互聯網很大，有不同的通信流。IP 地址是設備通過 IP 協議通信或連接到網絡的方式之一。IP（互聯網協議）地址，也稱為互聯網地址或 IP 號碼，是賦予連接到網絡的任何設備的標識符或標簽。IP協議用于設備和計算機網絡之間的通信。標識符或標簽可以是數字或字母數字。
IP地址的特定功能是向特定網絡標識特定設備。IP 地址還用于指定將設備尋址到網絡的技術格式。將 IP 與 TCP（傳輸控制協議）相結合有助于特定設備與網絡之間更好的通信和連接，從而允許在發送方和接收方之間建立虛擬連接。但是，IP 有兩個版本；這些版本決定了讓您的互聯網正常工作的功能、速度和路由效率。
什么是 IPv4？
IPv4，Internet Protocol version 4，是第四個 Internet Protocol 版本。IPv4 也是 SATNET 和 ARPANET 生產中使用的第一個版本。IPv4 自 1983 年就已存在，直到現在，它一直用于路由互聯網流量。盡管 Internet 協議有了新的發展，但 IPv4 的使用仍然很重要。
IPv4 是用于將設備連接到互聯網的技術和唯一的數字 IP 地址，允許設備自由訪問互聯網。IPv4 格式為點分十進制或點分四進制 xxxx 但是，每個 x 的值應介于 0 和 225 之間。IPv4 地址的示例是 192.168.1.1。當數據包使用 IP 地址通過網絡傳輸時，設備之間的通信就完成了。
IPv4 的特點之一是它使用 32 位作為其互聯網地址。IPv4 的地址空間使用唯一地址 4,294,967,296 (232)，并為特殊網絡預留大塊。地址空間中個體主機的數量限制為232臺，也就是約43億個ipv4地址供人們使用。
互聯網協議版本 4 的部分內容
網絡部分
IPv4 中的這一部分演示了分配給網絡的特定范圍。IPv4 地址的這一部分同時標識給定的網絡組。
主機部分
IPv4 主機部分分配給每臺主機，它負責識別網絡上的機器。換句話說，網絡部分在網絡上的每臺主機上保持不變，但如果它是主機一半則不同。
子網部分
IPv4 中的子網部分是可自由選擇的部分。子網號分配給擁有大量主機的本地網絡。在分配編號之前，首先將它們劃分為子網，然后分配子網編號。
IPv4的特點
- IPv4 具有 32 位 IP 地址。
- IPv4 的 IP 地址是數字。
- 一個點分隔 32 位 IP 地址。
- IPv4 頭文件長度為 20，其頭字段數為 12。
- IPv4地址類型有廣播、單播和組播。
- IPv4支持并使用VLSM（Virtual Length Subnet Mask）
- 映射 MAC 地址時，IPv4 使用后地址解析協議。
- 用戶只要想連接到網絡，就可以訪問 DHCS（動態主機配置服務器）。
- IPv4 網絡是手動或使用 DHCP 設計的。
- IPv4 數據包碎片允許導致主機和路由器。
- 在 IPv4 中，RIP 可以用作路由協議，只要路由守護進程支持它們。
IPv4的優點
- IPv4 的好處之一是它是安全的，并且可以保證隱私。IPv4 可以加密，使其與 ip 安全和隱私進步保持一致。
- IPV4 中的網絡分配功能強大，大約有 85,000 個實用路由器。
- IPv4 使您能夠在不使用 NAT 的情況下跨超大網絡連接多個設備。
- IPv4 提供優質的通信服務和經濟的知識轉移。
- IPV4 地址允許完美的重新定義編碼。
- IPv4 允許集體尋址，因為路由具有可擴展性和經濟性。
- IPv4 使組播組織中的網絡數據通信成為可能。
IPv4 的缺點
- Internet 路由在 IPv4 中無效。
- 很難支持某些新的應用程序。如果添加任何受支持的功能，則會導致高開銷，因為它會阻礙附件的靈活性。
- IPv4 有點貴，因為它的系統管理價格很高。
- IPv4 復雜、緩慢且容易出錯。
- IPv4 是勞動密集型的，其安全功能不是強制性的。
- 在凈增長方面，IPv4 阻礙了新用戶的凈增長，并限制了現有用戶的凈增長。
什么是 IPv6？
IP（Internet Protocol）version 6，又稱為IPng（Internet Protocol next generation），是下一代互聯網協議地址。IPv6 旨在補充或替代 IPv4。IPv6 是互聯網協議的一個版本，允許設備和互聯網之間進行通信。Internet 工程任務組 (IETF) 于 1998 年 12 月設計了此 Internet 協議版本以取代 IPv4。開發 IPv6 的主要目的是為越來越多的 Internet 用戶創建更多的地址空間；它還具有超越 IPv4 的其他功能。
無論是計算機、物聯網傳感器、家庭自動化設備、手機還是其他硬件，每個設備都需要一個 IP 地址才能連接到互聯網并與其他設備通信。使用 IPv6，每臺設備都有一個唯一的公共 IP 地址，因為該協議可以容納全球所有連接的設備。版本 6 IP 具有一個字母數字尋址系統，其中包含八組四個十六進制數字。此地址的示例是 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IPv6 有一個 128 位的地址空間，允許 340 個十進制的唯一地址空間在 Internet 上進行通信。使用 IPv6，IP 地址是無限的，因為它支持理論上的最大值 340、282、366、920、938、463、374、607、431、768、211、456。
