IPv6 優於 IPv4 的十大功能

如今是 9102 年，有一個嚴重的問題，困擾着資深宅男二狗子。那就是偶像團體沒新名了。今年開始，偶像團體 XKB48 已經在沒法取更多的新名字了，排列組合的全部方式都已經通過了歷史長河的洗禮，除非偶像們的人數從 48 改變，否則今年開始都得叫「XXKB48」。

除了偶像名字不夠用了，二狗子還發現用於粉絲網站的服務器公網 IP，也不夠了。雖然如今已是 9102 年，二狗子仍是喜歡用 IPv4，用愛發電的粉絲網站，必定要用吉利的數字才行，可二狗子在找到一篇 2019 年的文章後，堅決果斷的選擇了 IPv6。

文章標題很直白，《IPv6 優於 IPv4 的十大功能》。下面來看看文章中具體說了些什麼吧。

更大的 IP 地址空間

須要鏈接到 Internet 的每臺計算機或在線設備都須要全球惟一的 IP 地址。IPv4 使用 32 位做爲 IP 地址長度，容許大約 40 億個惟一 IP 地址。當 IPv4 在 20 世紀 70 年代被引入並做爲互聯網協議被接受時，他們沒有預見到互聯網的普及程度。所以當時的人們堅信這 40 億個地址足以應對將來的互聯網環境。

今天，地球人口約爲 66 億，而互聯網的人口僅爲 13 億，甚至不到全世界人口的 22％。很明顯，在不久的未來會有愈來愈多的人鏈接到互聯網。此外，隨着經過 IP 融合通訊技術（如數據，音頻，視頻和語音）的巨大進步，互聯網的發展和擴展仍有巨大的空間。網絡地址轉換（NAT）等方法用於在惟一的全局IP地址和多個私有 IP 地址之間進行轉換。例如，與每一個用戶具備惟一全球 IP 地址的狀況相比，具備撥號服務的人在十個用戶之間共享一個調制解調器，從而節省了大約 90％ 的地址。此外，甚至企業用戶也採用相同的方法讓許多計算機共享一個地址，從而節省地址。然而，這在網絡硬件和軟件中帶來了額外的複雜性。

而 IPv6 使用 128 位用於 IPv6 地址長度，容許 3.402823669 × 10³⁸個惟一地址。要了解所涉及的規模，能夠將整個 IPv4 空間視爲一臺經典 iPhone 4 大小，那麼 IPv6 空間將是地球的大小。從這些數字能夠看出，使用 IPv6 後，能夠爲每一個人提供數十億個地址，並確保必須鏈接到 Internet 的任何設備都具備惟一的 IP 地址。

擴大地址空間的第一個優勢就在於，當沒有 NAT 的狀況下，網絡硬件和軟件的複雜性下降，而且配置網絡環境變得更加簡單。其次，它能夠加快物聯網家庭建設，家庭內不一樣的小配件和設備都都想上網衝浪，這就要求每一個這樣的設備具備惟一的 IP 地址，專屬於本身的衝浪板。最後，IP 地址的大量可用性基本消除了之前在無線和移動設備的全面部署中出現過的絕大部分障礙。

IPv6 提供比 IPv4 更好的端到端體驗

點對點應用程序是 IPv6 最近熱門的場景，好比大型網遊，視頻會議（流媒體），文件共享和VoIP。在點對點網絡環境中，一組計算機能夠彼此直接通訊，而不須要中央服務器搭把手。

 

具備大地址空間的 IPv6 也再也不依賴 NAT，而且能夠確保實現真正的端到端鏈接。這就意味着像 VoIP 或流媒體這樣的點對點應用程序能夠很是有效地使用 IPv6。

配置自動化程度更高

只要有節點進入並但願成爲網絡的一部分，就須要配置對應的 IP 地址信息和路由器信息。過去，網絡中的設備和計算機較少時，幾乎全部設備和計算機都是靜態配置的，而且手動分配了IP地址。然而，隨着我的計算機（PC）和其餘支持 IP 的設備的快速增加，爲了更高效的設備管理和資源的重用，自動配置必不可缺。

IPv6 中一個名爲Stateless Auto Configuration 的功能，能夠不借助 DHCP 服務器完成 IP 地址的分配。這一特殊功能使路由器可以輕鬆的自動配置其接口，並動態的提供用戶網關。

簡化的頭部結構，更快路由

IPv4 包頭結構包含 20 個字節的數據，幷包含了可選字段，從而迫使中間路由器檢查 IP 包頭是否包含可選字段。另外在 IPv4 數據包頭中，這些可選字段具備必定的最大容許大小。

