ipv4 vs ipv6 what s exact difference
La diferencia entre IPv4 e IPv6:
En esto Serie de tutoriales sobre redes , exploramos todo sobre WAN en detalle junto con ejemplos .
Este tutorial explicará más sobre IPv4 e IPv6 junto con sus diferencias. Internet se ha convertido en un sistema global para la red que satisface la necesidad de miles de millones de suscriptores en todo el mundo y esto ha sucedido debido a la amplia aceptabilidad del protocolo de Internet.
los Versión IPv4 del protocolo de Internet tiene un espacio de direccionamiento de 32 bits de aproximadamente 4,3 mil millones de direcciones IP.
Pero debido al rápido uso de Internet, la tecnología inalámbrica y la implementación de la tecnología LTE, el rango de direcciones IP se agota en gran medida.
Para superar esta escasez del grupo de IP, Protocolo de Internet versión 6 (IPv6) que mejora las capacidades de dirección de IPv4 al implementar direcciones de 128 bits en lugar de 32 bits. Por lo tanto, formulando racionalmente un grupo infinito de direcciones IP.
Además, se supone que IPv6 proporciona varias mejoras en cuanto a seguridad, direcciones de enrutamiento, configuraciones automáticas, movilidad y QoS.
En este tutorial, exploraremos la arquitectura detallada y las diversas aplicaciones de los protocolos IPv4 vs IPv6 junto con su importancia en el sector de las tecnologías de la información y las comunicaciones.
Lo que vas a aprender:
Diferencia entre IPV4 Vs IPV6
| IPV4 | IPV6 | |
|---|---|---|
| 7) | La longitud del encabezado IPV4 es variable y, por lo tanto, el proceso de enrutamiento es un poco complejo en comparación con IPV6. | El encabezado IPV6 tiene una longitud de encabezado fija de 40 bytes, por lo que ofrece un proceso de enrutamiento simplificado. |
| 1) | Significa Protocolo de Internet versión 4. | Significa Protocolo de Internet versión 6. |
| 2) | Tiene un espacio de direccionamiento de 32 bits, lo que implica que se pueden conectar 2 ^ 32 = 4,3 mil millones de dispositivos. | Tiene un esquema de direccionamiento de 128 bits, lo que implica que admite 2 ^ 128 dispositivos, lo que en sí mismo es un número muy grande y puede servir a los usuarios en muchos años más. |
| 3) | Es un método de direccionamiento numérico. Por ejemplo, la dirección IP del usuario asignado será como 192.10.128.240 | Es un esquema de direccionamiento alfanumérico y, por ejemplo, la dirección IP de un host será como 1280: 0db2: 26c4: 0000: 0000: 7a2e: 0450: 8550 |
| 4) | IPV4 admite el método de configuración manual y DHCP y no admite la función de configuración automática. | El IPV6 tiene la función de configuración automática y los hosts IPV6 pueden configurarse ellos mismos a la red IPV6 usando mensajes ICMPv6. |
| 5) | Admite el esquema de direccionamiento de difusión, ya que el paquete de datos se envía a todos los dispositivos host disponibles en la red. | Admite funciones de multidifusión, ya que los datos de un solo paquete se pueden enviar a varios hosts de destino a la vez. |
| 6) | El IPV4 no admite ningún protocolo de seguridad para la transmisión segura de datos entre hosts. | Todas las sesiones de IPV6 se autentican primero mediante el uso de varios protocolos de seguridad como IPSec, etc., luego se iniciará la comunicación entre los hosts en una red segura. |
| 8) | El error de suma de comprobación se detecta y se calcula en IPV4. | El error de suma de comprobación no se calcula en IPV6. |
| 9) | No admite ninguna función de movilidad de host IP. | Admite la función de movilidad de host IP que permite que el nodo en movimiento cambie temporalmente su ubicación en una red manteniendo las conexiones en curso al mismo tiempo. |
| 10) | La función de calidad de servicio QoS no es muy eficiente. | Tiene una función de QoS incorporada y es muy eficiente. |
¿Qué es IPv4?
