IPv4
地址長度：32位
地址數量：2^32（約4×10^9）
IPv4 頭結構
IPv6
地址長度：128位
地址數量：2^128（約3.4×10^38）
IPv6 頭結構
IPv6 與 IPv4 頭部對比
IPv4 與 IPv6 的比較
| 描述 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| IP頭部 | 長度爲 32 位（4 個字節） 地址由網絡和主機部分組成，這取決於地址類。根據地址的前幾位，可定義各種地址類：A、B、C、D 或 E。IPv4 地址的總數爲 4 294 967 296。
IPv4 地址的文本格式爲 nnn.nnn.nnn.nnn，其中 0<=nnn<=255，而每個 n 都是十進制數。可省略前導零。最大打印字符數爲 15 個，不計掩碼。 | 長度爲 128 位（16 個字節） 基本體系結構的網絡數字爲 64 位，主機數字爲 64 位。通常，IPv6 地址（或其部分）的主機部分將派生自 MAC 地址或其他接口標識。 根據子網前綴，IPv6 的體系結構比 IPv4 的體系結構更復雜。 IPv6 地址的數目比 IPv4 地址的數目大 1028（79 228 162 514 264 337 593 543 950 336）倍。IPv6 地址的文本格式爲 xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx，其中每個 x 都是十六進制數，表示 4 位。可省略前導零。可在地址的文本格式中使用一次雙冒號（::），用於指定任意數目的 0 位。例如，::ffff:10.120.78.40 表示 IPv4 映射的 IPv6 地址。 |
| 地址分配 | 最初，按網絡類分配地址。隨着地址空間的消耗，使用“無類域間路由”（CIDR）進行更小的分配。沒有在機構和國家或地區之間平均分配地址。 | 分配尚處於早期階段。“因特網工程任務組織”（IETF ）和“因特網體系結構委員會”（IAB）建議基本上爲每個組織、家庭或實體分配一個 /48 子網前綴長度。它將保留 16 位供組織進行子網劃分。地址空間是足夠大的，可爲世界上每個人提供一個其自己的 /48 子網前綴長度。 |
| 地址生存期 | 通常，除使用 DHCP 分配的地址之外，此概念不適用於 IPv4 地址。 | IPv6 地址有兩個生存期：首選生存期和有效生存期，而首選的生存期總是小於等於有效的生存期。
首選生存期到期後，如果有同樣好的首選地址可用，那麼該地址便不再用作新連接的源 IP 地址。 有效生存期到期後，該地址不再用作入局信息包的有效目標 IP 地址或源 IP 地址。 根據定義，某些 IPv6 地址有無限多個首選生存期和有效生存期，如本地鏈路（請參閱地址作用域）。 |
| 地址掩碼 | 用於從主機部分指定網絡。 | 未使用（請參閱地址前綴）。 |
| 地址前綴 | 有時用於從主機部分指定網絡。有時根據地址的表示格式寫爲 /nn 後綴。 | 用於指定地址的子網前綴。按照打印格式寫爲 /nnn（最多 3 位十進制數字，0 <= nnn <= 128）後綴。例如 fe80::982:2a5c/10，其中前 10 位組成子網前綴。 |
| 地址解析協議（ARP） | IPv4 使用 ARP 來查找與 IPv4 地址相關聯的物理地址（如 MAC 或鏈路地址）。 | IPv6 使用因特網控制報文協議版本 6（ICMPv6）將這些功能嵌入到 IP 自身作爲無狀態自動配置和鄰節點發現算法的一部分。因此，不存在類似於 ARP6 之類的東西。 |
| 地址作用域 | 此概念不適用於單點廣播地址。有指定的專用地址範圍和回送地址。將該範圍之外的地址假設爲全局地址。 | 在 IPv6 中，地址作用域是該體系結構的一部分。單點廣播地址有兩個已定義的作用域，包括本地鏈路和全局鏈路；而多點廣播地址有 14 個作用域。爲源和目標選擇缺省地址時要考慮作用域。 作用域區域是特定網絡中作用域的實例。因此，有時必須輸入 IPv6 地址或使它與區域標識相關聯。語法是 %zid，其中 zid是一個數字（通常較小）或名稱。區域標識寫在地址之後前綴之前。 例如，2ba::1:2:14e:9a9b:c%3/48。 |
