下面直接看 IP 地址：
192.168.1.12001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
哪一个是 IPv6？是不是马上猜出来了！😉 IPv4 和 IPv6 作为互联网协议的两个版本，虽然看上去只是数字格式不同，但它们的作用和应用范围可大不相同。接下来，我将为你深入解析它们的区别，并且帮你彻底搞明白为什么我们还在 2024 年继续关心这两种协议。
IPv4 和 IPv6 的基础概念 📚
IPv4 和 IPv6 是互联网协议（IP）寻址系统的两个版本 。
IP 是一组在互联网上进行数据交换的通信规则。从本质上讲，互联网是由数十亿台设备组成的集合，这些设备通过网络技术相互共享数据。IP 使用编号系统为每台连接的设备提供唯一的识别号或地址。
- IPv4 使用 32 位地址格式，可容纳超过 40 亿个地址空间。然而，随着互联网和物联网（IoT）系统的扩展，IPv4 的寻址范围已被证明是不够的。
- IPv6 则逐步取代 IPv4，采用 128 位地址格式 ，可以容纳超过 3.4 × 10³⁸ 个地址， 约等于340 溝（gǒu）。
命名方式 📛
-
在 IPv4 中，地址名称由 四个十进制数字 （介于 0-255 之间）组成，每个数字代表八位，用 三个句号 分隔：
例子 ：197.0.0.1 -
在 IPv6 中，地址名称由 八个十六进制数字 组成，这些数字由 数字（0-9）和字母（A-F） 组成，每个数字代表四位，用 冒号 分隔：
例子 ：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334而且 IPv6 允许省略前导零，并使用双冒号（
::）表示一串连续的零，使地址更易读。
压缩后 ：2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
为什么 IPv4 的地址看起来不像 32 位？🤔
IPv4 地址实际上是 32 位的 ，但它通常以 点分十进制表示法 显示。这种表示法将 32 位地址分成 4 个 8 位的组 （称为 八位字节 或 octet ），每组使用十进制数表示（0 到 255 之间），并用点 . 分隔开。
例如：
192.168.1.1
二进制 :11000000 10101000 00000001 0000000110.0.0.1
二进制 :00001010 00000000 00000000 00000001172.16.254.1
二进制 :10101100 00010000 11111110 00000001255.255.255.255
二进制 :11111111 11111111 11111111 11111111
每个地址结果都是 32 位长的二进制数。这就是 IPv4 地址的实际表示方式。
因此，使用 32 位二进制表示的 IPv4 地址，可以表示 2³² = 4,294,967,296 个唯一地址。
相较之下，IPv6 使用 128 位二进制 ，可以表示 2¹²⁸ ≈ 3.4 × 10³⁸ 个地址，为未来的互联网设备提供了几乎无限的地址空间。
IP 和 DNS：为什么我们通常不直接用 IP 地址？🌐
因为 IP 地址 太难记，所以我们用 域名 来代替。比如，当你在浏览器中输入 xx.com 这样的域名时，浏览器首先会把这个域名转换成 IP 地址，这个过程叫做 域名解析 。而负责完成这个任务的系统就是 DNS（域名系统） 。它相当于互联网的"电话簿"，把域名翻译成我们需要的 IP 地址，只有这样，浏览器才能和服务器联系上。
在 Windows 和 Linux 系统中，当你输入域名时，系统首先会检查本地的 hosts 文件 ，看看有没有设置好的域名和 IP 地址的对应关系。在 macOS 上，你可以通过 sudo vim /etc/hosts 命令来查看或修改这个文件。如果在本地找到了匹配的 IP 地址，系统会直接使用它，跳过 DNS 的查询步骤。
如果本地找不到匹配的 IP 地址，电脑才会向 DNS 服务器 发送请求，DNS 服务器会帮助你查找域名对应的 IP 地址，并返回给浏览器。
IPv4 vs IPv6 全方位对比表 🔍
通过这张表格，你可以直观地看到 IPv4 和 IPv6 在地址空间、格式、性能以及安全性等方面的差异，帮助你更好地理解为什么我们需要向 IPv6 过渡。
IPv4 和 IPv6 的互通性 🛠️
虽然 IPv6 是未来的趋势，但 IPv4 仍然在大量的网络中被广泛使用。然而，需要注意的是：IPv4 和 IPv6 之间并不直接兼容，这意味着它们无法直接相互通信。这导致了一些常见的问题，尤其是在开发和部署时。
举个我亲身经历的例子：🕵🏻
实战案例：IPv4 和 IPv6 的双栈问题
有一次，我在本地运行两个项目，一个老项目（项目 A）和一个新项目（项目 B）。它们使用相同的端口 3000，但奇怪的是，它们始终无法互相通信。最终，我通过执行 lsof -i :3000 命令发现，使用3000端口的这个老项目A启动之后只启动了 IPv4 ，而项目 B 启动了 双堆栈（既支持 IPv4，也支持 IPv6）。
我在访问项目A时使用的方式也并非ip，而是localhost，按理应该自动完成localhost到项目 A 的ip映射。但问题出在哪呢？
经过一番排查，我发现根本原因是我最近在新项目 B 中升级了 Axios 版本，它在发送请求时默认会优先使用 IPv6。因此，即使项目 A 和 B 都支持 IPv4，新项目 B 中 Axios 请求时却选择了 IPv6，这导致我无法访问项目A中的接口。
Axios相关issue链接[The axios always try ipv6 first |github.com/axios/axios...]
小结：IPv4 和 IPv6 选择的思考 🤔
在日常开发中，虽然 IPv4 仍然是大多数场景下的默认选择，但随着 IPv6 的普及，尤其是在物联网设备、5G 网络等新兴领域，理解并支持 IPv6 已成为不可忽视的趋势。未来的网络世界一定会更多依赖 IPv6，所以在开发项目时，我们应该时刻考虑到两者的兼容性。
如果你也遇到了类似的问题，不妨检查一下网络配置，确保设备和项目能在双栈环境下顺利工作。别让一个小小的 IP 版本问题拖慢了你的开发节奏！
希望这篇文章能够帮助你理解 IPv4 和 IPv6 的差异以及它们对开发的影响。如果你有类似的经验或者疑问，欢迎在评论区留言，一起讨论！🎉
参考链接：