La versión 4 del Protocolo de Internet funciona en la capa de Internet del modelo TCP / IP y es responsable de reconocer los hosts dados en las direcciones IP y de enrutar el paquete de datos en consecuencia en la red o entre varias redes.
La mayoría de los elementos de Internet utilizan un esquema de direccionamiento IPv4. Una dirección IPv4 tiene un espacio de direccionamiento de 32 bits, lo que significa 2 ^ 32 = 4,3 mil millones de dispositivos.
Encabezado IPv4
- Versión: El IPv4 tiene la versión número 4.
- Longitud del encabezado: Muestra el tamaño del encabezado.
- DSCP: Representa un campo de código de servicios diferenciados y se implementa para construir paquetes.
- Largo total: Denota el tamaño del encabezado más el tamaño del paquete de datos.
- Identificación: Si el paquete de datos está fragmentado durante el período de transmisión, el campo se usa para asignar cada uno y el mismo número para que ayude a construir el paquete de datos original.
- Banderas: Se utiliza para denotar el procedimiento de fragmentación.
- Desplazamiento de fragmento: Indica el número de fragmento y el host de origen que los utiliza para reorganizar los datos fragmentados en el orden correcto.
- Hora de irse: Para evitar las posibilidades de bucle en la red, cada paquete se transmite con algún valor TTL establecido, que indica el número de saltos que puede atravesar. En cada salto, el valor TTL se degrada en 1 y cuando llega a cero, el paquete se abandona.
- Protocolo: Denota el protocolo que está utilizando para transmitir datos. TCP tiene el protocolo número 6 y UDP tiene el protocolo número 17.
- Suma de comprobación del encabezado: Este campo se utiliza para la detección de errores.
- Dirección IP origen: Guarda la dirección IP del host final de origen. La longitud es de 32 bits.
- Dirección IP de destino: Guarda la dirección IP del host de destino. La longitud es de 32 bits.
Modos de direccionamiento IPv4
Hay tres tipos de modos de direccionamiento:
(i) Modo de direccionamiento unidifusión : En este modo, el remitente puede enviar el paquete IP solo a un host final destinado. La dirección IP del host de destino está contenida en el campo IP de dirección de destino de 32 bits del encabezado.
(ii) Modo de direccionamiento de transmisión : En este modo, el paquete de datos se transmite o se envía a todos los dispositivos finales del host presentes en la red. La dirección IP de transmisión es 255.255.255.255. Cuando el anfitrión del receptor analiza esta dirección, entonces todos entretendrán los paquetes de datos.
(iii) Modo de direccionamiento de multidifusión : En este modo , el host de origen puede enviar paquetes, no a todos, sino a más de uno, lo que significa varios hosts de destino. El anfitrión determina la dirección de destino para la entrega desde el campo de encabezado de destino que tiene un rango especial de direcciones de red que pueden entregar el paquete de datos.
Esquema de direccionamiento jerárquico:
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La dirección IP de 32 bits contiene la información de la dirección IP de la red, las subredes y los hosts conectados a ella. Esto permite que el esquema de direcciones IP sea jerárquico ya que puede servir a varias subredes y, a su vez, a los hosts.
Recuerde, como se indicó en el tutorial anterior sobre direccionamiento IP y división en subredes, la dirección de red consta de dirección IP y máscara de subred. Las cinco clases de una subred son aplicables aquí y se utilizan como se describe en el tutorial.
Direcciones IP privadas en IPv4:
Cada clase de IP tiene algo del rango de IP reservado para direcciones IP privadas. Estos se pueden implementar dentro de una red como la red LAN de una oficina, pero no se pueden usar para enrutar el tráfico en Internet. Por lo tanto, los dispositivos de red como enrutadores y conmutadores eliminarán paquetes de este rango mencionado a continuación durante la transmisión.
| Rango de IP | Máscara de subred |
|---|---|
| 10.0.0.0 a 10.255.255.255 | 255.0.0.0 |
| 172.16.0.0 a 172.31.255.255 | 255.240.0.0 |
| 192.168.0.0 a 192.168.255.255 | 255.255.0.0 |
No podemos desperdiciar esta enorme variedad de direcciones IP solo para usarlas en una intranet. Por lo tanto, el proceso de traducción de IP que se conoce como NAT se utiliza para convertirlos en IP públicas, de modo que pueda usarse para la comunicación con el extremo lejano.
