详细对比IPv4与IPv6的区别

在互联网世界中，IP地址是通信平台，我们应该知道IPv4与IPv6地址之间的比较。早些时候，互联网使用 IPv4，但后来转向 IPv6。许多人是否想知道为什么需要迁移到 IPv6 及其意义？基本上，对于那些不知道 IPv4 和 IPv6 是什么的人来说，这些是为系统提供地址的互联网协议。但是，从 IPv4 逐渐过渡到 IPv6。两者之间的差异是巨大的。由于 IPv4 地址用尽，需要转移到一个新号码以便更好地通过 Internet 访问。

但是，在您开始将业务从 IPv4 过渡到 IPv6 之前，您必须了解这两种 Internet 协议的性质。在本文中，我们提到了两者的不同之处、它们的特性、为什么需要进行这种过渡、何时进行这种过渡、IPv6 相对于 IPv4 的优势、过渡时的挑战以及其他必要的细节。在讨论差异之前，我们必须先看看 IPv4 和 IPv6 是什么？

什么是 IPv4？[定义]

IPv4 确定了 Internet 协议版本 4，有四组数字。其中每个数字的范围可以从 0 到 255，形成不同的组合。例如，100.45.30.23 是TCP/IP 模型中的 IPv4 格式 IP 地址。IPv4 使用 32 位 IP 地址，为您提供 IP 地址 - 232 或 4,294,967,296。

IPv4 在 1980 年代初被引入市场。我们通常使用IP 地址来识别任何系统并通过网络连接它。在那之后，DNS（域名服务器）进入图片以便轻松访问系统，因为记住各种设备的 IP 地址可能会令人困惑。DNS 应运而生，将 IP 地址转换为人类可读的格式，以消除这一挑战。例如，您用于使用浏览器导航到网站的 URL。

因此，每当您提出请求时，请通过浏览器导航至“ www.google.com ”。DNS会将 URL 名称转换回 IP 地址 ( 216.58.196.14 )，如上图所示。与 IPv4 地址相比，它可以让您轻松浏览互联网。

IPv4的特点

• 它提供无连接协议。
• 您可以使用 IPv4 在不同类型的设备上创建简单的虚拟化通信层。
• 存储地址消耗的内存更少，更容易记住地址。
• 它已得到全球数百万台设备的广泛支持。
• 它广泛支持视频库和会议。

什么是 IPv6？

在这里，IPv6 代表 Internet 协议版本 6。它于 1990 年代推出以取代 Internet 协议版本 4。IPv6 不是使用 32 位地址，而是使用扩展了地址范围的 128 位地址。它提供八组扩展地址组合，其中四组是用冒号分隔的十六进制数字。

随着 IPv4 下的地址越来越短，它出现了，并且需要一个新的地址集来指定 Internet 上的设备。IPv6 允许理论上 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 或340 个 undecillion 地址，为 Internet 上可用的每台设备提供唯一的 IPv6 地址。

IPv6 地址示例如下所示 - 2002:0de6:1001:4042:0110:8c2e:0370:7264。IPv6 还克服了 IPv4 面临的几个挑战。在这里，我们将解释 IPv6 如何优于 IPv4。

IPv6的特点：

• 您将获得分层寻址和路由基础设施。
• 您将获得设备的有状态和无状态配置。
• 您可以通过其高端支持轻松相处。
• 它非常适合相邻节点交互。

IPv4 与 IPv6：我们为什么需要转型？

IP 地址用于为每个设备提供单独的地址空间。每个设备都使用 IP 地址唯一标识。IP 与传输控制协议（也称为 TCP/IP）一起作为 Internet 协议套件的组成部分提供。该套件设置了通过网络寻址、传输和接收数据的规则。

最常用的 IP 格式之一是 IPv4 地址，也称为点分四进制，xxxx，其中 x 的范围在 0 到 255 之间。例如，162.0.92.146。IPv4 是一个 32 位地址空间，仅限于 232 个唯一主机，即大约 43 亿个 IPv4 地址。

2011 年，互联网号码分配机构宣布他们的 IPv4 地址可用空间已用完。然后他们想到从互联网上恢复未使用的 IPv4 地址空间，然后从中创建一个恢复的地址池。2014 年，IANA 再次重新分配池地址，导致不再分配 IPv4 地址。

为了克服地址空间的这种愤怒，互联网逐渐过渡到 IPv6 地址空间，以为设备提供更多的地址空间。互联网工程任务组在 1998 年提出了 IPv6 地址空间，提供了 128 位地址和一组四个十六进制数字（使用数字 0-9 加上字母 AF），用冒号分隔（例如，2022:gb8::8a6f： 762:7107)。

我们如何用完 IPv4 地址

最初，人们认为大约 43 亿个地址足以满足互联网需求。但只有当连接到互联网的设备数量较少时才有可能，每个设备都有一个唯一的 IP 地址。但随着时间的推移，随着数字化程度的提高，对移动设备的需求也随之增加。这导致每个人使用不同 IP 地址的设备数量增加。

