IPv4 是網際網路運作的基礎。簡單來說,它能讓一台裝置在線上被另一台找到,並對其發送數據。然而,IPv4 不可能永無止盡的發展下去,IPv6 將會是一種取代方案。但是,IPv4 和 IPv6 之間究竟有何區別?各自又有何功能?
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什麼是 IPv4?
IPv4 是網際網路通訊協定第 4 版 (Internet Protocol version 4) 的簡稱,這一系列的版本標準,定義出網際網路的運作方式。IPv4 於 1982 至 1983 年間首次部署上線,至今,大部分網際網路的流量傳輸仍依靠它進行運作。
IPv4 與網際網路基本上可以劃上等號,正因為該協定負責處理網際網絡的運作,讓不同電腦 (包括智慧型手機等) 的區域網路,串連成全球性的網際網路。IPv4 透過一套邏輯位址系統進行運作,並進行路由傳輸以實現全球串連。
什麼是 IPv4 位址?
IP 位址在本質上就是網際網路的門牌號碼,類似於您的家庭住址以便投遞郵件。
這些門牌號碼隨著時間不斷變化,但保持不變的,是由一個 32 位元的整數構成,並分隔成四組 8 位元的數字。看的出來,這種解釋的確過於技術性。
簡單來說,就是位址是由數字組成,並用小數點區分成四個部分。以下是一些實際的例子:
172.16.254.1
195.12.166.212
92.249.36.4
這個系統最多可以提供 4,294,967,296 個 IP 位址。
當數據經過封裝以進行傳輸時,IPv4 規範該封包必須包含裝置想要送達的 IP 位址。這是之前提到有關路由的一個重要環節。
因此,當你在Discord上發送一個微笑表情給朋友時 (因為您是一位冷血狂人),這則訊息並不是直接從你裝置進入網路,然後出現在您朋友的裝置上。不,它需要透過路由,就像傳遞火炬一樣,需要經過網際網路基礎架構的各個節點。所標記的 IP 位址,能夠確保遞交的過程中不會走錯地方。
什麼是 IPv6?
IPv6 是為了汰換 IPv4,因為後者正面臨著 IP 位址不夠用的問題。IPv4 的 32 位元位址,能提供 4,294,967,296 種可能的組合,這數字雖大,但考慮到 2023 年就有 53 億的網路使用者,可見遠遠不夠。
當 IPv4 首次被採用時,這似乎不是一個問題,當時都認為這不過是一種測試框架,但使用不過十年,問題就被注意到了。人們使用了幾種巧妙的方法,像是 NAT (網路位址轉換) 來精簡 IP 位址的使用,但這些方法都無法解決長期將會面臨的問題。
到了 1998年,負責掌管網際網路的專家們將 IPv6 正式定案,將採用 128 位元的位址格式。這將為我們提供 2128,也就是大約 3.4×1038 個位址,我可不想把這個數字實際計算出來。但這可能會導致 (我們某些技術大大會有不同意見) 每台網路裝置都會有自己公開的 IP 位址,不再需要依靠 NAT 這類的技巧。
什麼是 IPv6 位址?