Direcciones IP de bucle invertido en IPv4:
El rango de la IP de 127.0.0.0 a 127.255.255.255 está reservado para fines de bucle invertido, lo que significa autodirección del nodo host. La IP de loopback tiene una gran importancia en el modelo de comunicación cliente-servidor.
Se utiliza para probar la conectividad adecuada entre dos nodos. Por ejemplo, Un cliente y un servidor dentro del mismo sistema. Si la dirección de destino del host en un sistema se establece como la dirección de bucle de retorno, el sistema la envía de regreso a sí mismo y no hay ningún requisito de NIC.
Al hacer ping a 127.0.0.1 o cualquier IP del rango de IP de loopback, se ha aclarado que la conectividad está establecida entre dos sistemas en una red y que funcionan correctamente.
Flujo de paquetes en IPv4
Todos los dispositivos en el entorno IPv4 están asignados con un conjunto de direcciones IP lógicas distintivas. Cuando un dispositivo final desea transmitir cualquier dato al dispositivo final remoto en una red, primero adquiere la dirección IP enviando una solicitud al servidor DHCP.
El servidor DHCP reconoce la solicitud y, en respuesta, envía toda la información necesaria como dirección IP, dirección de subred, puerta de enlace, DNS, etc., al dispositivo host solicitante.
Ahora, cuando el usuario en el punto de origen quiere abrir una página web como google que denota solo el nombre de dominio, entonces la computadora no tiene la inteligencia de comunicación con servidores que tienen un nombre de dominio.
Por lo tanto, enviará una consulta de DNS al servidor DNS que almacena la dirección IP de cada uno de los nombres de dominio que contiene, con el fin de adquirir la dirección IP correspondiente al sitio web solicitado. En respuesta, el servidor DNS proporciona la dirección IP deseada.
Si la dirección IP de destino es de la misma red, entregará los datos en consecuencia. Pero si la IP de destino es de otra red, la solicitud irá al enrutador de la puerta de enlace o al servidor proxy para que el paquete se enrute al destino.
A medida que las computadoras funcionan en el nivel de la dirección MAC, la computadora host enviará la solicitud ARP para obtener la dirección MAC del enrutador de la puerta de enlace. El enrutador de la puerta de enlace en respuesta devuelve la dirección MAC. Por lo tanto, el host de origen enviará un paquete de datos a la puerta de enlace.
De esta manera, la dirección IP enruta los datos de manera lógica, pero la dirección MAC entrega los datos en el sistema a nivel físico.
Necesidad de una nueva versión de IP
A continuación se muestran algunos de los puntos clave para los que necesitamos una nueva versión de IP:
- El espacio de direcciones proporcionado por IPv4 está limitado a 4,3 mil millones de usuarios, que se agota debido al aumento en el uso de Internet en estos días.
- IPv4 no proporciona un modo de transmisión seguro.
- IPv4 no admite funciones de configuración automática.
- La función QoS no está a la altura.
¿Qué es IPv6?
IPv6 proporciona una solución sencilla y a largo plazo para abordar el problema del espacio. Las direcciones definidas en IPv6 son enormes. IPv6 permite que los dispositivos de red, las grandes organizaciones e incluso todas y cada una de las personas del mundo se conecten a cada enrutador, conmutador y dispositivo final para conectarse directamente a Internet global.
Características de IPv6
Las funciones avanzadas son las siguientes:
(i) Una gran cantidad de direcciones: La razón principal para diseñar IPv6 es la escasez de direcciones en IPv4. IPv6 tiene direccionamiento de 128 bits. Este espacio de direcciones admite un total de 2 ^ 128 (cerca de 3.4 * 10 ^ 38) direcciones, que es potencialmente suficiente para conectarse a una enorme cantidad de dispositivos en muchos años más.
