
• IPv4 沒有數據包流標識。
• 它支持兩種配置：手動和動態主機配置協議 (DHCP)。

IPv6 在某些方面與 IPv4 不同。 在下一節中，我們將更詳細地了解它。

IPv6

正如您可以從版本編號中猜到的那樣，IPv6 是該協議的新版本，旨在解決 IPv4 的一些固有問題。 在某種程度上，這類似於文件傳輸協議 (FTP) 和安全文件傳輸協議 (SFTP) 的不同之處。

事實上，IPv6 也是來自互聯網工程任務組 (IETF) 的一項技術。 技術標准出現在 1995 年，提供 128 位地址而不是 IPv4 的 32 位長度：

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

然而，這並不是它與舊協議的唯一區別：

• 它具有內置的 Internet 協議安全性 (IPsec)。
• 地址表示是十六進制的。
• IPv6 使用 60 字節的固定標頭長度。
• IPv4 僅使用數字，而 IPv6 使用字母和數字。 這（部分）是由於需要，因為每個塊（由冒號分隔）具有 16 位長度。

還有其他差異，但 IPv6 存在的原因之一。 讓我們接下來討論這個因素。

我們需要 IPv6 的主要原因

如果沒有互聯網的興起和擴張，關於 IPv4 與 IPv6 的爭論和困惑甚至都不存在。 事實上，每個協議對它可以生成的 IP 地址的數量都有理論上的限制。 這一點很重要：如果我們的互聯網地址用完了，我們就無法將新機器添加到全球網絡中。 互聯網將不得不停止增長。

IPv4 可以生成超過 40 億個地址，這是一個巨大的數字——尤其是對於 1983 年而言。但是，對於我們在 21 世紀使用互聯網的方式來說，這還不夠。 早在 90 年代，網絡研究人員就知道我們會用完地址，這就是我們擁有網絡地址轉換 (NAT) 等技術的原因。

有幾個不同的組織負責分配 IP 號碼和地址。 但是，在 2010 年代，這些資源池中的剩餘數字不再可用。 這意味著 IPv4 地址現在來自發布給特定 Internet 服務提供商 (ISP) 的未分配塊，或回收舊的未使用 IPv4 地址。

為什麼 IPv6 將拯救世界

IPv6 之所以出現，是因為 IPv4 地址耗盡問題。 因為它是 128 位，因此更長，我們可以生成更大容量的新數字。 事實上，您可以生成超過 1,024 倍於 IPv4 的地址數量。 我們擁有的一些未使用的 IP 地址將用於過渡到 IPv6。

IPv6 還將解決一些在 80 年代初期不適用或不太明顯的其他問題：

• 它對多播尋址的支持意味著我們可以同時將需要大量帶寬的數據包流發送到多個位置。 例如，這將提高流媒體等領域的網絡性能。
• IPv6 還可以為一台設備分配多個 IP 地址。 這意味著設備或機器可以同時保持與多個網絡的連接，並延長其正常運行時間。
• IPv6 固有的自動配置意味著它可以比手動方法更快地生成 IP 地址並連接到網絡，並且不需要用戶輸入。

儘管 IPv6 有巨大的好處和迫切的需求，但該協議並沒有太多的採用。 大多數網絡仍然在 IPv4 上運行。 即便如此，目前已經制定了將所有 IPv4 地址轉換為 IPv6 的計劃和戰略，而且已經接近尾聲——美國將從 2023 年開始這樣做

為什麼我們不使用 IPv5

在我們結束這篇文章之前，我們必須先談談缺少的協議版本。 很像 PHP 的版本編號——從 PHP5 到 PHP7 的跳躍——IP 版本也是如此。 原因也類似。

雖然 Apple、NeXT 和 Sun Microsystems 等公司確實開發了 IP 的第五個版本，但它並沒有成為官方協議。 它具有 Internet 流協議 (ST) 的名稱，並且確實在這些組織中看到了在實驗基礎上的使用。

普遍的共識是 ST/IPv5 在流數據方面非常出色，但我們已經看到了這一點。 ST 將發展視為我們今天用於語音聊天的 IP 語音 (VoIP) 的基礎。

然而，ST/IPv5 的一大缺點是它具有 32 位格式。 這意味著它與 IPv4 存在相同的問題，因為它會用完可用的地址。 限制意味著它對現代網絡不可行，這也是我們在 IPv4 和 IPv6 之間跳躍的直接原因。

IPv4 與 IPv6：選擇哪一個

在大多數情況下，您應該選擇 IPv4 還是 IPv6 的問題將有一個直截了當的“無答案”。 為了衡量哪種協議更好，您可以考慮三個不同的方面：

• 受歡迎程度和採用率。 使用 IPv6 的人數越多，該技術的可用性就越高。
• 速度和性能。 如果 IPv6 比 IPv4 快，那麼想要採用它是有意義的。
• 廠商支持。 說到這一點，您需要網絡主機、硬件製造商和您的操作系統 (OS) 來支持 IPv6 才能使用它。

值得將這些分解得更深入，因為一些基礎統計數據有助於閱讀。

受歡迎程度、支持率和採用率

當談到受歡迎程度時，吸收速度很慢。 谷歌整理了其用戶中 IPv6 可用性的統計數據，只有 38% 的用戶使用該協議：

即便如此，有趣的是，北美和南美的大部分地區都有一定程度的訪問權限，一些國家的採用率約為 45%。 對於英國 (UK)、澳大利亞和日本等國家/地區也是如此。 印度、沙特阿拉伯、法國、德國和希臘的採用率都在 50-60% 左右：

但是，如果製造商和網絡主機不支持 IPv6，則沒有理由切換。 W3Techs 網站報告說，大約 20% 的網站使用 IPv6，目前這不是一個令人鼓舞的數字。

表現

至於性能，IPv4 與 IPv6 之間似乎沒有太大區別。 Sucuri 的舊比較並沒有發現它們之間有任何明顯的區別。 然而，Facebook 早在 2015 年就進行了一些性能測試，得出的結論是使用 IPv6 可能會帶來速度優勢。

Zivaro 站點還對 IPv4 與 IPv6 之間的性能進行了深入研究，得出的結論與我們將要得出的結論相同：視情況而定。 這是因為性能不是 IPv6 的主要目標，即使協議以蝸牛的速度運行，由於 IPv4 地址的耗盡，我們需要該技術。

選擇 IPv6 而不是 IPv4

簡短的回答是：如果可以，請選擇 IPv6，並且如果您訪問的每個站點都可以支持該協議。 但是，這裡有很多警告和條件，我們不能將其作為可靠的答案。

過渡到 IPv6 的獨特之處在於它需要所有 Web 用戶（硬件製造商、Web 主機、計算機軟件公司和最終用戶）的共同努力。 因此，除非您對站點是否使用 IPv6 有直接影響，否則您可能不得不等到採用率上升。

包起來

IP 地址幾乎運行整個網絡。 您使用它們來查明，然後與其他計算機通信。 但是，需要考慮不同的協議版本。 IPv4 與 IPv6 是您需要研究的比較，但在許多情況下您不需要太擔心。

這是因為許多主機在沒有您輸入的情況下設置了此設置。 即便如此，儘管 IPv4 的容量減弱，但許多​​主機還不支持 IPv6，或者提供的兼容性極低。 如果您可以選擇，IPv6 更現代。 如果您沒有選擇的餘地，我們的建議是不要在當前的寫作中大汗淋漓。

您對 IPv4 與 IPv6 有任何疑問嗎？ 在下面的評論部分詢問！