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随着每天出现越来越多的用户和设备，新的、更强大的设备和软件变得必不可少，以满足这些不断增长的需求。这就是 IPv6 出现的原因——它是经典 IPv4 的现代对应版本。不过，这两者之间有什么区别？既然 IPv6 很早就已经出现，为什么我们在 2024 年仍然会使用 IPv4？你是否需要立即切换到 IPv6？继续阅读本文即可了解。
IPv4 vs. IPv6：总体概览
无论是哪一个版本，互联网协议（IP）都是一套规则，帮助你的设备与其他设备交换数据。互联网协议地址是你的设备的唯一标识符（就像包裹上的地址）。想象一下，有多少人正在和你同时使用 Google 搜索内容。Google 如何知道是你请求了这份特定数据，或者应该把响应发送到哪里？IP 地址可以解决这一切。IPv4 和 IPv6 是互联网协议的不同版本，根据你使用的版本不同，你的地址也会呈现相应的形式。
IPv4 并不是第一个 IP 版本，但它是第一个成为独立规范的版本。它于 1981 年推出，至今仍在使用。IPv4 地址看起来像 187.45.657.97。实际上，它由四个称为八位组的十进制数字组成，并用点号分隔。IPv4 地址的大小为 32 位。IPv4 提供约 43 亿个唯一地址（4,294,967,296）。这听起来似乎已经很多，但实际上并不够，因此 IPv6 于 1995 年出现。
IPv6 以 IPv4 为基础，但提供了更多安全性和路由效率方面的优势。它使用八个称为十六位组的十六进制数字，每个数字之间用冒号分隔。十六进制意味着每个数字可以包含 0 到 9 的数字以及 A 到 F 的字母。借助它，我们可以拥有多达 340 十一亿亿亿亿（!）个地址。此类地址的大小为 128 位。它看起来像 2001:0db8:85a3:0000:0000:0000:0370:7334。
为了避免可能出现的错误，尤其是人类手动输入 IPv6 地址时，会使用零压缩。它允许省略每个十六位组中的前导零，并压缩相邻的零块。当你压缩块时，会用冒号替换它们。为了避免混乱，块只能压缩一次；否则就很难判断到底压缩了多少个块。因此，我们示例中的 IPv6 会变成 2001:db8:85a3::370:7334。
现在，让我们看看 IPv4 和 IPv6 之间的区别。
IPv4 vs. IPv6：差异
地址配置
IPv4 和 IPv6 都支持手动和自动地址配置。不过，它们的工作方式有所不同。假设我们讨论静态配置，IPv4 和 IPv6 都需要管理员配置地址和前缀长度（对于 IPv4，也可能是子网掩码）。
在自动配置方面，差异更多。自动配置需要特定协议。IPv4 使用 DHCP 协议。在这种情况下，DHCP 服务器（甚至可以是你的路由器）会从预定义的地址池中分配一个 IP 地址（该地址池由你的互联网服务提供商提供）。
如果 DHCP 不可用，设备会在 169.254.0.0/16 范围内自分配地址。这称为自动专用 IP 寻址（APIPA），可用于 Windows 和其他操作系统。
IPv6 提供了更多可能性。首先，它支持无状态地址自动配置（SLAAC）。设备使用路由器提供的网络前缀以及随机值或 MAC 地址来生成 IP 地址。这样就不需要 DHCP 服务器。不过，DHCPv6 协议仍然存在。它可以通过两种方式运行：分配 IP 地址并提供 DNS 等配置详情，或在不分配 IP 地址的情况下提供配置详情。
在 IPv6 中，链路本地寻址（一种在本地链路或网络段内有效的 IP 地址类型）也更加直接。在 IPv4 中，此功能并不是标准功能。相反，如果没有可用的 DHCP 服务器，你必须使用 APIPA。IPv6 会自动分配链路本地地址，因此无需手动配置或 DHCP 服务器。
这些差异主要源于 IP 地址池大小。IPv4 地址数量不足，因此你必须谨慎管理可用地址，尤其是在大型网络中。
如果是本地网络，多个设备通常会共享同一个公网 IP 地址，同时各自使用唯一的私有 IP 地址。例如，当你在家使用 wi-fi 网络时，每台设备在该网络中都有自己的 IP 地址（私有 IP）。不过，当你使用 Google 搜索内容时，网站始终看到的是你的路由器 IP 地址，也就是公网 IP 地址。当数据包经过路由器传输时，IP 地址会被修改。这种技术称为网络地址转换（NAT）。NAT 也需要时间和资源，使事情变得更复杂。IPv6 地址池要大得多，允许每台设备拥有自己的 IP 地址，并消除了对 NAT 的需求。再加上 SLAAC，使用 IPv6 会让事情更容易管理。
标头
IPv4 和 IPv6 数据包都有标头。不过，它们的结构不同。由于标头中包含不同选项，IPv4 标头大小可能从 20 到 60 字节不等，而 IPv6 标头固定为 40 字节。IPv6 通过标头扩展来管理选项。IPv4 标头包含 12 个字段，如果存在额外选项则更多，而 IPv6 标头只有 8 个字段。IHL（互联网标头长度）或校验和等字段被省略。简单的标头处理耗时更少，也为错误留下更少空间。
