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IPv6 与 IPv4 的主要区别

差异, Dec-01-20215 分钟阅读

Having an IP address is a way to identify your device on the internet to communicate with other devices. Without IP addresses, the internet can’t exist.  In this article, you’ll gain an overview of two different types of IP addresses, their differences, why you need both of them, and, more importantly, how you could use

拥有一个 IP 地址,就能在互联网上识别自己的设备,与其他设备进行通信。没有 IP 地址,互联网就无法存在。 

本文将概述两种不同类型的 IP 地址、它们的区别、为什么需要这两种地址,以及更重要的是,如何使用代理服务器。在此之前,让我们先简单了解一下互联网上的通信方式。

如何在互联网上进行交流?

由于互联网是一个由网络组成的网络,它的成功取决于与之相连的设备之间的通信。协议控制着两个或多个设备如何相互通信以及发送和接收数据。TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)在设备之间进行连接和通信。

TCP 部分负责允许各种互联网连接设备之间进行通信。另一方面,IP 部分负责将数据从源头路由到目的地。

在本篇文章中,我们将集中讨论知识产权方面的问题。 

什么是 IP 地址?

通常所说的互联网协议或 IP 地址允许计算机或设备在互联网上识别自己的身份。就像街上的每栋房子都有一个地址一样,网络上的每台电脑都被分配了一个 IP 地址。 

不过,IP 地址有两种类型--IPv4 和 IPv6。了解这两种地址至关重要,请继续阅读以了解更多信息。

什么是 IPv4 IP 地址?

IPv4 是 IP 地址的第四个版本,自 20 世纪 80 年代初就已存在。虽然有了新版本的 IP,但 IPv4 在用户中仍很普遍,其使用率超过 90% 的流量。它是一个 32 位地址,由四位数字组成,每个数字之间用一个点隔开。让我们举例说明一下,假设你的 IP 地址如下:

206.71.50.230

要得到这个数字的 32 位表示形式,需要将每个数字转换成二进制。此外,本文不涉及十进制到二进制转换的基础知识。如需了解更多信息,请参阅本文十进制到二进制的转换。 

每个二进制数的输出为 8 位:

206=11001110

71 =1000111

50=110010

230=11100110

上述操作产生的 32 位(4 字节)组合如下:

11001110.1000111.110010.11100110

因此,总的来说,你最多可以生成 2^32 个 IP 地址,确切地说,是 4,294,967,296 个。

什么是 IPv6 IP 地址?

在创建 IPv4 时,可用的计算机或设备并不多。因此,超过 40 亿个IPv4 就足以支持当时的设备。然而,随着基于互联网的设备数量不断增加,IPv4 显然已经不够用了。与 32 位的 IPv4 地址大小相比,地址大小扩展到了 128 位。确切地说,这种地址大小允许创建 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个 IPv6 IP 地址。

尽管市场仍严重依赖 IPv4,但 IPv6 已于 2012 年开始使用。我们稍后将讨论是否有必要完全转向 IPv6。现在,让我们以 IPv6 地址格式为例:

2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b

IPv6 使用以冒号分隔的十六进制数。它被分成 8 个 16 位数据块,形成 128 位地址方案。 

与 IPv4 不同,IPv6 分为网络和节点两个部分。节点部分是用于路由的地址的前 64 位。接下来的 64 位是节点组件,用于标识接口地址。

在深入探讨从十六进制到二进制的转换之前,请允许我重申,我们不会介绍这种转换的基础知识。您可以参考这篇关于从十六进制转换为二进制的文章。

因此,如果我们将上述十六进制数字逐一转换,就会得到以下 16 位二进制数字。

2001=0010000000000001

0db8=0000110110111000

3c4d=0011110001001101

0015=0000000000010101

上面的 64 位是网络组件。下面是节点组件:

0000=0000000000000000

0000=000000000000000

1a2f=0001101000101111

1a2b=0001101000101011

因此,总共会产生以下 128 位的二进制输出:

0010000000000001:0000110110111000:0011110001001101:0000000000010101:0000000000000000:000000000000000:0001101000101111:0001101000101011

现在你已经知道了 IPv4 和 IPv6 的基本原理,让我们来讨论一下它们的区别。

IPv4 和 IPv6 的主要区别

现在你已经知道了 IPv4 和 IPv6 的基本原理,让我们来讨论一下它们的区别。

地址空间

正如您在上一节中发现的,两者之间的显著区别在于 IPv6 允许无限数量的地址。这一地址限制足以支持日益增多的设备,包括计算机、移动设备、标签和物联网设备。在 IPv4 诞生之初,除计算机外,其他设备还不存在。 

当移动设备和物联网设备访问互联网时,它们通过 NAT 间接访问,这可能会面临 IPv4 地址的问题。因此,为这类设备配备 IPv6 至关重要。此外,IPv6 允许设备拥有多个 IP 地址,具体取决于设备的使用方式。

安全

在 IPv4 发布期间,网络安全并不是一个重要的问题。但目前,网络安全已成为一个热门话题。在两种 IP 地址类型中,IPv6 由于内置加密和数据包完整性验证功能,有能力应对复杂的攻击。不过,尽管如此,IPv4 的更新配置也能提供与 IPv6 相同的安全级别。

