什么是 IPv4？

IPv4 是 互联网协议第四版（Internet Protocol version 4）的缩写。它是目前使用最广泛的网络协议，从20世纪80年代就开始部署。

• 长相：它由32位二进制数组成，为了方便记忆，通常写成4组0-255之间的十进制数，用英文句点隔开。

  • 例如：192.168.1.1 或 8.8.8.8

• 特点：它简单、高效，支撑了互联网从无到有、直至全球普及的全过程。

• 最大的问题：地址不够用了。它的总容量大约只有 42.9亿 个地址。在如今手机、电脑、手表、汽车甚至插座都要联网的时代，这些地址早在2019年左右就被分配完毕。

为了解决地址不够用的问题，人们发明了 NAT（网络地址转换）技术，让家里好几台设备共用一个公网IPv4地址上网。但这就像一栋大楼只有一个门牌号，收发快递（数据）时需要门卫（路由器）帮忙转交，流程变得复杂，也破坏了点对点直接通信的便利性。

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什么是 IPv6？

IPv6 是 互联网协议第六版（Internet Protocol version 6）的缩写。它是为了彻底解决IPv4地址枯竭问题而设计的下一代协议。

• 长相：它由128位二进制数组成，写成8组十六进制数，用冒号隔开。

  • 例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

  • （为了简化写法，可以省略前导零，连续的零可以用两个冒号 :: 代替）

• 特点：

  • 地址极多：它的地址数量是IPv4的 2的96次方 倍。这个数量大到可以“给地球上的每一粒沙子分配一个IP地址”，完全不用再担心地址不够用。

  • 原生安全性：它在设计时就强制要求支持 IPSec（一套网络安全协议），让网络层的加密和认证成为标配。

  • 即插即用：支持设备无需依赖中心服务器，就能自动生成属于自己的独立IP地址，配置更简单。

  • 恢复端到端连接：由于地址足够多，每台设备都可以拥有一个全球唯一的公网IP，设备之间可以直接通信，不再需要NAT转发。

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一句话总结

• IPv4 是 现行的老标准，像“老城区”，门牌号（地址）不够用了，大家只能挤在一个大院子里共享门牌（NAT），虽然目前还在用，但本质上是在超负荷运转。

• IPv6 是 未来的新标准，像“新城区的规划”，门牌号多到用不完，每栋楼、每个房间都有独立门牌，通信更直接、更安全、效率更高。

目前正处于 IPv4 与 IPv6 共存 的过渡期。你的手机在4G/5G网络下，大概率已经分配了IPv6地址；而在很多家庭宽带环境下，依然是“IPv4为主、IPv6为辅”的状态。随着物联网和5G的发展，IPv6的普及会越来越广。