IPv4 和 IP v6 可以共享单个物理以太网吗？

Question

我不断阅读有关从 IP v4 到 IP v6 的过渡以及可能的优势和问题的文章。不断出现的一件事是“双栈”网络，这意味着（我相信）主机可以同时使用 IPv4 和 IPv6。

不过，我不太明白这是如何工作的。主机真的能使用 IPv4 传输吗？和在同一物理以太网上同时使用 IPv6（例如可以同时使用 HTTP 和 FTP）？还是物理网络严格是 IPv4或者IPv6，通过隧道发送“其他”协议？

Answer 1

以太网与协议无关。连接到以太网的设备使用 IPv4、IPv6、IPX 或其他协议发送包含数据的数据包。连接的设备（例如您的 PC）必须理解协议。

就网络堆栈而言，以太网是堆栈中的第 2 级（数据链路）。设备之间的布线是第 1 级（物理）。这些层只是一个可以承载任意数量协议的管道。可以同时承载多种协议。

IPv4 和 IPv6 属于第 3 级（网络）。双栈并非新鲜事物，几年前的双栈是 IPv4 和 IPX。当数据包到达时，计算机需要确定将数据包传送到哪个堆栈。对于 IPv4 和 IPv6，这很容易做到，因为它被编码在数据包的前 4 位中。

TCP 和 UDP 位于传输层（第 4 层），在 IPv4 和 IPv6 上运行良好。在某些情况下，它们可能在两个端点之间从 IPv4 切换到 IPv6 或反之亦然。有一种寻址方案允许将 IPv4 地址编码为 IPv6 地址，从而允许仅 IPv6 设备寻址仅 IPv4 设备。中间需要一个协议转换设备来实现这一点。

将 IPv4 绑定到一个适配器，将 IPV6 绑定到另一个适配器，可能会带来一点延迟优势。这只有在协议不通过同一链路路由时才有用。如果使用不同的协议，在同一路由器上运行传输可能会稍微快一些。我会将第二个接口保留用于第二个安全区域或用于网络共享。

Answer 2

给定的网卡可以与任意数量的协议通信。过去，我经常使用 IPv4，异戊二烯以及同时绑定到同一张卡上的一些更晦涩的协议。这就是分层模型。

正如您所指出的，当 HTTP 和 FTP 都通过 IP 运行时，同样的原理也在起作用。由于网络堆栈的较低层并不特别关心较高层在做什么，因此您可以通过给定的较低层协议发送许多较高级别的协议。

现在并非所有 IPv4/IPv6 转换都已设置好，以便网卡可以同时进行通信，有时会使用隧道（泰雷多，例如）。但这不是必须的。