IPv4 的另一个重要方面是它需要地址解析协议(ARP)来映射设备的 MAC(媒体访问控制)地址。虽然 ARP 容易受到欺骗和中间人攻击,但软件程序可以消除这些威胁。

因此,在安全性方面,虽然 IPv6 占有优势,但 IPv4 也不遑多让。 

系统配置

IPv4 需要手动配置或使用动态主机配置协议(DHCP)进行辅助配置。另一方面,任何拥有 IPv6 地址的设备都可以进行自动配置。随着时间的推移和改进,IPv4 的运行速度与 IPv6 不相上下,而 IPv6 的运行速度可能更快,因为它不需要 NAT。

是否有必要从 IPv4 过渡到 IPv6?

你现在应该更清楚 IPv4 和 IPv6 的区别了。自从引入新设备后,网络专家发明了 IPv6,因为需要的 IP 地址比 IPv4 所能提供的更多。 

试想一下:如果两个人的电话号码完全相同,人们会作何反应?如果两个设备使用相同的 IP 地址通信,也会有类似的问题。例如,您的机密电子邮件将被传送到其他地方。因此,每台设备都有一个唯一的 IP 地址是有道理的。 

虽然域名系统(DNS)可以检测到重复的 IP,但由于解决问题所需的时间和精力不断增加,因此有必要由单一协调实体进行强有力的分配控制。

我们的 IPv4 地址用完了吗?

肉眼乍看,43 亿个 IP 地址可能已经足够。  

但是,包括打印机、电脑、移动设备、触摸板以及安全摄像头和门铃等物联网设备在内的联网设备数量正在迅速增加。这些设备对唯一 IP 地址的需求也在迅速增长。 

此外,剩余的 IPv4 地址已被保留用于特定用途。其中包括组织机构在其专用网络中经常使用的专用地址--用于向多个设备发送信息的多播地址的另一部分。

另一个令人担忧的问题是,剩余的 IPv4 地址可能很贵,比如在合法市场上需要 36 美元。没有人会只购买一个 IP 地址,因为大多数组织都是批量购买的。 

那么问题来了,为什么我们不能完全取代 IPv4 呢?我们将在下一节讨论这个问题。

为什么不能用 IPv6 完全取代 IPv4?

每台设备都需要一个可以区分的新地址。这意味着 IT 系统管理员必须首先了解所有设备。随着网络上设备数量的不断增加,这并不像看起来那么简单。

将现有网络迁移到 IPv6 需要耗费大量时间和资源。在转用 IPv6 之前,企业必须制定全面的 IPv6 地址计划。否则,可能会出现灾难性的部署,而且与 IPv6 相关的安全问题也会大大增加。

IPv6 不仅仅是其祖先 IPv4 的一个新版本,它终究是另一个版本。以下是 IPv4 仍在使用的主要原因。

一切都与代理不兼容。

并非所有设备都兼容 IPv6,这就使事情变得更加复杂。IPv6 还可能与应用软件和网络解决方案不兼容。因此,在 IPv6 实验室场景中测试和验证网络上的所有设备是当务之急,以确保它们与新协议兼容。IT 部门还必须决定是否以及如何支持不兼容的设备和应用程序。

许多企业现在选择双协议栈部署,以帮助在过渡期间实现兼容性。这使他们的网络能够同时容纳 IPv4 和 IPv6 流量。然而,如何保证安全并管理好系统如何决定使用哪种连接类型可能是一件复杂的事情。

安全考虑

尽管 IPv6 被认为比 IPv4 更安全,但企业仍必须应对 IPv6 安全风险。没有什么是不可战胜的。新事物也会带来新的危险。

互联网协会推荐了几种建议做法。其中两个例子是禁用自生成 IP 地址和使用允许列表来识别授权访问的 IPv6 地址。为了在清理期间控制网络攻击(包括 IPv6 DDoS 攻击),团队还必须考虑有效的网络分段和限制特定流量的策略。

所有与网络互动的团队都必须接受培训。

网络管理员、服务台团队、安全分析师和其他人员必须改变思维,了解 IPv6 和 IPv4 之间的区别。在使用 IPv6 协议之前,团队必须首先学习如何创建和调试 IPv6 网络。IPv6 的日常管理也有所不同。例如,它采用了一套新的规则来构建子网,并以一种新颖的方式使用 MAC 地址。

IPv6 与代理的兼容性

服务提供商确定代理服务器对 IPv6 的支持。 

不过,值得注意的是,大多数网站目前都不支持 IPv6。如果你想开始搜刮自动化你的社交媒体账户自动化潜行者机器人,你仍然需要禁用它。因此,即使代理支持 IPv6,你暂时也用不上它。

结论

阅读完本文后,你可能已经对 IPv4 和 IPv6 的区别、何时需要它们以及迁移过程中的挑战有了全面的了解。我们可以得出这样的结论:虽然有必要向 IPv6 迁移,但必须通过适当的计划和培训有序进行。

与代理服务器一样,由于大多数网站尚未转向 IPv6,您可以继续使用 IPv4 代理服务器。