(ii) Autoconfiguración de direcciones: Los hosts IPv6 pueden configurarse automáticamente cuando se conectan a una red IPv6 mediante mensajes ICMPv6. Esto está en marcado contraste con las redes IPv4 donde un administrador de red tiene que configurar manualmente los hosts.
Cuando se activa una tarjeta adaptadora de red IPv6, se asigna una dirección IP basándose en un prefijo estándar agregado a su dirección MAC. Esto permite que el dispositivo se comunique en la red interna y busque cualquier servidor con el que pueda comunicarse.
Estos pueden usar DHCPv6, AAAA u otros mecanismos para descargar las direcciones de puerta de enlace, la configuración de seguridad, los atributos de la política y otros servicios.
(iii) Multidifusión: La capacidad de enviar un solo paquete de datos a varios hosts de destino es una de las especificaciones de IPv6.
(iv) Seguridad obligatoria en la capa de red: IPv4 se desarrolló cuando la seguridad no era una preocupación principal. La autenticación de protocolos como el protocolo de seguridad de Internet (IPsec) es parte del conjunto de protocolos basados en IPv6. Por lo tanto, todas las sesiones de IPv6 compatibles pueden autenticarse.
(v) Procesamiento de enrutador simplificado: Para generalizar el proceso de enrutamiento, los encabezados se han rediseñado y se han hecho más pequeños en IPv6 para un procesamiento rápido.
En IPv4, la longitud del encabezado es variable, pero en IPv6 se fija en 40 bytes. Las funciones opcionales se han movido para separar los encabezados de extensión. TTL se reemplaza por un límite de salto. La suma de comprobación no se calcula.
En el camino, los enrutadores no fragmentan los paquetes, ya que el enrutador de origen realiza el descubrimiento de MTU de ruta.
(vi) Movilidad de host IP: Durante las últimas décadas, Internet estuvo funcionando en modo pull donde los usuarios solicitan información de Internet. Pero a lo largo de los años, el escenario ha cambiado, ahora están surgiendo aplicaciones de empuje como alertas de acciones, noticias en vivo, actualizaciones deportivas, mensajes multimedia, etc., donde los ISP tienen que llevar estos servicios a un usuario.
Pero luego, los ISP deben comunicarse con el usuario utilizando siempre el mismo identificador de red, independientemente del punto de conexión a la red. La movilidad de host IP está diseñada para esta necesidad.
Mobile IPV6 permite que un nodo móvil cambie arbitrariamente su ubicación en una red IP mientras mantiene las conexiones existentes.
Uno de los encabezados de extensión es el encabezado de movilidad, que se utiliza para implementar esta función en IPv6.
Algunos de los usos prácticos de MIPv6 son los siguientes:
- Movilidad empresarial: Los servicios de mensajería como un dardo azul o el transporte público como UBER, taxi OLA, etc., utilizan esto para sus respectivos trabajos.
- Redes domésticas de alcance mundial: En IPv6, el tamaño mínimo dado a un usuario es / 64. Con este espacio de direccionamiento, un usuario puede crear una red doméstica que se conecte a varios dispositivos como cámaras, CA y otros equipos. Se puede acceder a estos y administrarlos a través de Internet. Cuando una familia se traslada de un lugar a otro, toda la red puede moverse mediante la movilidad IP.
- Transporte habilitado para Internet (autobuses, camiones y taxis): La comunicación entre vehículos se puede realizar fácilmente utilizando MIPv6. Los vehículos pueden organizarse en una red de malla y transmitir la información del paquete entre ellos, mientras todos se mueven.
(vii) QoS de flujo Lebel: Todos los servicios diferenciales y servicios integrados, atributos de calidad de servicio de IPv4 se transfieren a IPv6. Además, IPv6 tiene exclusivamente un campo de etiqueta de flujo de 20 bytes. Esto está desarrollado para proporcionar un amplio conjunto de atributos de QoS para el creciente mundo de IPv6.
