IPv4与IPv6:哪个更快?

Computer user

网上流传的消息是,有一种新的网站技术,可以提供更快、更安全的网络浏览体验,它被称为IPv6。事实证明,这种协议根本不是新的,而是自1998年以来一直在互联网上慢慢扩散,等待它发光的时刻。这种IP技术通过128位传递信息,比其32位的前身IPv4有了广泛的扩展,但这对大多数互联网用户来说实际上意味着什么?一旦你把它拆开,这项看似神秘的技术实际上比最初看起来要简单和容易理解得多。

首先,对于新来者来说,重要的是要注意互联网是在一套共同的协议上运行的,这些协议允许计算机相互对话。为了让一台计算机向另一台计算机发送信息,这两台计算机在网络上必须是可识别的。这些标识符被称为一台计算机的互联网协议(IP)地址。自20世纪90年代初IPv4诞生以来,这一直是计算机相互对话的常用手段,它取代了70年代和80年代使用的TCL协议。其次,重要的是要理解IPv4地址是非常有限的–只存在4,294,967,296。当你把所有在互联网上运行的电脑、智能手机、智能手表、游戏机和平板电脑放在一起时,这个数字实际上是非常小的。

什么是IPv4?

IPv4

IPv4代表互联网协议版本4;它于1983年由美国政府在其高级研究计划局网络(ARPANET)中首次推出。该协议继承了TCL,以32位二进制代码为基础,可以用十六进制数字代码表示,也称为十六进制代码。每一节十六进制代码表示连接到ISP的每个网络和连接到该网络的每个单独设备的地址。

这就像一个单一的IPv4地址被分割成其网络地址和主机地址。这些有时被称为网络的 “街道名称 “和 “家庭地址”,并被称为 “子网掩码 “的东西分开,表明哪个数值属于整个IP地址的哪一半。至少,这就是流行的技术教育YouTuber CBT Nuggets的简化方法。不管怎么说,这都是对IPv4如何工作的一个非常简单的解释,而没有深入到DHCP配置等概念,这在IPv6中不再重要。

什么是IPv6?

IPv4

IPv6是IPv4的后续版本,但两者是完全不同的野兽。两种协议之间最大和最重要的区别是IP地址的书写方式。互联网协会为这些差异提供了一个简单的例子,解释说:”IPv6地址符号是八组四位十六进制数字,各组之间用冒号隔开,例如2001:db8:1f70:999:de8:7648:3a49:6e8,尽管有一些方法可以缩写这种符号。作为比较,IPv4符号是四组十进制数字,各组之间用点分开,例如198.51.100.1″。

从一个转换到另一个,就像从拉丁语转换到英语;IPv6的功能与IPv4相似,它带有一些相同的根源,但它最终是一个更多样化的命名法。请注意,IPv4和IPv6之间根本不存在对话。大多数现代系统在两个版本的互联网上都有一个IP地址,但IPv4地址不能与IPv6地址对话,反之亦然。当一个互联网供应商给一个网络设备一个IPv4和一个单独的IPv6地址时,这被称为 “双堆叠 “或 “双IP堆叠”。

哪个更快?

Broadcasting over city

由于一个IPv6地址有128位二进制代码,而不是IPv4的32位,因此在基于IPv6的互联网中,网络和网络设备有可能占据无限的数字空间,因为基本上不可能穷尽所有的潜在变体和排列组合。 要了解IPv6在企业规模上的好处,重要的是要知道许多网络–包括住宅和企业–已经将大量的计算机和其他连接互联网的设备隐藏在IPv4地址后面,使用的是网络地址转换(NAT)。基本上,NAT是一个独立的网络,作为网络和ISP之间的缓冲层,允许几个设备通过同一个IPv4网络地址进行连接,即使他们不在同一地点。 

当然,只要涉及到一个独立的网络层,就必然会降低数据传输的速度。 网络所有者采用IPv6意味着不再需要NAT,因为所有联网的设备都可以与所有联网的设备对话,理论上可以加快整个运行速度。 然而,在实践中,情况可能并不总是如此,至少现在是这样。Infoblox分解了两种协议之间的速度差异,指出在某些情况下,IPv6可能比IPv4慢。Avast揭示了这一现象的潜在原因,指出IPv6的数据包较大,可能偶尔会放慢速度。然而,除此之外,该公司解释说,随着采用率的增加,IPv6网络最终会变得更快,因此,在优化该技术的性能方面会投入更多努力。 从长远来看,IPv6将超过IPv4,尽管目前它可能不总是更快的选择。

IPv6是一项新技术吗?

Server room

在过去的二十年里,你可能一直在访问基于IPv6和IPv4的混合网站。然而,从发明一项新的互联网协议技术到它被成熟的互联网服务提供商广泛采用之间的时间距离是比较长的。这种延迟的原因是,IP技术是网络基础设施的基础部分,受过IPv4培训的工程师在使用现有的基础设施时更加得心应手,而且当现有的基础设施发生任何形式的转变时,通常是一件大事–特别是当它的规模和范围如此之大时。在ISP的现有网络中这样做会带来难以计算的成本,即使IPv6有更好的内置安全功能,这种规模的转变也有可能给服务提供商的运营和底线带来新问题。

此外,许多通常使用IPv4的网络工程师可能只熟悉它,直到大约十年前,他们可能没有什么金钱上的动力来重新学习轮子。毕竟,IPv6花了25年左右的时间,才达到了对服务提供商有足够规模的广泛吸引力的程度。

IPv4和IPv6有很大的不同

IPv4 configuration screen

IPv6不仅仅是对一个新协议的升级;它在核心层面上对互联网的工作方式采取了根本性的改变。一方面,它的可扩展性要强得多,为与互联网及其用户一起增长和扩大单一网络提供了无限的机会。但与此同时,互联网工程任务组(IETF)花了很长时间来开发和分发IPv6。它几乎没有激励互联网服务提供商抛弃NAT,或至少引入双栈,而在一个主要基于IPv4的网络中实施双栈仍需要大量的时间、人力和现金投资。

然而,互联网终于达到了一个转折点–现代系统和路由器能够连接到IPv6网络,而IPv6的压倒性普及可能会很快发生。IPv6不仅帮助互联网避开了将在2019年左右发生的IP地址大灾难,而且它还是一个更加强大和可扩展的架构。如果安全地实施,像IPsec(IP安全)这样的功能可以使网络操作总体上更加简单和快速。尽管如此,仍有工作要做。2021年3月18日,FedTech报道,美国政府只有41%的IP启用域是基于IPv6的,联邦政府已经设定了一个时间表,到2025年达到80%的纯IPv6域覆盖率。 这就是为什么IPv6被公开地称为新一代或下一代互联网协议技术。

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