随着时间的推移，设备数量已超过 460 亿，IPv4 地址不再可用。此外，许多 IPv4 地址已被保留用于特殊目的。大约 1800 万个 IPv4 地址仅可用于私有寻址。许多一流的组织无论是否需要，都在内部网络上利用私有地址。另有 2.7 亿专用于多播地址。

此外，如果您想要一些唯一的 IP 地址，则需要花费一大笔钱。一项 研究估计，到 2020 年，合法市场的每个地址的成本为 36 美元。甚至大量的黑色营销都在那里为不同目的获得合法的 IPv4 地址。因此，IPv6 不是一种选择；它是出于必要。

IPv6 优于 IPv4 地址的好处

用完 IPv4 地址空间会导致我们使用更新版本的 IP 地址 IPv6。不幸的是，这个较新的版本不向后兼容 IPv4 版本。因此，您不能互换使用它们。因此，允许组织或个人过渡到较新版本或维护具有 IPv4 和 IPv6 方法的双栈。

同时拥有这两种选择会占用大量投资、资源等。此外，它不会为您的客户增加任何附加价值。但是，如果您正在努力选择其中之一，您可以考虑 IPv6 的几个好处，并在可能的情况下开始过渡。它们不仅会为您提供更大的地址空间，还会让您的沟通更加高效。以下是您在从 IPv4 过渡到 IPv6 时会遇到的一些好处。

• 扩展地址空间

众所周知，提出IPv6想法的主要原因是为了克服IPv4地址池不足的问题。这一切都归功于 IPv6 的 128 位结构，提供了扩展的地址空间，因此全球每个人都可以拥有多个私人连接。未来，您将获得足够好的空间来迎合重要的 IP 地址密集型技术，例如物联网。

与 IPv4 地址分配不同，已经采取了一些预防措施来确保 IPv6 地址的有效使用和分配。IPv4 地址可用性的主要问题是一些公司的“地址囤积”。他们“储存”了他们从未真正需要或完全使用过的地址。他们甚至没有交出未使用的地址。因此，通过制定分配策略来确保正确的 IPv6 地址分配。

• 更轻松高效的沟通

由于增加了地址空间，IPv6 可确保通过 Internet 进行更轻松的通信。现在，每个设备都可以拥有其唯一的全局地址，而无需复杂的路由方法，例如转换网络地址 (NAT)。

但是考虑到 IPv4 的情况，NAT 提供了一种保存 IPv4 地址的方法。对于具有端到端通信的应用程序开发来说，这是一个重要的障碍，因为它们通常需要创造性的解决方法来进行 NAT 遍历。IPv6 消除了这一障碍，从而加快了开发速度、简化了通信并节省了资源。

• 自动配置

这是 IPv4 和 IPv6 之间的显着差异之一。在 IPv6 的情况下，您将获得无状态地址自动配置。但是，对于 IPv4，您将需要一个 DHCP 服务器来将地址分配给 Internet 上的特定设备。

使用 IPv6，路由器将向所有连接的设备提供所需的网络 ID，以生成特定的主机 ID（最后 64 位），从而产生完整的 IPv6 地址。设备发送请求网络地址的“路由器请求”(RS) 请求。然后，设备将从“路由器通告”（RA）中得到响应。

这是否消除了对 DHCP 服务器的要求？并不真地。因为如果你有一个 IPv4 和 IPv6 的双栈网络，你需要配置一个 DHCP 服务器来管理 IPv4 地址空间。但即使您是双栈但只有 IPv6，您也需要服务器为您的设备提供其他 DHCP 选项。在某些情况下，您需要设置类似于 IPv4 的“有状态”配置，以实现更可控的 IP 地址管理。

• 增加流动性

由于 IPv4 限制的增加导致强制实施一种特殊的 IP 协议，该协议仅适用于使用三角路由概念的称为移动 IP (MIP) 的移动设备。由于 IPv4 空间的地址池越来越少，让移动设备在漫游时保持其 IP 地址几乎是不可能的。它可以防止跨位置跟踪移动设备。因此，每当设备移动到新网络时，都会为移动设备分配一个新的 IP 地址，从而通过其家庭网络路由所有流量。已经更新到新地址了，造成了很多不必要的流量。

与移动 IPv4 不同，IPv6 中的流程经过优化，因为它消除了不必要的三角路由并使用直接路由。在这种情况下，每当设备漫游时，它们都会使用家庭网络来通告其新 IP 地址并进行直接连接。这样，家庭网络就没有负担处理所有流量。

• 多播

多播是指将消息发送到想要接收这些消息的多个目的地。您可以使用 IPv4 发送多播消息，但它是可选的。但是，它会在未经所有人同意的情况下向所有人广播消息，从而产生不必要的开销。因此，为了保证效率，IPv6 根本不支持多播。