Encabezado IPv6
El encabezado IPv6 tiene 40 bytes y consta de los siguientes campos:
- Versión: Es de 4 bits y contiene la versión de IP que es 6.
- Clase de tráfico: Es de 8 bits y denota el tipo de servicio utilizado para enrutar paquetes.
- Etiqueta de flujo: Es de 20 bits. Se utiliza para asegurar el flujo secuencial del tráfico. El dispositivo de origen etiqueta las secuencias en los paquetes de datos para que sea más fácil para el enrutador enrutar los paquetes en secuencia. Este campo es muy útil en la transmisión en tiempo real.
- Longitud de la carga útil: Es de 16 bits. Este campo pasará la información a un enrutador sobre cuántos datos puede transportar un paquete en particular en su carga útil.
- Siguiente encabezado: Este campo es de 8 bits y denota la presencia de un encabezado de extensión y si no existe entonces denota la PDU de capa superior.
- Límite de salto: Este es de 8 bits y se usa para prohibir que el paquete de datos haga un bucle infinito en el sistema. Esto funciona de manera similar a TTL como en el encabezado IPv4. En cada salto, el valor del límite de salto se degrada a 1 y cuando llega a cero, el paquete se rechaza.
- Dirección de la fuente: Es de 128 bits y denota la dirección del host de origen de la red.
- Dirección de destino: También es de 128 bits y denota la dirección del anfitrión receptor del paquete de la red.
- Encabezados de extensión: El encabezado fijo IPv6 consta solo de aquellos campos que contienen información esencial y eluden aquellos que no se utilizan de forma regular. Dicha información se establece entre el encabezado fijo y el encabezado de la capa superior y se conoce como encabezados de extensión. Cada encabezado de extensión tiene algún valor y se le asigna una tarea.
Los detalles se enumeran en la siguiente tabla:
| Encabezado de extensión | Valor del encabezado siguiente | Explicación |
|---|---|---|
| Encabezado de opciones salto a salto | 0 | Para dispositivos de red de tránsito |
| Encabezado de enrutamiento | 43 | Tener metodología para tomar decisiones de enrutamiento |
| Encabezado de fragmento | 44 | Consiste en parámetros de paquetes de datos fragmentados |
| Encabezado de opciones de destino | 60 | Para los dispositivos destinados |
| Encabezado de autenticación | 51 | Por motivos de seguridad y lleva información de autenticación. |
| Encapsulado del encabezado de carga útil de seguridad | 50 | Información de cifrado |
Modos de direccionamiento IPv6
IPv6 ofrece muchos modos de direccionamiento que son iguales a los definidos en IPv4 y se introduce un nuevo modo, es decir, el modo de direccionamiento anycast.
Entendamos con la ayuda de un ejemplo.
www.softwaretestinghelp.com servidor web se encuentra en todos los continentes. Supongamos que a todos los servidores se les asigna la misma dirección IP IPv6 anycast, cuando un usuario de la India busca el sitio, el DNS dirigido al servidor está físicamente presente en la propia India.
Del mismo modo, si un usuario de Nueva York desea llegar al mismo sitio, el DNS lo dirigirá nuevamente al servidor presente localmente en Estados Unidos. Por lo tanto, se utiliza el más cercano con un costo de ruta adecuado.
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Estructura de dirección
La estructura de direcciones de IPv6 es de 128 bits y está dividida en 8 bloques hexadecimales, cada uno de 16 bits, separados por dos puntos.
Por ejemplo , la estructura de la dirección será así:
3C0B: 0000: 2667: BC2F: 0000: 0000: 4669: AB4D
Dirección de unidifusión global:
La imagen de arriba muestra las direcciones de unidifusión globales en el esquema IPv6 que está dividido en varias subpartes, cada una de las cuales denota alguna información sobre la red.
