在互联网的历史长河中，IPv4 与 IPv6 的争论可谓一场旷日持久的博弈。IPv4 的设计始于 20 世纪 70 年代，当时的网络需求远没有现在那么庞大。如今，IPv4 的地址数量已经接近耗尽，全球仅有的约 42 亿个地址，已经难以满足日益增长的设备连接需求。IPv6 应运而生，承诺着一个更广阔的地址空间以及更高效的网络性能。
🌍 什么是 IPv6？
IPv6（互联网协议第六版）是 IPv4 的继任者，设计始于 90 年代中期，1998 年发布了首个标准草案。IPv6 的一个显著特点是其巨大地址空间，能够提供 $2^{128}个地址，这个数字足以为地球上每个原子分配100个IPv6地址。相比之下，IPv4的$2^{32}个地址几乎不足以为每个人分配一个地址。IPv6 不仅在地址数量上超越了 IPv4，其设计也更为现代化，使得机器解析变得更加简单。
虽然 IPv6 的优势不言而喻，但其推广过程却仍然缓慢，主要由于其复杂性和较长的地址格式使得用户难以记忆。对于大多数用户来说，IPv4 的短地址更为便捷。然而，随着全球互联网用户的不断增加，IPv6 的普及不可避免。
⚡ IPv6 是否比 IPv4 更快？
关于性能问题，IPv4 与 IPv6 之间的差异往往不明显。虽然 IPv6 的头部大小（40 字节）比 IPv4（20 字节）大，但这种差异在现代网络环境中对性能的影响微乎其微。实际上，现代路由器的 NAT（网络地址转换）性能已经足够强大，通常不会对连接速度造成显著影响。
然而，由于全球互联网服务提供商（ISP）在路由优化上的不同，有时 IPv4 可能比 IPv6 更快，反之亦然。这导致了“快乐眼球”（Happy Eyeballs）策略的产生，该策略在连接时自动选择速度更快的协议进行使用。
🔒 IPv6 是否内置 IPsec 加密？
尽管 IPsec 加密在 IPv6 的设计中是一个重要部分，但它并不是强制性的，大多数情况下也并不被使用。与 IPv4 一样，IPsec 通常在 VPN 隧道中使用，而在普通的 IPv6 连接中并不普遍。虽然设计中考虑了“机会加密”的概念，但由于安全漏洞，这一功能并未如预期般有效。
❓ IPv6 是失败吗？
对于这个问题，网络工程师们的看法各异。IPv6 确实达成了许多设计目标，但其推广进程远不如预期。尽管 IPv6 尚未全面替代 IPv4，但在许多重要场景中，它已经成为更优的选择。
📈 IPv6 成功的领域有哪些？
IPv6 的主要成功在于扩大了 IPv4 的地址空间，尤其是在私有网络中。IPv4 仅为私有网络保留了约 1800 万个地址，但现代数据中心常常需要超过这个数量。IPv6 的丰富地址空间使得每个私有网络都能拥有足够的地址，从而避免了地址重叠的问题。
💡 我能做些什么来促进 IPv6 的采用？
虽然个人的努力可能影响有限，但在新建的私有网络中优先采用 IPv6，可以确保应用程序支持这一新标准，并减少对 IPv4 的依赖。这将有助于将来 IPv6 的推广。
🛠️ Tailscale 如何支持 IPv6？
Tailscale 能够在 IPv4 和 IPv6 之间无缝切换，并为每个节点分配私有的 IPv4 和 IPv6 地址。即使在 IPv4 仅支持的网络路径中，Tailscale 的私有 IPv6 地址也依然可以使用。这种灵活性使得开发者可以在不牺牲速度和安全性的情况下，构建基于 IPv6 的应用程序。
参考文献
- Tailscale Docs. (2024). IPv4 vs. IPv6 FAQ. Retrieved from Tailscale Docs
- ARIN. (n.d.). History of IPv6.
- RFC 6555. (2012). Happy Eyeballs: Switching Internet Draft.
- RFC 1918. (1996). Address Allocation for Private Internets.
- IETF. (n.d.). IPsec: The Next Generation.
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