IPV4和IPV6有何区别？为何IPV6没有普及？

指网际互连协议，Internet Protocol的缩写，是TCP/IP体系中的网络层协议。IP是整个TCP/IP协议族的核心，也是构成互联网的基础。设计IP的目的是提高网络的可扩展性：一是解决互联网问题，实现大规模、异构网络的互联互通；二是分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。根据端到端的设计原则，IP只为主机提供一种无连接、不可靠的、尽力而为的数据包传输服务

IP主要包含三方面内容：IP编址方案、分组封装格式及分组转发规则。

IP地址

IP规定网络上所有的设备都必须有一个独一无二的IP地址，就好比是信件上都必须注明收件人地址邮递员才能将信件准确送达目的地。同理，每个IP信息包都必须包含有目的设备的IP地址，信息包才可以正确地送到目的地。同一设备不可以拥有多个IP地址，所有使用IP的网络设备至少有一个唯一的IP地址。

IPv4协议

网际协议第4版（Internet Protocol version4，IPv4），也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。 IPv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方（约43亿）的电脑可以联到Internet上。

是TCP/IP协议使用的数据报传输机制。数据报是一个可变长分组，有两部分组成：头部和数据。头部长度可由20~60个字节组成，该部分包含有与路由选择和传输有关的重要信息。

IPV4它是一串4组由圆点分割的数字组成的，其中每一组数字都在0—256之间，如：0—255. 0—255. 0—255. 0—255. 0—255：如，222.73.207.168就是一个主机服务器的IP地址

过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类（E类保留），把32位的地址分为两个部分:前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。

一些特别的IP地址段:

TCP/IP协议规定，凡IP地址中的第一个字节以“lll0”开始的地址都叫多点广播地址。因此，任何第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地址；
IP地址中的每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；
IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址；
IP地址中凡是以“llll0”的地址都留着将来作为特殊用途使用；
IP地址中不能以十进制“127”作为开头，该类地址中数字127．0．0．1到127．1．1．1用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。

但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的地址空间，以2的乘幂方式来拨与。例如，某一网络只要13个ip地址，就会把一个 16地址的区段给他。假设批核了 61.135.136.128/28 的话，就表示从 61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。

IP地址分为A、B、C、D、E5类。常用的是B和C两类。

1、A类IP地址

一个A类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度为24位，A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数达1600多万台。

A类IP地址地址范围1.0.0.1-126.255.255.254（二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110）。　　
A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0，每个网络支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台。

2、B类IP地址

一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。B类IP地址中网络的标识长度为16位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，有16384个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

B类IP地址地址范围128.1.0.1-191.254.255.254（二进制表示为：10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111110 11111111 11111110）。　　
B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0，每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台　

3、C类IP地址

一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。

C类IP地址范围192.0.1.1-223.255.254.254（二进制表示为: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110）。　　
C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0，每个网络支持的最大主机数为256-2=254台

4、D类IP地址

D类IP地址在历史上被叫做多播地址，即组播地址。在以太网中，多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

5、E类IP地址

E类IP地址中是以“11110”开头，E类IP地址都保留用于将来和实验使用。

IPv6协议

IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”（互联网协议第6版）的缩写，是互联网工程任务组（IETF）设计的用于替代IPv4的下一代IP协议，在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。

Pv4协议使用32位（4字节）地址，因此地址空间中只有4,294,967,296个地址。近十多年来由于互联网的蓬勃发展，2019年11月，欧洲网络信息中心（RIPE NCC）表示，已从可用池中的最后剩余地址进行了最终的/22 IPv4分配，IPv4地址已经被用完，这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。当前IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。

2012年6月6日，国际互联网协会举行了世界IPv6启动纪念日，这一天，全球IPv6网络正式启动。

与IPV4相比IPv6地址的优势

更高的安全性：在信息安全越来越重要的今天，IPv4 没有强制使用 IPSec 加密数据，导致网站明文传输泄漏数据，而 IPv6 则是直接集成了 IPSec，在网络层认证与加密数据，为用户提供端到端的数据安全，保证数据不被劫持。

