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盘点IPv6和IPv4的区别有哪些及常见的IP类型的应用

前几天我们看到iPhone13发布,官方网站居然被抢购宕机,如今的互联网发展很快,几乎每个家庭都有一台笔记本电脑、智能手机、数字手表、物联网设备、家庭自动化组件和其他连接到家庭网络或互联网的设备。 设备之间通过各种网络协议进行通信,其中 TCP 和 IP 是最常用的协议。 每个连接到网络的设备都必须有一个 IP 地址,用于标识网络上的设备。

由于早期采用的是IPv4地址,乃至于资源的不足,逐渐我们开始提供和使用IPv6,这样的地址协议。在这篇文章中,我们搬瓦工中文网也将会整理关于IPV6和IPV4的区别,因为我们要知道早期由于IP地址的不足,搬瓦工VPS主机商也有取消低价的VPS套餐。

什么是 IP(互联网协议)?

作为人类,我们使用我们的名字来识别和交流。 同样,在计算世界中,设备使用 IP 地址来识别彼此并进行交互。 所有计算设备用来相互通信的通用语言称为协议。 类似于人类语言,该协议也有一套规则来格式化和处理数据。

Internet 协议 (IP) 是一组规则,用于指定计算机之间的数据寻址和路由。 它主要与网络传输协议一起使用,例如 TCP 和 UDP。 由于这种独特的寻址模式,今天的 Internet 得以存在。 IANA 管理连接到 Internet 的网络/站点的 IP 地址范围。 但是,如果我们运行一个隔离的本地网络基础设施,我们可以根据自己的喜好分配号码。 现在,让我们深入了解这两种架构及其比较分析的本质。

什么是IPv4?

Internet 协议 (IP) 的第一个主要版本是版本 4 (IPv4)。 它使用 32 位网络寻址架构,该架构进一步拆分为四个称为八位字节的 8 位数字。 例如,google.com 的 IP 地址为 141.251.36.46。 该格式称为点分四元表示法。 这些 IP 地址可以手动配置,也可以通过 DHCP 服务器自动获取。

要检查远程设备的实时状态,我们可以使用 ping 命令对该 IP 进行 ICMP 探测:

ping -c 1 google.com

然后我们可以看到反馈:

PING google.com (142.251.36.46) 56(84) bytes of data.
64 bytes from ams17s12-in-f14.1e100.net (142.251.36.46): icmp_seq=1 ttl=116 time=247 ms

...

IP 地址分为网络地址和主机地址两部分,用于创建子网。 子网号有助于决定 IP 的网络和主机部分。 此外,可用 IP 空间分为五个不同的类别,如下表所示。

Address Class IP Ranges Subnet Mask No of Networks No of hosts per Network
Class A 1.0.0.0 to 126.0.0.0 255.0.0.0 126 16,777,214
Class B 128.0.0.0 to 191.255.0.0 255.255.0.0 16,282 65,534
Class C 192.0.0.0 to 223.255.255.0 255.255.255.0 2,097,150 254
Class D 224.0.0.0 to 239.255.255.255 Multicasting
Class E 240.0.0.0 to 255.255.255.255 Research/Reserved/Experimental

子网的计算涉及屏幕背后的一些数学量规。 为了简化我们的计算,我们可以使用 ipcalc 或 subnetcalc 等工具进行 IPv4 子网划分。 下面的片段展示了如何使用这些工具:

ipcalc 110.0.20.18/24

然后看到输出值:

Address: 110.0.20.18 01101110.00000000.00010100. 00010010
Netmask: 255.255.255.0 = 24 11111111.11111111.11111111. 00000000
Wildcard: 0.0.0.255 00000000.00000000.00000000. 11111111
=>
Network: 110.0.20.0/24 01101110.00000000.00010100. 00000000
HostMin: 110.0.20.1 01101110.00000000.00010100. 00000001
HostMax: 110.0.20.254 01101110.00000000.00010100. 11111110
Broadcast: 110.0.20.255 01101110.00000000.00010100. 11111111
Hosts/Net: 254 Class A

在这里,来自机器 A (10.235.64.58) 的流量到达互联网云左侧的路由器网关接口 (10.235.64.57)。 它通过 Internet 路由到达 Google Server 网关,最后到达目标服务器。

什么是IPv6?

Internet 协议版本 6 是 Internet 协议 (IP) 的更新版本。 互联网协议的第 6 版旨在取代旧版本 (IPv4),截至 2018 年,该版本承载了 75% 的互联网总流量(来源:Google IPv6 Stats)。 IPv6 地址为 128 位(16 字节),使用 32 个十六进制数字,同时这些数字被进一步分为八组,每组四位数字以便于管理。 下面显示了一个简要说明。

IPv6 命名约定中涉及的基本步骤很少。

IPv6 地址分为三种类型:单播、多播和任播。 单播地址是单个网络接口和传送到该特定接口的数据包。 此外,单播地址具有本地(链路本地)和全局范围级别。 多播地址是数据包被传送到的组接口。 任播地址是组接口和传送到最近接口的数据包。 下面列出了几个众所周知的地址。

]::1/128 Loopback address
ff00::/8 Multicast addresses
fe80::/10 Link-local addresses
2001::/16 Regular IPv6 unicast addresses
2002::/16 6to4 Unicast addresses
subnetcalc 2001:4860:4860::8888/64

看到输出。

Address = 2001:4860:4860::8888
2001 = 00100000 00000001
4860 = 01001000 01100000
4860 = 01001000 01100000
0000 = 00000000 00000000
0000 = 00000000 00000000
0000 = 00000000 00000000
0000 = 00000000 00000000
8888 = 10001000 10001000
Network = 2001:4860:4860:: / 64
Netmask = ffff:ffff:ffff:ffff::
Wildcard Mask = ::ffff:ffff:ffff:ffff
Hosts Bits = 64
Max. Hosts = 18446744073709551616 (2^64 - 1)
Host Range = { 2001:4860:4860::1 - 2001:4860:4860:0:ffff:ffff:ffff:ffff }
Properties =
- 2001:4860:4860::8888 is a HOST address in 2001:4860:4860::/64
- Global Unicast Properties:
+ Interface ID = 0000:0000:0000:8888
+ Sol. Node MC = ff02::1:ff00:8888
GeoIP Country = United States (US)
DNS Hostname = dns.google

同样,IPv6 数据包同时具有标头和有效载荷。 头部大小固定为 40 字节,源地址和目标地址占用 32 字节。 示例数据包格式如下所示。

IPv6虽然有很多优点,但它无法取代IPv4。 两个协议版本必须共存一段时间才能无缝迁移。 因此,服务提供商正在提供双栈支持系统,该系统拥有可以理解 IPv4 和 IPv6 数据包的网络接口。

我们是不是简单有了解 ipv4和ipv6.

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