| 地址類型 | IPv4 地址分爲三種基本類型：單點廣播地址、多點廣播地址和廣播地址。 | IPv6 地址分爲三種基本類型：單點廣播地址、多點廣播地址和任意廣播地址。有關描述，請參閱 IPv6 地址類型。 |
| 通信跟蹤 | 通信跟蹤是一個收集進入和離開系統的 TCP/IP（及其他）信息包的詳細跟蹤資料的工具。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 配置 | 新安裝的系統必須在進行配置之後才能與其他系統通信；即，必須分配 IP 地址和路由。 | 根據所需的功能，配置是可選的。IPv6 可與任何以太網適配器配合使用並且可通過回送接口運行。IPv6 接口是使用 IPv6 無狀態自動配置進行自我配置的。還可手工配置 IPv6 接口。這樣，根據網絡的類型以及是否存在 IPv6 路由器，系統將能與其他本地和遠程的 IPv6 系統通信。 |
| 域名系統（DNS） | 應用程序使用套接字 API gethostbyname() 接受主機名，然後使用 DNS 來獲得 IP 地址。
應用程序還接受 IP 地址，然後使用 DNS 和 gethostbyaddr() 獲得主機名。 對於 IPv4，逆向查找域爲 in-addr.arpa。 | 同樣支持 IPv6。使用 AAAA（四個 A）記錄類型和逆向查找（IP 到名稱）支持 IPv6。應用程序可選擇（是否）從 DNS 接受 IPv6 地址，然後（是否）使用 IPv6 進行通信。
套接字 API gethostbyname() 僅支持 IPv4。對於 IPv6，使用新的 getaddrinfo() API 以僅獲取 IPv6 或獲取 IPv4 和 IPv6 地址（在應用選擇上）。 對於 IPv6，用於逆向查找的域爲 ip6.arpa，如果找不到，那麼會使用 ip6.int。（請參閱 API getnameinfo() － 獲取套接字地址的名稱信息，以獲取詳細信息。） |
| 動態主機配置協議（DHCP） | DHCP 用於動態獲取 IP 地址及其他配置信息。IBM i支持對 IPv4 使用 DHCP 服務器。 | 通過 IBM i 實現的 DHCP 不支持 IPv6。但是，可以使用 ISC DHCP 服務器實現。 |
| 文件傳輸協議（FTP） | FTP 允許通過網絡發送和接收文件。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 片段 | 如果一個信息包對於要傳送它的下一鏈路來說太大，那麼可由發送方（主機或路由器）對其分段。 | 對於 IPv6，只能在源節點進行分段，且只能在目標節點完成重新裝配。使用分段擴展報頭。 |
| 主機表 | 將因特網地址與主機名關聯的可配置表，例如，127.0.0.1 用於回送。在開始 DNS 查找之前或者 DNS 查找失敗之後（由主機名搜索優先級確定），套接字名稱解析器將使用此表。 | 同樣支持 IPv6。 |
| IBM Navigator for i提供完整的 TCP/IP 配置解決方案。 | 同樣支持 IPv6。 | |
| 接口 | 概念性或邏輯實體，由 TCP/IP 用來發送和接收信息包，即使不以 IPv4 地址命名也始終與 IPv4 地址緊密關聯。有時稱爲邏輯接口。
可使用 IBM Navigator for i以及使用 STRTCPIFC 和 ENDTCPIFC 命令彼此獨立並獨立於 TCP/IP 啓動和停止 IPv4 接口。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 因特網控制報文協議（ICMP） | 由 IPv4 用來進行網絡信息通信。 | 由 IPv6 的使用情況類似；然而，因特網控制報文協議版本 6（ICMPv6）提供一些新的屬性。
保留了基本錯誤類型，如目標不可到達、回傳請求和應答。 添加了新的類型和代碼以支持鄰節點發現和相關的功能。 |
| 因特網組管理協議（IGMP） | IGMP 由 IPv4 路由器用來查找需要特定多點廣播組通信的主機，並由 IPv4 主機用來向 IPv4 路由器通告（主機上）現有的多點廣播組偵聽器。 | IGMP 在 IPv6 中由 MLD（多播偵聽器發現）協議取代。MLD 執行 IGMP 對 IPv4 所執行的必要操作，但通過添加一些特定於 MLD 的 ICMPv6 類型值來使用 ICMPv6。 |