更高的服务质量：IPv6 头中包含一个新字段，称为 Flow Label 字段，该字段定义了路由器如何识别和处理特定数据包，从而确保信息传递时不会被中间系统修改。因此拥有良好的 QoS，对于诸如 VoIP 这类实时信较高的应用来说往往更青睐 IPv6。

表示方法

IPv6的长分布式结构图

IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。

一、冒分十六进制表示法

IPv6由128位地址每16位划分为一段，总共8段，每段用冒号隔开，这种表示方法叫做“冒号十六进制表示法”。

格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：

ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

这种表示法中，每个X的前导0是可以省略的，例如：

2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A

二、0位压缩表示法

在某些情况下，一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性，一个IP地址中只能有一个”::”，例如：

FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101

0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1

0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

三、内嵌IPv4地址表示法

为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b中，压缩0位的方法依旧适用

为何IPV6没有普及？

IPv6的设计目的是取代IPv4，然而长期以来IPv4在互联网流量中仍占据主要地位，IPv6的使用增长缓慢。

2017年11月26日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》

2019年4月16日，工业和信息化部发布《关于开展2019年IPv6网络就绪专项行动的通知》。

2020年3月23日，工业和信息化部发布《关于开展2020年IPv6端到端贯通能力提升专项行动的通知》，要求到2020年末，IPv6活跃连接数达到11.5 亿，较2019年8亿连接数的目标提高了43%。

2021年7月，中央网信办等部门印发《关于加快推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署和应用工作的通知》提出，到2025年末，全面建成领先的IPv6技术、产业、设施、应用和安全体系，IPv6活跃用户数达到8亿，物联网IPv6连接数达到4亿。移动网络IPv6流量占比达到70%，城域网IPv6流量占比达到20%。

在2022年4月，通过IPv6使用Google服务的用户百分率首次超过40%。

截至2022年6月底，全球IPv6的活跃用户数占网民数的比重已经超过31% 。

截至2022年6月，IPv6地址数量为63079块/32，较2021年12月增长0.04%。

截至2022年8月8日，我国IPv6互联网活跃用户数达6.93亿，移动网络IPv6流量占比突破40%。

造成IPV6普及困难的原因来自多方面：

1、技术因素

IPv6和v4的兼容性并不好

国际互联网工程任务组（IETF）是全球互联网技术标准的核心组织，致力于互联网国际技术标准的制定。IETF于1995年制定IPv6标准，编号RFC1883；经过20多年的实践，于2017年发布更加完善的IPv6标准，编号RFC8200。

为了推动IPv6的应用部署，作为IETF最高技术管理机构的互联网架构委员会（IAB）在2016年发布声明，建议后续的互联网协议创新不再基于IPv4进行扩展和标准化，意味着IP协议创新和标准化要全面转向IPv6。

IPv6和v4的兼容性并不好，难以互联互通，双⽅通信需要经过隧道，部署成本和技术要求都很高，很多企业没有意愿投入人力物力来推动IPV6的应用问题。

解决方案：“web双栈”技术

即用户网站当前跑的是ipv4网络，在不改动用户现有服务器配置的情况下，数据中心投资一套ipv6专用的翻译设备，主要作用简化了用户服务器端的配置，用户不需要要过多ipv6技术也能将网站升级到ipv6平滑升级

2、大部分路由器依然不支持ipv6

目前淘宝tplink等低端路由器厂家在售的很多路由器依然不支持v6，有很多家庭用的是营业厅送的光猫和路由器，也不支持v6。是的你没听错，运营商的宽带支持v6但是他给的光猫不支持v6。开启v6支持需要宽带，光猫，路由器和终端这四者同时支持才行，缺一不可。这一点在目前应该是最大的阻力

3、NAT（⽹络地址转换）

ipv4地址紧缺，运营商现阶段的应对方案是大面积采用了NAT转换的方式来缓解，也就是通过牺牲独立ip的方式来解决ip不足的问题。

4、风控难度大

IPV6还有⼀⼤特点就是全⾯使⽤IPSec，数据传输经过加密，安全性⼤增。但这种情况下会让DNS污染这类⼿段失效，海量的IP⼜封不过来。如果这个技术问题解决，IPv6的推⼴会快很多，⽽不仅仅只局限于教育⽹等本⾝就容易控制的⽹络。

既然难以普及，⽤不上，我们就选择将其关闭吧！

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