IPv4 与 IPv6:未来协议综合指南

您如何通过互联网与某人交流?

我们猜想通过电子邮件、聊天、视频会议等选项将是您的即时响应。我们会说同样的话!

发送的电子邮件如何到达正确的收件人?您的聊天消息如何传递给正确的人?

是的,有一个电子邮件地址、一个 SMTP 服务器(外发邮件服务器)或聊天服务器在后台完成所有工作。但是,发送方和接收方的设备实际上是如何相互通信的呢?

他们怎么知道在哪里发送消息或电子邮件?

这就是 Internet 协议 (IP) 和 IP 地址发挥作用的地方。

这篇文章将概述两种主要的互联网协议,IPv4 和 IPv6。然后,我们将讨论 IP 地址在万维网工作方式中所起的作用。目录

  1. 什么是 IP 协议?
  2. 我们需要新的 IP 版本吗?
  3. IPv4 与 IPv6:比较
  4. IPv4 与 IPv6:谁拥有更多地址
  5. 如何在 Windows、Mac 和 Linux 上禁用 IPv6
  6. IP 寻址
  7. 什么是 IP 地址?
  8. IPv4 与 IPv6:Web 的未来

什么是 IP 协议?

IP 协议本质上是一组用于通过网络路由数据的规则。这是一种自互联网诞生以来就一直存在并随着它慢慢发展的方法。

IP 协议与传输控制协议 ( TCP ) 一起工作,以确保连接到 Internet 的所有内容都知道如何以及在何处发送流量。这就是为什么您有时将其视为 TCP/IP。

IP 将数据分解为数据包。其中包括报头,其中包括目标IP地址、发送IP地址和其他信息。它还包括有效负载,这是您发送的实际数据。

IP 协议与传输控制协议 (TCP) 一起工作,以确保连接到 Internet 的所有内容都知道如何以及在何处发送流量。

IPv4,Internet 协议版本 4 是当前标准。即将推出的标准是 IPv6。

Internet 协议是一个深奥的主题,我们在这里无法详细介绍。

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什么是 IPv4?

Internet 协议 v4 是第一个使用的 IP 版本。早在 1983 年推出的 IPv4 仍然是用于识别网络上的设备的最流行的版本。

IPv4 使用 32 位地址,这是您可能最熟悉的一种格式,并提供了近 43 亿个唯一地址。

IPv4 地址的一个示例是 172.67.166.64。

IPv4 的部分内容:

  • 网络部分显示分配给网络的唯一特征- 172 .67.166.64
  • 主机部分是在网络上标识您的机器的唯一编号 – 172. 67 .166.64
  • 子网号被指定给具有大量主机的本地网络 – 172.67 。166 .64
  • 设备编号由本地 DHCP 服务器分配给各个设备

– 172.67.166。64

IPv4的特点:

  • IPv4 是一个 32 位的 IP 地址
  • IPv4 是由点分隔的数字地址
  • 头域有12个,每个头域长度为20
  • IPv4 支持虚拟长度子网掩码 (VLSM)
  • IPv4 使用 Post Address Resolution Protocol 映射到网卡的 MAC 地址

IPv4的优势

  • 为了维护隐私和安全,IPv4 安全允许加密
  • 使用 IPv4,很容易在超大网络上连接多个设备
  • IPv4 地址被重新定义并允许完美编码
  • 路由具有很大的可扩展性和经济性
  • 数据通信变得更加具体

IPv4的缺点

  • 限制互联网增长
  • 互联网路由效率低下
  • 复杂、缓慢和频繁的错误

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什么是 IPv6?