| IP 報頭 | 根據提供的 IP 選項，有 20-60 個字節的可變長度。 | 40 個字節的固定長度。沒有 IP 報頭選項。通常，IPv6 報頭比 IPv4 報頭簡單。 |
| IP 報頭選項 | IP 報頭（在任何傳輸報頭之前）可能附帶各種選項。 | IPv6 報頭沒有選項。而 IPv6 添加了附加（可選）的擴展報頭。擴展報頭包括 AH 和 ESP（和 IPv4 的一樣）、逐跳擴展、路由、分段和目標。目前，IPv6 支持一些擴展報頭。 |
| IP 報頭協議字節 | 傳輸層或信息包有效負載的協議代碼，例如，ICMP。 | 報頭類型緊跟在 IPv6 報頭後面。使用與 IPv4 協議字段相同的值。此結構的作用是允許以後的報頭使用當前定義的範圍並且易於擴展。下一個報頭將是傳輸報頭、擴展報頭或 ICMPv6。 |
| IP 報頭“服務類型”字節 | 由 QoS 和差別服務用來指定通信類。 | 但使用不同的代碼來指定 IPv6 流量類。目前，IPv6 不支持 TOS。 |
| LAN 連接 | LAN 連接由 IP 接口用來到達物理網絡。存在許多類型，例如，令牌環和以太網。有時，它稱爲物理接口、鏈路或線路。 | IPv6 可與任何以太網適配器配合使用並且可通過虛擬以太網在邏輯分區間使用。 |
| 第 2 層隧道協議（L2TP） | 可將 L2TP 看作是虛擬 PPP，並通過任何支持的線路類型工作。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 回送地址 | 回送地址是地址爲 127.*.*.*（通常是 127.0.0.1）的接口，只能由節點用來向自身發送信息包。該物理接口（線路描述）被命名爲 *LOOPBACK。 | 與 IPv4 的概念相同。單個回送地址爲 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 或 ::1（簡短版本）。虛擬物理接口被命名爲 *LOOPBACK。 |
| 最大傳輸單元（MTU） | 鏈路的最大傳輸單元是特定鏈路類型（如以太網或調制解調器）支持的最大字節數。對於 IPv4，最小值一般爲 576。 | IPv6 的 MTU 下限爲 1280 個字節。也就是說，IPv6 不會在低於此極限時對信息包分段。要通過字節數小於 1280 的 MTU 鏈路發送 IPv6，鏈路層必須以透明方式對 IPv6 信息包進行分段及合併。 |
| Netstat | Netstat 是一個用於查看 TCP/IP 連接、接口或路由狀態的工具。在使用 IBM Navigator for i和字符界面時可用。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 網絡地址轉換（NAT） | 集成到 TCP/IP 中的基本防火牆功能，是使用 IBM Navigator for i配置的。 | 目前，NAT 不支持 IPv6。通常，IPv6 不需要 NAT。IPv6 擴展了地址空間，這樣就解決了地址短缺問題並使重新編號變得更加容易。 |
| 網絡表 | IBM Navigator for i上一個將網絡名稱與無掩碼的 IP 地址相關聯的可配置表。例如，主機網絡 14 與 IP 地址 1.2.3.4。 | 對於 IPv6，目前此表不變。 |
| 節點信息查詢 | 不存在。 | 一種簡易的網絡工具，其工作方式應類似於 ping，只是內容不同：IPv6 節點可查詢目標 DNS 名稱的另一個 IPv6 節點、IPv6 單點廣播地址或 IPv4 地址。 目前不受支持。 |
| 開放式最短路徑優先協議（OSPF） | OSPF 是在優先於 RIP 的較大型自治系統網絡中使用的路由器協議。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 信息包過濾 | 信息包過濾是集成到 TCP/IP 中的基本防火牆功能。它是通過使用 IBM Navigator for i配置的。 | 信息包過濾不支持 IPv6。 |
