IPv4

• 使用32位（4字节）地址
• 总地址空间约为42.9亿个（2^32）
• 由于地址数量有限，已接近耗尽，导致网络地址转换（NAT）等技术的广泛应用

IPv6

• 使用128位（16字节）地址
• 总地址空间约为3.4×10^38个（2^128），极大扩展了地址容量
• 满足未来物联网设备增长的需求，为每台设备提供唯一地址

IPv4

采用点分十进制表示法，由四个0-255的十进制数组成

IPv6

采用冒号分隔的十六进制表示法，由8组4位十六进制数组成

IPv6还支持双冒号（::）简化连续零的表示：

IPv4

• 依赖DHCP（动态主机配置协议）或手动分配地址
• 配置相对复杂，需要管理员干预
• 需要DHCP服务器维护可用地址池
• 通常需要设置DNS服务器和其他网络参数

IPv6

• 主要通过无状态地址自动配置（SLAAC）和DHCPv6实现自动分配
• SLAAC无需DHCP服务器即可通过路由器通告生成地址
• 简化了网络管理，减少了配置工作量
• DHCPv6可用于有状态地址分配和额外配置信息

IPv4

地址分为A、B、C类网络地址，支持单播、多播和广播。

// IPv4地址分类
A类: 0.0.0.0 - 127.255.255.255 (8位网络ID, 24位主机ID)
B类: 128.0.0.0 - 191.255.255.255 (16位网络ID, 16位主机ID)
C类: 192.0.0.0 - 223.255.255.255 (24位网络ID, 8位主机ID)

这种分类方式限制了网络设计的灵活性，难以适应现代网络需求。

IPv6

地址结构更灵活，包含网络前缀和接口标识符，支持单播、多播和任意播地址。IPv6取消了传统的网络类别划分。

// IPv6地址结构
| 网络前缀 (64位) | 接口标识符 (64位) |

// IPv6地址类型
单播: 指向单个接口
多播: 指向多个接口
任意播: 指向最近的接口

IPv4

• 头部长度可变（20-60字节）
• 包含校验和字段，支持选项扩展
• 数据包最大传输单元（MTU）为576字节
• 头部包含版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间、协议、头部校验和、源地址、目标地址等字段

IPv6

• 头部固定为40字节，移除校验和字段以提高传输效率
• 仅通过扩展头部支持可选功能，简化了基本头部结构
• 最小MTU为1280字节，支持更大的数据包
• 基本头部包含版本、流量类别、流标签、 payload length、下一个头部、跳数限制、源地址、目标地址等字段

IPv4

• 安全性较弱，依赖外部安全协议（如IPsec）实现加密和认证
• IPsec在IPv4中是可选的，需要额外配置
• 容易受到各种网络攻击，如IP欺骗、拒绝服务攻击等

IPv6

• 内置IPsec支持，强制要求加密和认证
• IPsec成为IPv6的基本组成部分，提高了通信安全性
• 增强了端到端的安全性，减少了中间设备篡改数据的可能性

IPv4

• 仍广泛使用，但面临地址耗尽问题
• 需依赖NAT（网络地址转换）等技术延长地址使用寿命
• 成熟的生态系统和大量的应用程序支持

IPv6

• 设计兼容移动网络，支持多种迁移策略
• 支持双栈（同时运行IPv4/IPv6）、隧道（IPv4-over-IPv6或IPv6-over-IPv4）和头部转换（Header Translation）等迁移策略
• 逐步向IPv6过渡，同时保持与IPv4的互操作性