[计算机网络]Ipv4和Ipv6的区别

IPv4与IPv6的11个主要区别。

下面是IPv4和IPv6之间的11个主要区别。

1. IPv6提供了一个令人惊叹的地址数量。
   IPv6是为了解决IPv4地址耗尽而引入的。IPv4的地址大小为32位，而IPv6的地址大小为128位。IPv6的格式可以支持令人难以置信的大量网络地址组合。而IPv4大约只能提供40亿个地址，IPv6可以提供大约340万亿亿亿个IP地址。从IPv6开发至今，IPv6协议已经解决了IPv4枯竭问题，并提供了额外的好处和服务。

2. IPv4和IPv6具有不同的地址表示方式。
   IPv4地址使用十进制表示法，而IPv6地址使用十六进制表示法，这是最高效的阅读和记忆方式。由于IPv4的尺寸较小（32位），可以使用十进制表示法编写和记忆，结果为四个十进制数。但是，使用十进制来表示IPv6地址（128位）将是不可能的，因此IPv6地址使用十六进制数字。每个十六进制数字由4位组成，总共有32个十六进制数字。

3. IPv6具有缩短技术，而IPv4没有。
   IPv6 格式有助于扩展寻址能力。IPv6 地址可以使用双冒号缩写，省略前导零。双分号可以省略 IPv6 地址的整个部分。例如，IPv6 地址 ff06:0:0:0:0:0:0:c3 可以写成 ff06::c3。这种缩写是为了简化 IPv6 地址符号。还要记住，双冒号（:😃 只能使用一次，以省略 IPv6 地址中的连续零段.这是为了避免歧义。

4. IPv6和IPv4的地址类型和范围是不同的。
   IPv6有三种类型的地址：全局单播地址（Global Unicast Address）、唯一本地地址（Unique Local）和链路本地地址（Link-Local）。IPv6全局单播地址与IPv4的公共地址具有相同的目的——在互联网上进行路由。互联网机构将这些地址分配给ISP或LIR，后者通过租赁或销售将其分配给用户。IPv4和IPv6之间的区别在于内部本地地址或私有地址空间。IPv4使用保留的数字范围（A类、B类和C类）的内部地址，这些地址在互联网上不进行公共路由。然而，IPv6使用两种类型的内部地址：唯一地址和链路本地地址。唯一地址在内部网络或VPN上进行路由，而链路本地地址仅用于单个网络域，不进行外部或内部路由。

5. IPv6的全局唯一地址与IPv4的公共地址有所不同。
   IPv4和IPv6地址格式都分为网络部分和主机部分，以及由子网划分产生的第三部分。但是，为了处理IPv6的较大尺寸，还必须对其进行额外的调整。IPv6可以省略整个主机前缀。这个特性可以帮助减小路由表的大小，并在互联网上实现更快、更高效的路由。例如，IPv6的网络前缀（高64位）可以被分组为单个前缀（例如/48或/64），而主机前缀可以完全省略。

6. 不同的本地地址分配方式（DHCP vs. 自动分配）。
   在IPv4中，本地地址是通过第三方DHCP服务器或手动配置分配的，在一些情况下，还可以在子网内自动分配一个链路本地IP：169.254.0.0/16。对于IPv6的本地地址，也可以通过DHCPv6进行动态分配，但不是强制性的。IPv6地址可以使用两种类型的自动配置（有状态和无状态）进行动态分配。IPv6有状态自动配置或DHCPv6类似于IPv4的DHCP，而无状态自动配置不同，并且现在是IPv6环境中的默认模式。在IPv6的无状态自动配置中，低64位（接口ID）是根据物理地址（MAC）使用扩展唯一标识符（EUI-64）格式的指导方针推导得出的。

7. IPv6的头部比IPv4更精简。
   在IPv4中，头部长度限制为60字节，而在IPv6中，最大长度为40字节。其中一个原因是IPv6的头部不使用校验和字段，而IPv4的数据包会使用校验和字段。IP中的错误检查由其他层（如TCP）执行，因此校验和字段是多余的。在两个或三个层级上进行校验和检查和重新计算会导致路由效率低下。分段字段是另一个例子。IPv6要求分段必须由IPv6下面的层以及发送方提供。而在IPv6中，分段字段从强制性变为可选项。

8. IPv4需要使用NAT（网络地址转换）；IPv6不需要。
   在IPv4世界中，网络地址转换（NAT）是重用IP地址空间所需的协议。NAT将公共IP地址映射到私有IP地址，使网络更安全并节省地址空间。然而，糟糕的NAT实现可能会使网络变慢和更加复杂。IPv6没有地址短缺问题，因此不需要NAT。NAT提供的额外地址空间与IPv6寻址范围可能的大规模地址空间无法相提并论。实际上，希望使用IPv6的新网络实现建议避免使用NAT。

9. 在IPv4中，必须实现IPSec，而在IPv6中，它是内建的。
   互联网协议安全（IPSec）是一种提供数据包认证和加密机制的网络协议。IPSec是虚拟专用网络（VPN）中常用的安全协议。在IPv4中，IPSec是一个可选字段；而在IPv6中，它是内建的，始终可用。虽然它仍然是可选的（意味着可以禁用它），但任何新的IPv6实现都支持IPSec。尽管IPSec在IPv6中是内建的，但并不意味着它自动比IPv4更安全。糟糕的IPSec实现与没有任何安全措施一样不安全。

10. IPv4进行广播，而IPv6进行组播和任播。
    IPv4上可以进行广播消息。通过广播消息，任何设备都可以向所有连接的节点发送数据包。然而，由于性能问题，IPv4中的广播消息必须受到限制。IPv6中的广播概念早已不存在。IPv6依靠其他技术（如组播或任播）来提供类似的功能。组播是发送到特定组域的消息。此外，IPv6引入了新的任播概念，即向设备组中的任何成员发送消息。

11. IPv4与IPv6的速度。哪个更快？
    就速度而言，这两种协议之间只有微小的差异。理论上，IPv6应该稍微更快，因为它不需要使用NAT（网络地址转换）将一个IP地址映射到另一个IP地址。然而，IPv6的数据包长度较长，因此理论上它应该比IPv4更慢。正如前面所示，IPv6使用128位，而IPv4使用32位。

因此，实际上IPv4和IPv6之间的速度差异是什么？目前，导致这两者速度差异的原因是IPv4（包括所有底层基础设施、软件等）比IPv6更加成熟、受支持和优化。但是由于IPv6不需要NAT，并且依赖组播技术，在直接连接测试时速度更快。因此，随着IPv6技术的成熟，其速度将会更快。一个在速度方面明显更好的应用示例是 IPv6代理服务器.