IPv4和IPv6的区别

互联网协议版本4(IPv4)是当今世界的定义标准，但它正被更先进的IPv6所取代，以帮助解决迫在眉睫的IP地址枯竭问题。IPv4使用32位来定义每个地址，总的来说，大约有40亿个地址。这在其成立之初是一个巨大的数字，但随着互联网的蓬勃发展，这个地址池预计将在2010年或2011年耗尽。IPv6每个地址使用128位。从这个角度来看，如果我们把宇宙中已知的恒星数量拿出来，然后对这个数字进行平方，结果只会比IPv6的地址数量略大。

IP 地址是一个数字，用于唯一标识全局计算机网络中的主机。在一个真实的单词示例中，可以像带有国家/地区代码的电话号码一样思考，该电话号码对于联系一个人是唯一的。如果爱丽丝想给鲍勃打电话，爱丽丝会打电话给鲍勃的电话号码，如果爱丽丝想向鲍勃发送数据包，正好在数据包通信中；爱丽丝会将数据包发送到鲍勃唯一的 IP 地址。这些 IP 地址称为公共 IP 或真实 IP。想想一个案例，爱丽丝打电话给鲍勃的办公室，打出分机号码联系鲍勃，分机号码无法从外面联系到，因为这个分机是私人的。(分机 8659219) ，相同的分机号码也可以存在于另一家公司中。(B公司分机 8659219)。就像在IP世界中一样，也有专用IP地址在专用网络内使用。这是无法从外部直接访问的，也不是唯一的。

IP耗尽的问题迫使人们想出了复杂的方法来保护地址。复杂的算法对需要破译每个数据包并确定其目的地的路由器来说是一种负担。在与移动网络合作时，IPv4也会受到影响，因为设备可以从一个网络移动到另一个网络。IPv6解决了这些问题，因为庞大的地址数量使得复杂的算法变得没有必要。

IPv4

在 RFC 791 中定义

https://tools.ietf.org/html/rfc791

这是一个用于标识主机的 32 位数字。因此，总地址空间为 232，几乎等于 4×109。IP以有阶级和无阶级的概念运作，以克服地址短缺的问题。有类网络是用于识别网络和网络主机的寻址计划。IPv4 有 5 类 A、B、C、D 和 E。在 A 类中，32 位的前 8 位标识网络，B 类是前 16 位，在 C 类中是 24 位。如果考虑 C 类地址，则前 24 位标识网络部分，后 8 位标识该特定网络中的主机。理论上，C 类网络只能包含 28 个主机，即 256 个主机。

由于地址空间的限制，CIDR(无类别域间路由)于 1993 年引入。CIDR具有固定的网络部分和主机部分，而是引入了具有相关子网掩码的可变长度的网络和主机部分。

IPv6

在 RFC 2460 中定义

https://tools.ietf.org/html/rfc2460

引入 IPv6 是为了克服 IP 地址空间的不足。IPv6 是一个 128 位数字，地址空间为 2128(约 3.4×1038)。这提供了克服寻址空间问题和路由流量的灵活性。

地址格式：

在IPv6中，前64位定义网络部分，其余64位是主机地址部分。IPv4 以 4 个 8 位二进制块表示，而 IPv6 由 8 组 16 位十六进制值表示，由冒号分隔。

示例：2607：f0d0：1002：0051：0000：0000：0202：0004

此外，为了便于使用，可以使用以下规则进行缩写 -

可以省略 16 位值内的前导零；
地址内连续出现的零组的单次可以替换为双冒号；

所以 2607：f0d0：1002：0051：0000：0000：0202：0004 可以写成如下

2607：f0d0：1002：0051：0000：0000：0202：0004
2607：f0d0：1002：0051：：202：4

IPv6的主要特点

地址空间大，因为它是 128 位
增强了对组播的支持
支持网络层安全性
支持移动性
必要时可扩展标头
如果网络支持更大的 MTU，则 IPv6 中支持更大尺寸的有效负载。

两者的区别，大多数人可能会注意到，是IP地址的外观。IPv4使用四个1字节的十进制数字，用点来分隔(即210.125.145.25)，而IPv6使用十六进制数字，用冒号来分隔。由于IPv4和IPv6的不兼容性，为了使它们能够相互合作，已经进行了翻译，这导致了地址看起来像::fff:210.125.145.25。

IPv6的另一个关键优势是能够携带比IPv4中允许的固定数量更大的有效载荷。这是一个可选的功能，IPv6网络仍然可以保持符合IPv4的有效载荷大小。尽管IPv6有许多优点，但不兼容的问题仍然阻碍了它的采用。世界上只有微不足道的1%的网络已经转换为IPv6，而其余99%的网络仍然使用IPv4。一旦IPv4地址完全耗尽，通信公司被迫使用IPv6地址，这种情况将会改变。