IPv4和IPv6的主要区别，以及常见的过渡策略有哪些
问题
IPv4和IPv6的主要区别，以及常见的过渡策略有哪些
我的回答
IPv4与IPv6的主要区别：
地址空间：
- IPv4：32位地址，总计2^32个（约43亿）地址
- IPv6：128位地址，总计2^128个（约3.4×10^38）地址，理论上地球上每平方米可分配约6.7×10^23个地址
地址格式与表示：
- IPv4：点分十进制表示，如192.168.0.1
- IPv6：冒号十六进制表示，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334，可以使用压缩规则（省略前导零和用::替代连续的零段）
报文头部结构：
- IPv4：头部包含13个字段，长度可变（20-60字节），包含多种选项字段
- IPv6：基本头部只有8个字段，固定40字节，简化了处理；复杂功能通过扩展头部实现
安全性：
- IPv4：安全功能是后期添加的，IPSec是可选的
- IPv6：内置IPSec支持，设计之初就考虑了安全问题
网络配置：
- IPv4：主要依靠DHCP进行地址分配
- IPv6：支持无状态自动配置(SLAAC)，设备可根据路由器广告自动配置地址
NAT使用：
- IPv4：广泛使用NAT解决地址短缺问题
- IPv6：理论上每台设备都可获得公网地址，不需要NAT，但实践中仍有使用
分片处理：
- IPv4：路由器可以对数据包进行分片
- IPv6：分片只能由源端设备处理，路由器不处理分片
IPv6取消了广播机制，改用组播，减少了网络上的无用流量。
过渡机制详解：
双栈技术(Dual Stack)：
- 设备同时运行IPv4和IPv6协议栈
- 实现方式：操作系统和网络设备同时配置IPv4和IPv6地址
- 优点：实现相对简单，兼容性好
- 缺点：需要维护两套路由表和两套安全策略，增加管理复杂度
- 实际应用：目前大多数现代操作系统和企业网络使用此方案
隧道技术：
- 6to4：将IPv6数据包封装在IPv4数据包中，适用于站点间通信，使用特殊的2002::/16地址前缀
- ISATAP(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)：适用于IPv4网络内的IPv6孤岛互联
- Teredo：能够穿越NAT的隧道技术，即使在严格的NAT环境下也能工作
- 6RD(IPv6 Rapid Deployment)：由ISP控制的改进版6to4，提供更可靠的服务
- 优点：不需要升级中间设备，可利用现有IPv4基础设施
- 缺点：增加了延迟和管理复杂度，可能导致MTU问题
转换技术：
- NAT64/DNS64：允许IPv6-only客户端访问IPv4-only服务器
- DNS64将IPv4地址合成为特殊的IPv6地址
- NAT64将IPv6数据包转换为IPv4数据包
- 464XLAT：用于移动网络，结合了CLAT(客户端转换)和PLAT(提供商转换)
- MAP-E/MAP-T：映射IPv4和IPv6地址与端口的技术
- 优点：实现两种协议互通，适合特定场景
- 缺点：可能丢失端到端连接特性，某些协议工作可能受限
实际部署情况：
目前，大型ISP通常采用多种技术组合：
- 骨干网使用双栈或纯IPv6
- 企业网络多采用双栈策略
- 移动网络常用NAT64/464XLAT（如T-Mobile已实现纯IPv6核心网）
- 内容提供商（如Google、Facebook）全面支持双栈
- 部分新兴市场（如印度、中国移动网络）正在积极部署IPv6