IPv6 位址是由八組十六進制的數字 (即 1-10 以及 A-F) 組成,並用冒號分隔:
2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334
2001:0db8:0001:0000:0000:0ab9:C0A8:0102
2001:db8:3333:4444:CCCC:DDDD:EEEE:FFFF
沒人有辦法能記住這些玩意兒!好在我們也不需要記住它們,DNS會像現在處理 IPv4 地址那樣幫助我們進行處理。
當然,IPv6 不僅僅是改進了位址的生成方式,這只不是最明顯的一點。還有像是資料包 (datagram,可以想像成一捆資料) 的大小。
如果把網路想成是一系列的水管 (「終於獲得平反了」- Ted Stevens),並非每根水管的直徑都一樣。有時,您的資料包大到塞不進水管。
在 IPv4 中,每個中繼點都會選擇好水管的直徑,再拆分資料包符合水管直徑,然後再發送出去。而在 IPv6 中,這早在您的裝置上就預先計畫好了。要是整條傳輸路線變成了一個 XXL 尺寸的現代網路通道,就能讓您傳送一個高達 4GB 的超大資料包。
但我們的技術專家指出,考慮到網際網路基礎架構的隨意性,特別像是更換路由器這類的技術升級,就算 IPv6 在全球能夠普及,這種預先分段的方式也很可能會遇到問題。
IPv6 和 IPv4 的主要差異
以下是 IPv6 和 IPv4 的逐項對比:
IPv4 | IPv6 | |
---|---|---|
位址長度 | 32 位元 | 128 位元 |
位址格式 | 195.12.166.212 | 2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334 |
可使用的位址總數 | 4,294,967,296 | 3.4×10³⁸ |
分段方式 | 由發送端及路由器 | 由發送端 |
IPv4 與 IPv6:誰更勝一籌?
IPv6 在許多方面都比 IPv4 先進,但是否真的更好用呢?在大部分的情況下的確如此,部分說明如下:
速度:
IPv6 更加高效,且速度更快。例如,多點傳送功能,僅向有意接收數據的人傳送資料,使頻寬的利用更為有效,避免無意義的數據複製。
安全性:
IPv6 內建多項安全機制,因此而更加安全。IPv4 要靠使用者自行採取安全措施,但 IPv6 預設位址加密及驗證。
遊戲:
使用 IPv6 將不再需要連接埠轉發,多人遊戲會變得更加簡單。NAT 是解決 IPv4 位址不夠用的方案之一。由於 IPv6 實際上有無限多個位址,所以 NAT 也不再成為必要。更再別提什麼「有效運用頻寬就能導致速度變快」這回事了。
IPv4 仍比 IPv6 更為普遍使用?
絕大部分的網際網路仍在使用 IPv4,而不是IPv6。這是為什麼呢?
因為 IPv4 已經是既有部署,而且轉向 IPv6 會是一件麻煩而且燒錢的事。如果您有過工作經驗,就會知道掌控資金的高層通常對於花錢改善 IT 基礎架構不感興趣。這就是為什麼很多銀行系統,還在跑著那些老掉牙的程式語言。
IPv4 跟 IPv6 本身無法交互操作,因此需要各種技巧,才能讓兩者協同工作。如果要完全過渡轉移,可能需要更換硬體設備。就好比,您的路由器可能不支援 IPv6,而您的 ISP ( 網際網路服務提供商) 的老大們八成不願意讓公司掏錢幫您更換。
結論:IPv6 才是未來
IPv6 取代 IPv4 可說是勢在必行。沒有任何更好的理由可以改變這個走向,我們也早已看遍那些胡說八道了。所以,下次選購資訊產品時,如果要考慮是否具有未來性,一定要確定支援 IPv6。同時,既然我們還會使用 IPv4,不妨透過 VPN 來強化您的安全性。
常見問答集
我該用 IPv4 還是 IPv6?
這要根據您的需求以及技術條件而定。某些應用程式像是 Surfshark VPN,目前尚未支援 IPv6。
哪一種比較好:IPv4 或者是 IPv6?
IPv6 比較好,因為它本就是為了汰換 IPv4 而設計的。然而,IPv4 目前仍然受到普遍使用,因為轉換需要花費時間和金錢。
哪一種更快:IPv4 或者是 IPv6?
IPv6 比較快,是更高效的通訊協定。
IPv6 更適合遊戲嗎?
理論上,IPv6 更適合遊戲,不過還是要看該款遊戲是否有支援。
我應該開啟 IPv6 嗎?
如果可以的話,IPv4 和 IPv6 都應該開啟。開啟 IPv6 可能會帶來一些使用上的問題,因為並非所有服務都有支援。