作为一名技术爱好者，您可能遇到过”IPv6“这个术语，并对其起源以及与前身 IPv4 的区别感到好奇。尽管名称相似，但 IPv6 并不仅仅是 IPv4 的延伸，而是在互联网协议（IP）寻址的演进过程中向前迈出的重要一步。在本文中，我们将深入探讨其独特的特征，并了解它如何解决 IPv4 的局限性，使其成为现代网络更高效、更安全的协议。服务器租用和服务器托管提供商正越来越多地采用 IPv6，以满足对先进网络解决方案日益增长的需求。

IPv6 中没有子网掩码

IPv6 和 IPv4 最显著的区别之一是 IPv6 中没有子网掩码。虽然两种协议都支持无类别域间路由（CIDR），但从用户的角度来看，IPv6 更加简单明了。IPv6 地址由两部分组成：前半部分表示全球互联网段，后半部分表示本地段。这是使用 IPv6 的推荐方式。

当您访问显示 IP 的网站（如 WhatismyipWhatever）时，它会以以下格式显示您的 IPv6 IP：

1111:2222:3333:4444:5555:6666:7777:8888

但是，您的互联网服务提供商（ISP）只知道前缀部分，即 1111:2222:3333:4444，并将这个 /64 块分配给您。剩余部分对您网络中的每个设备都是唯一的。您的 ISP 会将所有以 1111:2222:3333:4444 开头的数据包转发到您的路由器，然后路由器再将数据包进一步定向到预期的设备。后半部分（5555:6666:7777:8888）可以称为 INTERFACE_ID，对您的设备来说是唯一的。

IPv6 中没有 NAT

IPv6 和 IPv4 的另一个重大区别是 IPv6 中没有网络地址转换（NAT）。事实上，IPv6 中没有 NAT 的公共标准。尽管曾有一个名为 NAT66 的草案提案，但它从未发展成为实际标准。

IPv6 不需要 NAT 的原因是，理论上地球上的每个设备都可以拥有自己的全球可访问地址。最初，这可能看起来很奇怪，因为在 IPv4 网络中，NAT 提供了一种安全感，除非通过 UPnP 或端口转发明确允许，否则可以防止从外部网络直接访问本地设备。

但实际情况是，NAT 并不是一个安全屏障；它只是一种替代的数据包转发机制。默认情况下，您的路由器不应将来自外部的连接尝试转发到本地设备。因此，在 IPv6 环境中，您可以在不使用 NAT 的情况下实现相同级别的安全性。实际上，使用 IPv6 地址，只要您进行身份验证，就可以直接访问本地网络上的任何设备，而无需通过路由器或单独配置 VPN。

虽然为每个设备分配唯一地址提供了便利，但它也引发了一个与安全相关的问题。由于每个设备都有唯一标识符，因此可以单独识别和跟踪每个设备，对我们的隐私构成威胁。为了缓解这个问题，现代操作系统引入了临时地址的概念，其中 INTERFACE_ID 会定期更改。这样，您可以使用永久地址接收传入连接，同时在发起连接时公开一个频繁变化的次要临时地址。

IPv6 中的无状态地址自动配置（SLAAC）

IPv6 的另一个独特功能是能够在不依赖 DHCP 服务器或手动网络配置的情况下自动配置地址。设备可以独立获得 IP 地址，而无需咨询中央服务器。这个过程通过一个称为无状态地址自动配置（SLAAC）的协议实现，该协议遵循以下步骤：

  1. 操作系统生成一个 64 位的设备标识符，通常是随机的，例如 5555:6666:7777:8888，它构成了您地址的 INTERFACE_ID 部分。
  2. 操作系统在 INTERFACE_ID 前面加上 fe80，这是仅供本地使用的网络前缀。所以现在，您的地址变成了：fe80::5555:6666:7777:8888。（请注意，这里的”a::b”语法表示：”‘a’和’b’之间的所有零值段。”我们稍后会更详细地讨论这一点。）
  3. 您的设备向本地网络上指定的邻居多播组发送数据包，以确保没有其他设备使用相同的地址，这个过程称为重复地址检测（DAD）。被分配重复地址的几率非常低。
  4. 设备将其获得的本地地址发送给路由器（与 IPv4 不同，在 IPv6 中，路由器始终可以通过多播地址 ff02::2 访问），并通过发送 RS（路由器请求）ICMPv6 数据包请求路由器的实际前缀。路由器使用 RA（路由器通告）数据包进行响应，设备将 fe80 替换为响应中提供的实际前缀。这就成为您当前的互联网地址。

无状态配置的优势在于它减少了路由器上的管理开销：路由器不需要为网络上的每个设备单独维护 IP 配置信息。这可以带来更好的性能，特别是在大型网络中。

总之，IPv6 提供了几个独特的特征，使其区别于 IPv4，使其成为现代网络更高效、更安全的协议。没有子网掩码、NAT 以及 SLAAC 的存在，有助于创建一个更简化、更易管理的网络体验。随着服务器租用和服务器托管提供商继续采用 IPv6，对于技术爱好者和专业人士来说，了解这些差异并在其网络中利用 IPv6 的优势至关重要。