| 信息包轉發 | 可將 IBM i TCP/IP 堆棧配置爲轉發其接收到的非本地 IP 地址的 IP 信息包。通常，入站接口和出站接口各自連接到不同的 LAN。 | 信息包轉發對 IPv6 的支持有限。IBM i TCP/IP 堆棧不支持作爲路由器而執行的鄰節點發現。 |
| PING | PING 是測試可達性的基本 TCP/IP 工具。在使用 IBM Navigator for i和字符界面時可用。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 點到點協議（PPP） | PPP 支持基於各種調制解調器和線路類型的撥號接口。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 端口限制 | IBM Navigator for i 允許客戶配置已選擇的 TCP 或用戶數據報協議 (UDP) 端口號或端口號範圍，以便其只對特定概要文件可用。 | IPv6 的端口限制與 IPv4 的端口限制完全相同。 |
| 端口 | TCP 和 UDP 有獨立的端口空間，分別由範圍爲 1-65535 之間的端口號標識。 | 對於 IPv6，端口的工作與 IPv4 相同。因爲它們處於新地址系列，現在有四個獨立的端口空間。 例如，有應用程序可綁定的兩個 TCP 端口 80 空間，一個在 AF_INET 中，一個在 AF_INET6 中。 |
| 專用地址和公用地址 | 除由 IETF RFC 1918 指定爲專用的三個地址範圍 10.*.*.* (10/8)、172.16.0.0 至 172.31.255.255 (172.16/12) 和 192.168.*.* (192.168/16) 之外，所有 IPv4 地址都是公用的。專用地址域通常在組織內部使用。專用地址不能通過因特網路由。 | IPv6 有類似的概念，但還有重要差別。
地址是公用或臨時的，先前稱爲匿名地址。 請參閱 RFC 3041。與 IPv4 專用地址不同，臨時地址可進行全局路由。動機也不一樣：IPv6 臨時地址要在它開始通信時屏蔽其客戶機的身份（涉及隱私）。臨時地址的生存期有限，且不包含是鏈路（MAC）地址的接口標識。它們通常與公用地址沒有區別。 IPv6 具有受限地址作用域的概念，它使用其設計的作用域指定（請參閱地址作用域）。 |
| 協議表 | 在 IBM Navigator for i中，協議表是將協議名稱與其分配的協議號關聯（例如，將 UDP 與 17 關聯）的可配置表。隨系統交付的只有少量的項：IP、TCP、UDP 和 ICMP。 | 該表可與 IPv6 直接配合使用而不需要更改。 |
| 服務質量（QoS） | 服務質量允許爲 TCP/IP 應用程序請求信息包優先級和帶寬。 | 目前，通過 IBM i 實現的 QoS 不支持 IPv6。 |
| 重新編號 | 重新編號通過手工重新配置完成，可能存在 DHCP 的例外情況。通常，對於站點或組織，重新編號是應儘可能避免的複雜且煩瑣的過程。 | 重新編號是 IPv6 的一個重要結構元素，特別是在 /48 前綴中已很大程度上實現自動化。 |
| 路由 | 從邏輯上講，是一組 IP 地址（可能只包含 1 個）的映射，這些 IP 地址映射爲物理接口和單個下一中繼段 IP 地址。使用該線路將其目標地址定義爲該組的一部分的 IP 信息包轉發至下一中繼段。IPv4 路由與 IPv4 接口關聯，因此，它是一個 IPv4 地址。
缺省路由爲 *DFTROUTE。 | 從概念上講，與 IPv4 類似。一個重要差別是：IPv6 路由與物理接口（鏈路，如 ETH03）而不是接口相關聯（綁定）。路由與物理接口相關聯的一個原因是 IPv6 與 IPv4 的源地址選擇功能不同。請參閱源地址選擇。 |
| 路由信息協議（RIP） | RIP 是路由守護程序支持的路由協議。 | 目前，RIP 不支持 IPv6。 |
| 服務表 | IBM i 上的一個可配置表，它將服務名稱與端口和協議關聯（例如，將服務名稱 FTP 與端口 21、TCP 及用戶數據報協議（UDP）關聯）。 服務表中列示了大量衆所周知的服務。許多應用程序使用此表來確定要使用哪個端口。 | 對於 IPv6，此表不變。 |
