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随着互联网的不断发展，对更先进的 IP 寻址系统的需求也变得愈发明显。IPv4 是互联网协议的第四个版本，几十年来一直是互联网通信的支柱。然而，它的继任者 IPv6 正逐渐被采用，以解决 IPv4 的局限性。
IPv6 的必要性
- IPv4 的地址空间有限，约为 43 亿个地址，由于互联网连接设备的快速增长，该地址空间已接近耗尽 [1].
- IPv6 提供了更大的地址空间，大约有 340 亿亿（3.4 × 10^38^）个地址 [2].
- IPv6 增加的地址空间允许更高效的路由和更简单的 网络配置 [3].
IPv4 和 IPv6 之间的主要区别
| 特征 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 地址大小 | 32 位（4 字节） | 128 位（16 字节） |
| 地址格式 | 点分十进制表示法 | 十六进制表示法 |
| 地址数量 | 约43亿 | ~340十亿亿 |
| 标头结构 | 12 个字段，包括选项 | 8 个字段，选项的扩展头 |
| 安全 | 可选 (IPsec) | 内置（强制 IPsec） |
| 服务质量 | 有限（ToS 字段） | 改进（流程标签字段） |
| 碎片化 | 路由器和主机允许 | 仅限源主机 |
| 广播消息 | 支持 | 由多播取代 |
| 配置 | 手动或 DHCP | 自动配置或 DHCPv6 |
从 IPv4 过渡到 IPv6
- 双栈实现允许设备同时支持 IPv4 和 IPv6，从而实现逐步过渡 [4].
- 6to4 和 Teredo 等隧道技术将 IPv6 数据包封装在 IPv4 数据包中，从而允许 IPv6 流量穿越 IPv4 网络 [5].
- NAT64 和 DNS64 等转换机制支持仅 IPv6 主机和仅 IPv4 主机之间的通信 [6].
这 IPv4 转换工具 可以成为过渡过程中的宝贵资源，让用户轻松地在 IPv4 和 IPv6 地址之间转换并了解它们之间的差异。
拥抱未来
虽然 IPv4 为我们提供了良好的服务，但互联网的快速发展使得采用 IPv6 成为必然。IPv6 拥有更大的地址空间、更高的安全性和增强的功能，能够满足不断扩展的数字世界的需求。随着越来越多的组织和服务提供商实施 IPv6，对于网络管理员和 开发商 了解两种协议之间的差异并为过渡做好准备。
参考
[1] 思科。（2011 年）。思科 IT 如何加速 IPv6 的采用。 https://www.cisco.com/c/dam/en_us/about/ciscoitatwork/network_systems/docs/cisco_it_case_study_ipv6.pdf
[2] Hinden, R. 和 Deering, S. (2006)。IP 版本 6 寻址架构。IETF RFC 4291。 https://tools.ietf.org/html/rfc4291
[3] 互联网协会。（2020 年）。Deploy360 计划：IPv6。 https://www.internetsociety.org/deploy360/ipv6/
[4] Nordmark, E. 和 Gilligan, R. (2005)。IPv6 主机和路由器的基本转换机制。IETF RFC 4213。 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc4213
[5] Carpenter, B. 和 Moore, K. (2001)。通过 IPv4 云连接 IPv6 域。IETF RFC 3056。 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc3056
[6] Bagnulo, M.、Matthews, P. 和 van Beijnum, I. (2011)。有状态 NAT64：从 IPv6 客户端到 IPv4 服务器的网络地址和协议转换。IETF RFC 6146。 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6146
