IPv4与IPv6有什么优缺点？

IP是指互联网协议，是传输控制协议/互联网协议套件（TCP/IP）的主要部分。

TCP/IP是一套标准和规则，用于规范不同网络上的设备之间打包数据（数据报）的传输和交换。互联网协议管理跨网络边界的数据包寻址、打包/解包和路由效率。

要参与数据交换，每个内联网或互联网设备都需要一个唯一的“IP地址”——就像我们用个人“姓名和地址”组合来接收邮寄信件一样。这也涉及住宅或数据中心代理。

IP地址包含在每个数据包的标准报头中。如果没有它，就无法确保数据包被送达正确的目的地，也无法追踪是谁发送了该数据包。

一、什么是IPv4？

IPv4 是第一个非实验性的互联网协议。它创建于 80年代，此后只进行过微小的修改。

IPv4 启用的 41.9 亿个唯一地址在其开发之初似乎是取之不尽的。没有人能够预料到我们在日常生活中会处理多少设备。到 90 年代初，很明显免费IP地址池将在20年内用完。

为了延长IPv4IP地址集的使用寿命，我们开始重复使用它们并实施 NAT（网络地址转换）等解决方案。

转换转发方法取消了对每个私有设备唯一IP的要求：只要它们带有唯一的 ISP 标识符，并且该 ISP 在其自己的网络中没有重复的标识符，那么数据报的目的地就不会存在不确定性。

NAT 是一种可行的解决方案，至今仍在广泛使用。它的问题主要与安全问题、增加的复杂性、错误和低效率有关。使用这种嵌套转发方法，一个设备无法直接寻址另一个设备。

二、什么是IPv6？

事实早已证明，NAT 和其他措施只是暂时的补丁：到 2020 年，全球联网设备的数量将达到 460 亿，是IPv4限制的十倍。

1998 年，互联网工程任务组发布了IPv6，这是互联网协议的最新版本，旨在克服IPv4的局限性。IPv6 用 128 位地址取代了IPv4的 32 位地址，将可能的唯一组合数量扩展到大约 340 万亿万亿个IP地址。

目前IPv6 和IPv4均被广泛使用。由于采用IPv6 时遇到的挑战，IPv4 仍占主导地位。

三、IPv4 有哪些优点和缺点？

IPv4 是一个具有历史意义的协议，它使我们的互联网连接和物联网成为可能。

优点：

• 已建立并可在几乎所有联网设备上使用，并且仍在广泛使用；
• 方便ISP进行流量管控
• IP地址非常简单，您可以记住它们。

缺点：

• 已经过时并且需要复杂的协议来扩展；
• NAT 违背了互联网协议的原始原则之一：端到端主机连接。

四、IPv6 有哪些优点和缺点？

IPv6 是一种现代协议，其制定时考虑到了更现实的期望：全球网络、流媒体和具有相同接口的多个设备。在设计IPv4时，并未考虑到所有这些。

iPv6 的关键特性在于它恢复了因IPv4地址短缺而导致IP丢失的核心原则。设备现在可以再次拥有一个全球唯一的地址，这意味着设备到设备的直接连接，而无需复杂的转换系统。

优点：

• 唯一地址的数量不会很快耗尽；
• 只要正确实现，将其设为私有就更容易；
• 高效、合乎逻辑的分层寻址和路由基础设施；
• 针对不同用例的有状态和无状态配置；
• 更好的错误控制技术；
• 没有地址转换协议意味着更容易追踪来源，从而带来更高的透明度。理论上，更简单的路由也意味着在传输过程中篡改数据的机会更少；
• 路由器的任务变得简单——不再有私有网络标识符冲突；
• 更好地兼容移动网络；
• 提高向多个设备流式传输时的带宽效率。

缺点：

• IPv6 不具备向后互操作性：仅支持IPv4的设备无法连接到具有IPv6 地址的设备；
• 对于大型组织和 ISP 来说，实施成本可能很高，因为它不能很好地支持逐步过渡。