子网划分
只有通过子网划分才能管理网络。每个 IP 地址都包含子网部分和主机部分。例如，187.45.657.97/16 表示地址的前 16 位定义网络，其余部分指定主机。IPv4 使用可变长度子网掩码（VLSM）。子网部分和主机部分没有固定数量。IPv6 不支持 VLSM。相反，它为网络部分固定 64 位，为主机部分固定 64 位。没有 VLSM 的网络设计更直接，可以实现更简单、更快速的路由以及更可预测的地址方案。
一些资料还可能提到 IPv4 采用分类系统，而 IPv6 使用 无类别域间路由（CIDR）。不过，即使对于 IPv4，分类也已经成为历史，因为该版本同样集成了 CIDR。CIDR 的基本原则适用于 IPv4 和 IPv6；差异主要来自 IPv6 提供了更大的 IP 池。
地址类型
IPv4 和 IPv6 都有多种地址类型。IPv4 有单播（用于单个设备；用于设备之间通信）、广播（用于向本地网络段内的所有设备发送数据包）和多播（比广播更具选择性，用于向一组设备发送数据包；适用于会议和流媒体）。
IPv6 为你提供单播和多播地址（不过功能更广）。与此同时，它没有广播地址，但提供任播地址。任播用于将数据包传递到最近的设备；多个设备可以共享此类地址。任播 IP 非常适合负载均衡用途。此外，IPv6 还提供我们之前提到过的链路本地地址。
安全性和数据传输
IPv6 将安全性和数据传输提升到新的水平：
- IPsec 协议内置于 IPv6，而在 IPv4 中它是可选的。
- IPv6 使用加密和身份验证，而 IPv4 不提供这些功能。
- 在 IPv4 中，发送方和转发路由器都可以分片数据包，而在 IPv6 中，只有发送方可以这样做。这降低了数据包丢失或损坏的风险。这也意味着所有数据包都具有相同的大小和结构，使处理更容易。
- IPv6 支持数据包流识别，而 IPv4 不支持。该功能允许对数据包进行分类和跟踪，确保数据采用优化路由且不会发生丢失。
- 与 IPv4 不同，IPv6 提供连接完整性功能。它有助于确保设备之间的会话稳定，并且不会发生未经授权的更改。它还有助于防止数据包丢失、泄漏和错误。
从 IPv4 过渡到 IPv6 的问题
看到所有这些优势，你可能会想，为什么 IPv4 仍在使用。答案很简单：如此巨大的变化需要时间和资金。
- 并非所有网络资源都支持 IPv6 流量；
- IPv6 通常需要更强大的软件和硬件，因此替换所有内容会花费很多；
- 较旧的设备可能根本不兼容 IPv6；
- 需要更多经过培训的员工和网络管理员来管理 IPv6 网络。
这就是过渡过程仍在持续的原因。由于我们现在同时使用 IPv4 和 IPv6，因此需要让它们共存并正常工作。为此有几种技术。
从 IPv4 切换到 IPv6 的策略
双栈技术
具备相应技术特性的设备可以同时在 IPv4 和 IPv6 协议上运行。它们会根据目标地址同时处理请求和响应。在双栈技术网络中，路由器可以处理 IPv4 和 IPv6 流量，设备也可以同时拥有 IPv4 和 IPv6 地址。这种方法有助于逐步从 IPv4 迁移到 IPv6。无需立即停用或更新所有依赖 IPv4 的应用和硬件。
隧道技术
隧道技术有点类似 VPN，因为它允许通过 IPv4 网络发送 IPv6 流量。你可以创建一条“隧道”，将数据传送到另一个 IPv6 节点。
NAT
IPv4 地址可以转换为 IPv6 格式，而并非所有 IPv6 地址，但其中一部分可以转换为 IPv4。网络地址转换技术有助于将一种地址格式转换为另一种地址格式，使最初依赖不同协议的设备能够通信。
IPv4、IPv6 和代理
代理的主要原理对于 IPv4 和 IPv6 协议都是相同的。与此同时，过渡挑战也同样存在。IPv4 代理通常无法处理 IPv6，而 IPv6 代理通常可以通过双栈技术、隧道技术和 NAT 处理两个协议版本。同时，在混合环境中可能会出现泄漏。这就是为什么你必须选择像 DataImpulse 这样可靠的提供商。通过我们，你可以获得以合乎道德方式获取的住宅、移动和数据中心代理，在 HTTP(S) 和 SOCKS5 协议之间进行选择，定位国家、城市和邮政编码，排除 ASN，以及更多功能来满足你的需求。
总结
IPv6 不仅为我们提供了足够的 IP 地址，还简化了路由，从而提高速度，同时在安全性方面也为我们提供了更多能力。MacOS、Linux、Microsoft 和 Android OS 都可以处理 IPv6 协议。USA、EU、Japan、South Korea、China 以及其他国家和地区正在积极集成 IPv6。另一方面，兼容性问题、成本以及缺乏经过培训的员工也同样存在。从一种协议过渡到另一种协议也会影响其他技术，包括代理。虽然代理功能保持不变，但在混合环境中运行仍存在一些挑战。为了避免问题，选择值得信赖的提供商是必不可少的。DataImpulse 已准备好凭借我们庞大的 IP 池和丰富的功能满足你的需求。点击“Try now”按钮，或发送邮件至 [email protected] 开始使用。