| 簡單網絡管理協議（SNMP） | SNMP 是一個用於系統管理的協議。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 套接字 API | 應用程序通過使用這些 API 來使用 TCP/IP。不需要 IPv6 的應用程序不受爲支持 IPv6 所做的套接字更改的影響。 | IPv6 使用新的地址系列：AF_INET6 增強了套接字以便應用程序現在可使用 IPv6。
設計了這些增強以便現有的 IPv4 應用程序完全不受 IPv6 和 API 更改的影響。希望支持併發 IPv4 和 IPv6 通信或純 IPv6 通信的應用程序可以容易地適應使用 IPv4 映射的 IPv6 地址格式 ::ffff:a.b.c.d，其中 a.b.c.d 是客戶機的 IPv4 地址。 新的 API 還支持從文本至二進制及從二進制至文本的 IPv6 地址轉換。 有關 IPv6 的套接字增強的更多信息，請參閱使用 AF_INET6 地址系列。 |
| 源地址選擇 | 應用程序可指定源 IP（通常，使用套接字 bind()）。如果它綁定至 INADDR_ANY，那麼根據路由來選擇源 IP。 | 與 IPv4 一樣，應用程序可使用 bind() 指定源 IPv6 地址。和 IPv4 類似，它可通過使用 in6addr_any 讓系統選擇 IPv6 源地址。但是，因爲 IPv6 線路有許多 IPv6 地址，所以選擇源 IP 的內部方法不同。 |
| 啓動和停止 | 請使用 STRTCP 或 ENDTCP 命令來啓動或結束 IPv4。當運行 STRTCP 命令來啓動 TCP/IP 時，IPv4 始終處於啓動狀態。 | 請使用 STRTCP 或 ENDTCP 命令的 STRIP6 參數來啓動或結束 IPv6。當 TCP/IP 已啓動時，IPv6 可能未啓動。稍後，可獨立啓動 IPv6。
如果 AUTOSTART 參數設置爲 *YES（缺省值），那麼任何 IPv6 接口都會自動啓動。IPv6 必須與 IPv4 配合使用或配置。當啓動 IPv6 時，會自動定義並激活 IPv6 回送接口 ::1。 |
| Telnet | Telnet 允許登錄並使用遠程計算機，就好象直接與其連接一樣。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 跟蹤路由 | 跟蹤路由是進行路徑確定的基本 TCP/IP 工具。在使用 IBM Navigator for i和字符界面時可用。 | 同樣支持 IPv6。 |
| 傳輸層 | TCP、UDP 和 RAW。 | IPv6 中存在相同的傳輸。 |
| 未指定地址 | 顧名思義，未定義的地址。套接字編程將 0.0.0.0用作 INADDR_ANY。 | 定義爲 ::/128（128 個 0 位）。 它在某些鄰節點發現信息包和各種其他的上下文（如套接字）中用作源 IP。套接字編程將 ::/128 用作 in6addr_any。 |
| 虛擬專用網絡（VPN） | 虛擬專用網絡（使用 IPsec）允許在現有的公用網絡上擴展安全的專用網絡。 | 同樣支持 IPv6。有關詳細信息，請參閱虛擬專用網絡。 |
上表引用摘自：IPv4 與 IPv6 的比較 （IBM）
IP地址數量
截至2017年12月，我國IPv6地址數量爲23430塊/32，年增長10.6%
全球 IPv4 地址數已於2011年2月分配完畢，全球IPv4總地址 2^32 大約40億個，
其中，需除去一些保留A、B、C段，如 10.0.0.0、172.16.0.0-172.31.0.0、172.168.0.0 、 192.168.0.0
自2011年開始我國IPv4地址總數基本維持不變，截至2017年12月，共計有33870萬個，全球佔比 3.387/40 = 8.468%
數據來自於：2018年中國互聯網絡發展狀況統計報告
IP個數查詢：https://neo.quadranet.com/utilities/ip
IPv6測試：http://test-ipv6.com