 

與 IPv4 相比，IPv6 具備更簡單的數據包頭結構，旨在最大限度地減小包頭處理所需的時間和精力。它經過將可選字段以及非必要字段移動到僅在 IPv6 包頭以後放置的擴展包頭來實現的。所以，中間路由器便能更有效地處理 IPv6 包頭，而沒必要解析包頭或從新計算網絡層校驗，甚至分段和重組數據包。效率提升了，路由器的處理開銷也就減小了，硬件沒必要過於複雜，也能夠更快地處理數據包。

IPv6 包頭結構的另外一個特性是擴展包頭最大大小沒有限制。它們能夠經過擴展來適應高效 IPv6 通訊所需的任何擴展數據。實際上，典型的 IPv6 數據包不含括擴展頭，只有在中間路由器或目的地須要一些特殊處理時，發送數據包的主機纔會根據須要添加一個或多個擴展頭。這個新的擴展標頭使的 IPv6 靈活性更高，從而應對將來發展的新需求。

更高的安全性

IPv4 在設計時幾乎沒有考慮過安全性，尤爲是在端到端的模式中。而在 IPv6 中，IPSec 做爲主要的協議，是確保 IPv6 提供比 IPv4 更好的安全性的因素之一。

IPSec 包含一組加密協議，用於確保安全的數據通訊和密鑰交換。使用的主要協議是：

1. 認證頭（AH）協議，它支持數據的認證和完整性。
2. 封裝安全有效負載（ESP）協議，它能夠實現數據的身份驗證和完整性以及數據隱私。
3. 互聯網密鑰交換（IKE）協議。此協議套件有助於初始設置和協商兩個端點之間的安全性參數。而後它還會跟蹤這些信息，以便通訊保持安全直至結束。

所以，IPv6 確保有端到端的安全機制，爲全部應用程序提供身份驗證和加密功能，從而消除了應用程序自己對這些功能的集成支持的須要。爲全部應用程序使用相同的安全機制的額外好處是，設置和管理安全策略變得更加簡單。IPv6 容許完整的端到端安全性，從而容許部署一組新的個性化服務，例如依賴安全交易的移動電子商務服務。。

更好的服務質量（QoS）

IPv6 頭中包含一個新字段，稱爲 Flow Label 字段，該字段定義了路由器如何識別和處理特定數據包，從而確保信息傳遞時不會被中間系統修改。所以擁有良好的QoS，對於諸如 VoIP 這類實時信較高的應用來講每每更青睞 IPv6。

更好的多播和任播能力

IPv6 不但經過提供大型多播地址範圍來擴展 IPv4 的多播功能，而且大大改變了任播的概念，讓任播應用面更廣。

更好的支持移動設備

IPv6 經過其巨大的地址空間確保了每一個移動設備均可以擁有本身的 IP 地址。而且擁有專門的MIPv6 協議，從而容許不一樣接入技術之間的快速切換，例如從蜂窩網絡到無線網絡，而且不會對正在進行的鏈接產生明顯影響。

更易於管理

當要擴展示有網絡，合併兩個網絡，或更改服務提供商時，這個網絡就須要從新編號，併爲其分配新的地址方案。在 IPv6 中，網絡從新編號能夠自動進行。所以，使用 IPv6 進行網絡從新編號將再也不須要手動從新配置每一個主機和路由器，從而實現更平滑的切換或合併操做。

遵循 IPv4 關鍵設計原則，過渡更平穩

IPv4 已成功在世界各地部署多年，大範圍的使用程度證實了 IPv4 設計的成功。所以 IPv6 遵循了許多相同的設計點，從而讓 IPv4 到 IPv6 平穩過渡成爲可能。目前市場上有許多熱門應用程序須要 IPv6，吸引着愈來愈多的用戶加入 IPv6 的使用行列中。可是，IPv4 應用程序依舊會在將來一段時間內保持存在，從 IPv4 到 IPv6 的過渡必須是按部就班的過程。

二狗子不由想起了又拍雲在 2019 年就推出了快速、安全的 IPv6 加速解決方案，助力企業快速實現 IPv6 的接入，擴大企業的業務服務範圍，提高用戶的訪問體驗。二狗子以爲本身真是蠢到家了，這麼好的東西居然如今才瞭解到。

 

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參考資料：

https://www.ipv6.com/general/top-10-features-that-make-ipv6-greater-than-ipv4/