IP协议（互联网协议）是互联网协议群（IPS）中最重要的通信协议之一，其主要用于网络设备（如计算机、电脑、单个网络或一系列互连网络的以太网交换机）数据包的寻址和路由选择，并负责将其从一个网络转发到另一个网络。目前IP协议具备IPv4和IPv6两个版本，相信很多人对它俩并不熟知，更加不清楚IPv4和IPv6有什么区别。本文将对IPv4和IPv6进行详细介绍，便于您后期对网络设备的选择做出更加明智的决策。
IPv4是什么？
IPv4是互联网协议第四版，是计算机网络使用的数据报传输机制，此协议是第一个被广泛部署的IP协议。每一个连接Internet的设备（不管是交换机、PC还是其他设备），都会为其分配一个唯一的IP地址，如192.149.252.76，如下图所示，IPv4使用32位（4字节）地址，大约可以存储43亿个地址，但随着越来越多的用户接入到Internet，全球IPv4地址已于2019年11月已全数耗尽。这也是后续互联网工程任务组（IEIF）提出IPv6的原因之一。
IPv6是什么？
IPv6是由IEIF提出的互联网协议第六版，用来替代IPv4的下一代协议，它的提出不仅解决了网络地址资源匮乏问题，也解决了多种接入设备接入互联网的障碍。IPv6的地址长度为128位，可支持340多万亿个地址。
IPv4和IPv6有什么区别？
虽说IPv4和IPv6都是用来标识连接到Internet的设备的地址，两者在原理上相同，但其工作方式却不同，那么IPv4和IPv6有什么区别呢？您将从以下几个方面找到答案。
性能
与IPv4相比，IPv6将地址长度从32位增加到了128位，可支持更多的地址需求。更有行业人士表示，地球上每平方米都有10的26次方的IPv6地址，因此，IP地址在可预见的未来都将不会耗尽。而且，IPv6地址的编码采用了类似于CIDR的分层分级结构，简化了路由，加快了路由速度。
IP报头
IPv4根据提供的IP选项，有20~60个字节的可变长度；而IPv6拥有40个字节的固定长度，相对于IPv4而言报头简单。此外，IPv4报头可能附带各种选项，但，IPv6报头没有选项，而是添加了附加的扩展报头（可选，其中包含了逐跳扩展、路由、分段和目标等），极大地减少了分组处理和报头带宽的开销。
网络安全
对于IPv4而言，互联网安全协议（IPsec）是可选的，但不一定是免费的，有的需要付费支持；但对于IPv6来说，互联网安全协议是必选项。此外，像身份验证、数据一致性和保密性的内容也加入到了IPv6中。由此说明，IPv6相对于IPv4来说，更加安全。
应用领域
从2009年到2019年通过IPv6访问Google的用户数占比小，且IPv6在早期阶段增长速度缓慢，这是为什么呢？究竟是什么原因导致IPv6的部署没有IPv4广泛呢？首先，IPv4在IPv6前面被提出，优先抢占了市场先机，而IPv6的部署是一个长期、循序渐进的过程。其次，在IPv6部署的前期，由于IPv6不够成熟，导致存在较多的问题，如，与现有的基础设施不兼容，无法从IPv4过渡到IPv6等。
在大多数的实际应用中，IPv6与IPv4基本上是分开使用的，但其实现在可以利用隧道技术将IPv6与IPv4进行互通。在IPv6与IPv4网络间的隧道中，路由器可以将IPv6的数据分组封装入IPv4中，当封装成IPv4分组离开IPv4网络（也就是隧道出口处）时，再将IPv6分组取出转发给目的节点。需注意的是，两个隧道的目的节点都必须支持IPv4和IPv6协议。
总结
经上述介绍可知，IPv6不仅扩大了地址空间，提供了数百万亿个地址，满足了可预见未来的互联网需求；而且还简化了网络配置，降低了成本；因此，全球的网络从IPv4过渡到IPv6是不可避免的。但，这并不意味着IPv4即将被取代。
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