IPv6 是使用 128 位地址格式的 Internet 协议的最新版本,最终将取代 IPv4。IPv6 是一种成熟的协议,其使用量正在增长,尤其是在移动市场中。

IPv6 是由一个名为Internet 工程任务组 (IETF)的国际组织创建的。他们制定互联网所需的技术标准。

IPv6 地址表示为八组四个十六进制数字。这些组由冒号 (:) 分隔。IPv6 地址的一个示例是:

2002:0db4:0000:0000:8543:8a2e:0033:7334

现在让我们看看不同类型的 IPv6 地址。

IPv6 地址的类型:

  • 单播地址:网络上的唯一节点,通常指单个发送者或接收者
  • 组播地址:一组只能用作数据报目的地的IP设备
  • 任播地址:属于不同节点的一组接口

IPv6 的优势

  • 可靠的
  • 更快的速度:IPv6 支持多播,该功能允许将带宽密集型数据包流同时发送到多个目的地
  • IPSecurity 提供了嵌入到 IPv6 中的机密性和数据完整性,因此具有更强的安全性
  • 高效的网络路由

IPv6的缺点

  • 转换:由于目前IPv4的广泛使用,完全转向IPv6需要很长时间
  • 通信:IPv4 和 IPv6 设备不能直接相互通信。他们需要一种中间技术来实现这一点。

总结 IPv4 与 IPv6

IPv4 中的大部分技术缺陷已被 IPv6 解决。显着的区别在于 IPv6 提供 128 位(16 字节地址),为您提供更大的地址池。

IPv4 的主要缺点是可用的 IP 地址用完了。随着连接的设备比以往任何时候都多,这已成为一个问题。IPv6 试图解决的一个问题。

有 2^128 或 340 万亿、万亿、万亿个 IPv6 地址。这对于未来数以万亿计的互联网设备来说应该绰绰有余。

由于 IPv6 包含八组字符,每组 16 位长,因此它比 IPv4 大得多。

IPv6 的主要优势是不必共享 IP 并为您的设备使用专用地址。

使用 IPv4,想要共享单个公共 IP 的一组计算机需要使用 NAT(网络地址转换)。要直接访问这些计算机中的任何一台,您需要设置复杂的配置,例如端口转发。

与有多个地址的 IPv6 相比,IPv6 计算机无需额外配置即可公开访问,从而节省资源。但是,出于安全原因,大多数网络不允许公共访问。

一个主要缺点是许多网络运营商发现使用 IPv4 更容易。因此,虽然他们可能觉得自己有足够的地址,但坚持使用 IPv4 将变得越来越难。

我们需要新的 IP 版本吗?

虽然 IPv4 中的 43 亿个 IP 地址看起来很多,但我们需要更多的 IP 地址。

您是否知道到 2027 年将有 410 亿台物联网设备?(来源:vXchnge

随着物联网 (IoT) 的指数级增长,越来越多的设备正在连接。根据这些报告,每秒约有 127 台新设备连接到互联网。

在全球范围内,大约有40 亿人在使用互联网。知道全球人口是多少吗?远远超过70亿

您认为需要更多 IP 地址吗?

事实上,欧洲和北美地区已经不再免费提供 IPv4 地址,而且还有等待发布地址的名单。

随着全球越来越多的人添加设备以及物联网设备的增加,很明显 IPv4 地址不足以满足不断增长的需求。

随着唯一的 IPv4 地址用完,我们需要一个替代方案。该替代方案是 IPv6。

想知道当 IPv6 接管时所有 IPv4 地址会发生什么?

所有使用 IPv4 地址连接到互联网的现有设备将继续像现在一样工作。因此,基于 IPv4 和 IPv6 的网络有望同时共存。

然而,对于现有的网络运营商来说,获取新的 IPv4 地址来发展网络将变得越来越困难和昂贵。

考虑到长期的网络增长和全球连通性,网络运营商迟早需要实施 IPv6。

在从 IPv4 完全过渡到 IPv6 之前,各种机制允许两个 IP 地址之间的通信。

例如,NAT64 将 IPv4 地址映射到 IPv6,使它们能够通过网络相互通信。这允许使用不同的协议交换流量,同时保持现有的 IPv4 地址。

IPv4 与 IPv6:比较

除了唯一 IP 地址数量的显着增加外,IPv6 还带来了比 IPv4 更多的功能。

例如,您是否想在不增加网络负载的情况下发送大型媒体文件或设置多媒体流?