IPv6 地址的類型
三種類型的 IPv6 地址是：
單播地址
單播地址有助于識別網絡上特定且唯一的節點。無論是單個接收者還是單個發送者。
組播地址
多播地址是標記網絡位置的特定 IP 地址，用于在網絡中多播數據包。它們被用作數據報的目的地，并且它還標識一組 IP 設備。
任播地址
任播地址被分配給屬于不同節點的一組接口。
?IPv6的優點
- IPv6 可靠，路由效率更高。
- 它具有更快的速度，因為它具有更好的多播路由，允許將帶寬密集型數據包流同時發送到不同的目的地。
- IPv6 具有更直接的標頭格式。
- IPv6 具有更好的隱私支持和內置身份驗證。
- IPv6在全球網絡中有更多不斷增長的節點
- IPv6 的 Internet 協議安全性提供數據完整性和機密性。
- IPv6 中的配置功能使硬件能夠自動為同一設備分配多個 IP 地址。
IPv6 的缺點
- 隨著 IPv4 的廣泛使用，轉換以遷移到 IPv6 具有挑戰性。
- IPv6 將需要一種中間技術來與 IPv4 進行通信，因為它們無法直接通信。
IPv4 和 IPv6 之間的差異
| 差異基礎 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 尋址方式 | 二進制位由點 (.) 分隔的數字地址系統 | 字母數字地址系統，其二進制位由冒號 (:) 分隔 |
| 標頭字段數 | 12 | 8個 |
| IP地址大小 | 32 位 IP 地址 | 128 位 IP 地址 |
| 標題字段的長度 | 20 | 40 |
| 班級數 | 從 A 類到 E 類的五種不同 IP 地址類 | 它允許無限數量的IP地址存儲 |
| 校驗和 | 它有校驗和字段 | 沒有校驗和字段 |
| 地址類型 | 單播、廣播和多播 | 單播、多播和任播 |
| 配置 | 需要新安裝的系統才能與其他系統通信 | 根據系統執行的功能，配置是可選的 |
| 地址示例 | 192.168.1.1 | 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 |
| 碎片化 | 這是通過發送和轉發路由來完成的 | 這僅由發件人完成 |
| 支持 VLSM | 支持可變長度子網掩碼 (VLSM)。 | 不支持可變長度子網掩碼 (VLSM) |
| 網絡配置 | 這是手動或使用 DHCP 完成的 | 使用自動配置功能 |
| 路由信息協議 (RIP) | 通過路由守護進程支持 RIP | 不支持 RIP，而是使用靜態路由 |
| 數據包大小 | 需要 576 字節的數據包大小，可能使用分段 | 需要 1208 字節的數據包大小，沒有碎片 |
| 安全 | 安全性取決于所使用的應用程序 | 此 Internet 協議版本內置安全性 |
| SNMP | 系統管理需要 | 不支持SNMP |
| 數據包碎片 | 僅適用于路由器和發件人 | 僅用于發送主機 |
| IP到MAC解析 | 廣播ARP | 組播鄰居請求 |
| 測繪 | ARP（地址解析協議）映射到MAC地址。 | NDP（鄰居發現協議）映射到 MAC 地址。 |
IPv4和IPv6，哪個更好？
考慮到 IPv4 和 IPv6 之間的差異后，下面將說明哪個 IP 地址版本更好。
性能：IP地址的擴展
這些 IP 版本的性能取決于它們的地址大小。例如，IPv4 具有 32 位地址空間，而 IPv6 具有 128 位十六進制地址空間。IPv6 具有更大的地址空間，允許使用簡單的標頭，并通過簡化的路由滿足相當大的地址需求。
IP 報頭格式：減少報頭帶寬
IPv6 地址的擴展標頭比 IPv4 地址大四倍。IPv6 地址中的這一新增功能有助于減少數據包處理和標頭帶寬的開銷，從而使連接速度更快。
網絡安全：更安全、更保密
當談到 IPv6 中的網絡安全時，IPSec 是其運行所必需的，而在 IPv4 中它是可選的或有成本的。IPv6 中的此功能有助于在您的網絡中實現數據一致性、更好的安全性和機密性。
網絡安全：速度更快，沒有NAT
IPv6 在網絡設備中比 IPv4 更快，因為它缺少網絡地址轉換 (NAT)。對于需要高速網絡處理的人來說，使用 IPv6 是更好的選擇。
概括
當您需要為您的特定網絡應用程序提供最佳路由效率時，建議使用 IP 版本 6。由于 IPv6 提供了幾乎無限的地址空間，您網絡上的每臺設備都可以擁有唯一的公共 IP 地址。另一方面，IPv4 和 IPv6 從不兼容開始。您將需要中間技術來確保兩種協議之間的兼容性和功能。目前，IPv4 在公共互聯網領域占據主導地位，并廣泛用于服務器集群托管和專用服務器等領域。
