IPv4 和 IPv6 有什么区别

为什么会有两个版本

IPv4 是 1981 年正式定下来的。那时候联网的大多是大学和研究机构的电脑，设计者给每个地址留了 32 个二进制位，总共能编出 2 的 32 次方，大约 43 亿个号码。在当时，这个数字看起来多到用不完。

后来，个人电脑、手机、平板、智能手表、家里的各种电器都上了网，43 亿个号码很快就不够分了。2011 年，全球地址的总管理机构 IANA 把最后几大块 IPv4 地址分了出去；之后几年，各大洲的管理机构也陆续分完了自己手里的存货。

为了解决这个问题，工程师们设计了新一代的 IPv6（IP 协议第 6 版）。它的标准在 1990 年代末就已经发布，近十几年才在全世界大范围用起来。中国从 2017 年起大力推进 IPv6 部署，现在三大运营商的宽带和手机网络大多已经支持。

顺带一提：中间的“IPv5”编号曾被一个实验性的协议占用，后来没有推广，所以版本号直接从 4 跳到了 6。

先看一张总的对比表，后面再一项项解释。

表里的“本机地址”指设备自己找自己用的特殊地址，像在家里喊一声“我”，永远指向你正在用的这台设备。

图 2-1 IPv6 地址的长度是 IPv4 的 4 倍

长度只多了 3 倍，数量却多得多：每多 1 位，地址总数就翻一倍，多出 96 位等于翻了 96 次倍。常有人打比方说，IPv6 多到可以给地球上的每一粒沙子都分配一个地址，而且还远远用不完。

128 位如果写成十进制会非常长，所以 IPv6 改用十六进制：除了 0 到 9，还用 a 到 f 代表 10 到 15。每 4 个十六进制字符一组，每组正好 16 位，一共 8 组，中间用冒号隔开。字母写大写或小写都可以，现在一般写小写。

完整写出来是这样的：

2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334

这太长了，所以有两条简写规则：

按这两条规则，上面的地址可以简写成 2001:db8::8a2e:370:7334。本站首页的“图 2”会把你的 IPv6 地址展开成完整的 8 组，方便你一组一组对照着看。

小提示

以 2001:db8 开头的地址是专门留给教材和文档举例用的，现实网络里不会出现。本站的例子都用这类“示范地址”。

IPv4 和 IPv6 是两套互不相通的地址系统，就像同一个城市里同时有旧门牌和新门牌。在全世界都换成新门牌之前，网络运营商一般会让你的设备两套地址同时拿，这种做法叫双栈。

访问网站时，设备会先看对方支不支持 IPv6：支持的话通常优先走 IPv6，不支持就退回 IPv4。所以在本站首页，你可能同时看到“图 1”和“图 2”，这是正常的。

如果首页只显示 IPv4，原因可能有这些：

只有 IPv4 一般不影响日常上网，绝大多数网站两种都支持。想确认自己有没有 IPv6，可以用本站的 IPv6 测试，它会分别检测两种地址能不能连通，并讲了光猫和路由器怎么开启 IPv6。

地址够用了。运营商通常会给每户分配一整段 IPv6 地址，家里每台设备都可以有一个全世界唯一的地址，不必再挤着共用一个。
少了一层“翻译”。IPv4 时代，家里设备出门上网都要经过路由器的地址转换（第 3 章细讲）；IPv6 通常不需要这一步，视频通话、联机游戏这类“点对点”连接会更顺畅。
隐私怎么办？早期的 IPv6 地址后半部分会根据网卡编号生成，容易被用来长期追踪同一台设备。现在的手机和电脑默认会使用“临时地址”，后半部分随机生成并定期更换，降低了这种风险。

需要说明的是，“每台设备都能被直接找到”不等于“谁都能连进来”。家用路由器的防火墙一般默认拦住外面主动发起的连接，所以不用担心开启 IPv6 会让设备直接暴露在外。