虽然 IPv4 支持多播,但通过 IPv6 的多播寻址支持,您可以同时将带宽密集型数据包发送到多个目的地,而不会造成网络带宽过载。

IPv6 还具有内置的 Qos,可确保数据包以正确的广播顺序到达。

希望您的设备在接入网络后立即自动生成 IPv6 地址?没有汗水!IPv6 的自动配置功能可以让您做到这一点。

与必须手动将设备添加到网络的基于 IPv4 的网络相比,在基于 IPv6 的网络中,这一切都是自动发生的。

打开后,设备会寻找 IPv6 路由器。找到一个后,路由器会生成一个地址,从而允许访问更广泛的网络。虽然 IPv4 会发生这种情况,但您需要某种 DHCP 服务器来分配地址。

IPv6 提供的配置功能允许您同时连接到多个 IP 地址。

除了功能上的增强之外,这里还有 IPv4 与 IPv6 之间更明显的区别。

显而易见的是它们的格式不同。IPv4 使用 32 位地址,而 IPv6 使用 128 位地址。这意味着 IPv6 提供的唯一地址是 IPv4 的 1,028 倍。

典型的 IPv4 地址只是由句点分隔的数字,例如 172.67.166.64。

IPv6 地址是由冒号分隔的字母数字。IPv6 的一个示例是 2002:0db4:0000:0000:8543:8a2e:0033:7334。

热衷于一些 IPv4 与 IPv6 的技术差异?如果是这样,这是给你的技术人员的:

  • IPv6 具有内置的网络安全层
  • IPv6 包括内置的服务质量
  • 虽然多播在 IPv4 中是可选的,但它是 IPv6 中基本规范的一部分
  • IPv6 中的数据包标头是 IPv4 的两倍

简而言之,IPV4 与 IPv6……

IPv4IPv6
已部署1983年1995
地址大小32 位128 位
地址格式172.67.166.642002:0db4:0000:0000:8543:8a2e:0033:7334
地址数2^322^128
移动设备兼容性地址中的点十进制表示法使其不太适合移动网络由于十六进制冒号分隔符号更适合
映射到 MAC 地址使用地址解析协议使用邻居发现协议
互联网协议安全可选的强制的
包大小最小数据包大小为 576 字节最小数据包大小 1208 字节
数据包分片发送到主机时允许从路由器仅发送给主机
地址配置手动或通过 DHCP 完成使用互联网控制消息协议或 DHCP6 自动配置
DNS 记录记录在地址 (A)记录在地址 (AAAA)
标头字段长度2040
标题字段数128
地址法数字地址字母数字地址

IPv4 与 IPv6:谁拥有更多地址

到目前为止,我们知道我们在这里有一个明显的赢家。

IPv4 支持 2^32 个地址,也就是大约 42.9 亿个地址。

另一方面,IPv6 支持 2^128 个不同的地址。那就是(好吧,数字来了)340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个唯一地址。这是 340 万亿、万亿、万亿个唯一地址。呸!

简单地说,在我们用完 IPv6 地址之前,我们还有很长的路要走。

如何在 Windows、Mac 和 Linux 上禁用 IPv6

IPv6 仍在不断发展,如果您遇到一些网络问题,可能是由于 IPv6。

在这种情况下,如果您的 ISP(互联网服务提供商)不支持 IPv6,或者您正在使用 VPN,您应该考虑在您的系统上禁用 IPv6。

您如何确定您的 ISP 是否支持 IPv6?