IPv4 与 IPv6：头对头比较

IPv4 和 IPv6 都是为连接到网络的设备提供不同地址空间的地址。他们可能有相同的目的，但他们的工作是不同的，因为他们有不同的特点和好处。我们已经提到了一些基于某些因素的快速差异。

差异	IPv4	IPv6
寻址方式	用点 (.) 分隔的二进制位指定数字地址	用冒号 (:) 分隔的二进制位和十六进制指定字母数字地址。
地址类型	可用于单播、广播和多播。	可用于单播、多播和任播。
地址掩码	对于指定网络	不曾用过。
标题字段	12个标题字段	8个标题字段
标题字段的长度	20长	40长
校验和	是的，它有。	没有校验和字段。
班级数	等级从 A 到 E。	无限数量的 IP 地址。
配置	必须分配 IP 地址和路由。	配置是可选的
超大规模	支持 VLSM	不支持 VLSM
碎片化	通过发送和转发路由来完成。	由发件人完成。
路由信息协议 (RIP)	由 routed 守护程序支持。	不支持，因为它使用静态路由。
网络配置 (NC)	手动或使用 DHCP。	自动配置。
SNMP	系统管理协议	SNMP 不支持 IPv6。
移动性和互操作性	由于受限的网络拓扑，它具有受限的移动性和互操作性能力。	IPv6 提供嵌入式互操作性和移动性功能。

过渡期间遇到的挑战

尽管转换到 IPv6 地址空间有很多好处，但您可能会面临各种挑战。因此，在开始过渡证明对您的业务有益时，您必须考虑各个方面。以下是过渡期间遇到的一些挑战。在继续之前考虑它们。

• 适当的计划会耗费大量时间

IPv6 与 IPv4 非常不同，您不能将其视为 IPv4 的继任者。如果您正在考虑将您的网络过渡到 IPv6，则需要大量的变通方法。过渡到 IPv6 需要更多资源。每家愿意进行这种过渡的公司都必须确保他们有适当的过渡计划，因为过渡失败的可能性很大。IT 团队在他们的雷达上跟踪每台设备，以提供唯一的 IP 地址。跟踪每台设备并非易事，需要手动和自动参与此过程。

• 兼容性问题

您必须知道，每台设备都不显示与 IPv6 地址空间的兼容性。大多数应用软件和网络解决方案不支持 IPv6。为了消除失败的可能性，您必须进行严格的测试过程来验证网络上的所有内容，以确保特定应用程序在迁移到新协议后能够高效工作。IT 团队必须考虑事实，例如如果设备和应用程序与 IPv6 不兼容，如何支持它们。

许多公司在过渡期间使用双栈实现来克服这个兼容性问题，他们同时处理 IPv4 和 IPv6。但是，管理这两个版本可能会带来安全挑战，因为您可能无法管理系统如何选择要使用的连接类型。

• 不同的格式

记住 IPv4 地址很复杂，但更难记住 IPv6，因为它由数字和十六进制组合组成。在手动输入 IPv6 地址时，这可能会导致更高的错误。在关键情况下使用或连接时最好自动化输入 IPv6 地址的过程。

• 需要熟练的团队来处理网络

在过渡之前，您的所有网络团队，包括网络管理员、安全分析师和其他人，都必须了解 IPv4 和 IPv6 之间的显着差异。它们的工作方式不同，其中 Ipv6 更为关键，还需要考虑其他因素。此外，IT 团队必须知道如何解决和排除与 IPv6 网络相关的问题。因此，请确保您有足够的资源和训练有素的员工来处理这一过渡。

• 安全问题

由于 IPv6 比 IPv4 确保更高的安全性，因此您仍然必须检查安全漏洞。未经测试，您不得从过渡开始。您可以遵循几个最佳实践，通过禁用自生成 IP 地址并允许列表检查允许的 IPv6 地址以进行授权访问，从而确保完全安全。团队必须确保适当的网络分段并阻止特定流量以阻止网络攻击。您甚至可以利用有状态的 DHCPv6 来实现更好的活动跟踪、可追溯性和可见性，从而提高安全性。

• 标头

结论

由于您在阅读了 IPv4 和 IPv6 地址之间的区别后对本文非常熟悉；还有IPV4与IPv6之间的比较。每个设备都由其 IP 地址唯一标识，并且需要与网络上的其他设备建立连接。互联网协议有两个版本——IPv4 和 IPv6。今天，大多数设备已分配到 IPv4 地址空间。但是，随着 IPv4 地址空间用完，除了迁移到 IPv6 之外，我们别无选择。因此，有必要开发一个新的地址空间来迎合互联网上更多的设备，即128位地址的IPv6。

IPv6地址空间被认为足够多年。IPv6克服了 Pv4 协议的几个问题，包括安全性。但是，过渡到 IPv6 并不像大家想象的那么容易，并且需要时间和详细的网络知识。可能会出现几个挑战。因此，在进行过渡之前，请做好准备并使用正确的资源进行备份。