检查IPv6-Test,你会知道它是否存在。它会自动运行测试并显示测试结果。

ipv6 连通性测试

如果测试表明 IPv6“不支持”,那么您一切正常,并且您的 IPv6 没有泄漏信息。相反,如果它显示“支持”,您应该在您的操作系统中禁用 IPv6。

我们已经确定了一些资源来帮助您禁用适用于WindowsmacOSLinux操作系统的 IPv6。

IP 寻址

现在您已经了解了一些关于 IP 协议的知识,让我们快速了解一下 IP 寻址。

IP 地址允许计算机通过 Internet 相互通信。这就像您的邮政编码和门牌号码。如果没有 IP 地址,任何应用程序都很难知道将消息发送到哪里。

局域网 图片

IP 地址有两种主要类型——IPv4 和 IPv6。

什么是 IP 地址?

IP(互联网协议)地址是在互联网或本地网络中识别计算机或设备的地址。

IP 地址分为两大类:内部(或私有)地址和外部(或公共)地址。

外部地址由您的 ISP 分配并且是唯一的。内部地址由您的路由器或网络管理员分配,在您的网络中是唯一的,但可以在其他网络中重复。

考虑一个类似于物理地址工作方式的 IP 地址。

您的物业有唯一的门牌号码、街道地址和邮政编码。使用此信息可以轻松到达您的目的地、发送包裹或定位房产。

其他街道将具有相同的门牌号,但具有唯一的名称和邮政编码。与 IP 寻址相同。

您的 IP 地址在互联网上也是如此。这是您的计算机可以在万维网上找到的地方。IP 地址是唯一标识符,可将您与其他数以千计的计算机、网络、路由器、网站和在线设备区分开来。

IP 地址是一串数字,表示为四组三个数字(对于 IPv4),每组以句点分隔。组中的每个数字的范围为 0 到 255。

IP 地址的一个示例可能是 196.128.1.1(这是一个内部网络地址)。

你有没有访问过这个网站——172.67.166.64?

您最终会访问我们的网站 – https://wpastra.com

你猜怎么了?IP 地址和 URL 都将您带到同一个地方。

每个 Web 服务器都有一个 IP 地址。只是我们不使用它们来访问网站。想象一下,与友好的 URL 相比,记住一组数字!

回到互联网仍在发展的时代,您必须知道网站的 IP 地址才能访问它。

然后是域名服务(DNS)。这将 IP 地址转换为我们今天非常习惯的用户友好的域名。

服务器和互联网设备使用 IP 地址进行通信,但这对用户不友好。因此,必须设计一个系统,让人类无需记住一串串数字即可在线导航。

这就是 DNS 的用武之地。DNS 使用庞大的数据库,将 Web 服务器 IP 地址与网站的域名链接起来。

因此,当您输入 www.wpastra.com 时,DNS 会将 URL 转换为 172.67.166.64 并将您发送到托管我们网站的 Web 服务器

这基本上就是整个万维网的运作方式。

IP 地址不仅仅是随机数。它们由IANA(互联网号码分配机构)分配,该机构是ICANN(互联网名称与号码分配机构)的一个部门。

ICANN 是一家于 1998 年在美国成立的非营利组织,旨在帮助维护互联网的安全并使其可供所有人使用。

当一个在互联网上注册时,它会通过一个域名注册商,后者反过来向 ICANN 支付少量费用来注册该域。

拥有一个用于在 Internet 上发送和接收信息的 IP 地址是必不可少的。这就是互联网流量如何路由到它需要去的地方。

想检查您的 IP 地址吗?

有大量在线工具可帮助您识别 IP 地址。一个是https://whatismyipaddress.com/。

我的IP是什么

IPv4 与 IPv6:Web 的未来

互联网上的每台设备都有一个 IP 地址。这是设备相互通信的方式。

就像每个房子在物理地址中都有一个唯一的门号一样,数字世界中的每个设备都有一个分配给它的 IP 地址。这有助于将数据路由到正确的目的地。

随着设备数量每天都在增加,对IP地址的需求也相应增加。

原始版本 IPv4 可能无法满足互联网世界不断增长的需求。IPv6 就是为了解决这个问题而创建的。IPv6 使用 128 位地址格式,提供的唯一地址是 IPv4 的 1,028 倍。我们把数学留给你!

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