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Dirección de enlace local:
La dirección configurada automáticamente en IPv6 se denomina dirección local de enlace. Los 16 bits del inicio se mantienen como una dirección fija, FE80, y los siguientes 48 bits se ponen como cero.
Por lo tanto, la estructura se verá como se muestra en la siguiente figura:
Estos se utilizan para la comunicación interna dentro de los dispositivos host IPv6 solo para transmisión.
Dirección local única:
Esto es excepcional a nivel mundial y siempre comienza con FD. Se utiliza para comunicaciones de área nativas o regionales.
Las especificaciones de dirección se muestran a continuación en la figura:
Alcance para direcciones IPv6:
Las direcciones de unidifusión global se utilizan para el enrutamiento a través de Internet, mientras que las otras dos se utilizan solo a nivel de organización y local.
Ejemplos en vivo de aplicaciones de IPv6
Ejemplo 1:
Logística y cadena de suministro en ferrocarriles indios: Los ferrocarriles de la India son el mejor ejemplo de la red de cadena logística y de suministro más grande de la India, ya que consiste en el transporte de millones de mercancías y paquetes que viajan a través de varios estados del país todos los días.
Debido al agotamiento de las direcciones IP de IPv4, se ha vuelto difícil construir la cadena de suministro en expansión utilizando IPv4. El gran espacio de direcciones y las funciones de configuración automática de IPv6 ayudarán a rastrear y ejecutar el estado de vagones, bogies y paquetes en el sistema. Con la ayuda de esto, el usuario final también puede rastrear el estado de sus productos.
La base de datos de logística se puede mantener a través del sistema en línea y se puede monitorear las 24 horas del día, los 7 días de la semana, lo que ayuda a reducir los casos de entrega tardía y artículos robados o perdidos.
Ejemplo 2:
Sistema de transporte inteligente: India todavía está luchando por administrar el sistema de tráfico en varias ciudades y la situación es aún peor en las ciudades metropolitanas.
Para superar esto, necesitamos monitoreo y administración en tiempo real del sistema de tráfico. Especialmente, la necesidad de los hombres comunes es tener fácil acceso a vehículos de servicio público como autobuses públicos, camionetas escolares, ambulancias y brigadas de bomberos.
IPv6 proporciona las características de ITS como IPv6 móvil, gran espacio de direcciones y modelo de seguridad mejorado que se requiere para la implementación de ITS.
Las ambulancias, camionetas escolares y los cuerpos de bomberos pueden equiparse con biosensores, teléfonos inalámbricos y cámaras de video, que facilitan la ubicación y monitoreo de estos vehículos y para los usuarios finales, es fácil acceder a ellos para su uso. .
La plataforma IPv6 habilita el sistema con monitoreo en tiempo real del tráfico y su gestión al poner en servicio los diversos sensores y software de monitoreo en el punto pico del tráfico y, por lo tanto, proporciona la vista en tiempo real de las condiciones del tráfico.
(i) Atención médica de emergencia: IPv6es una de esas tecnologías que puede traer un cambio revolucionario en la industria de la telemedicina y la atención médica de emergencia.
Internet es una plataforma que puede conectarse en todo el mundo en una sola red. A través de las características mejoradas de la tecnología IPv6 y 4G LTE (que es conectividad móvil basada en IP para voz, datos y multimedia), podemos brindarle al paciente soporte médico en línea y en tiempo real en caso de emergencia.
De hecho, los hospitales gubernamentales como AIMS y SGPGI lo están implementando y realizan muchos tratamientos de salud en colaboración con los médicos en el extranjero conectados a través de videoconferencias al buscar apoyo en línea para brindar un centro de atención médica mejorado.
Los hospitales también pueden mantener un registro de sus costosos equipos de salud equipándolos con biosensores.
(Ii) IPTV; La televisión por protocolo de Internet es la tecnología de más rápido crecimiento en el mercado.
A través de las características de IPv6 como IPv6 móvil, configuración automática y gran espacio de direcciones, además de ver todos los canales de televisión, también podemos ver películas, videos, canciones, deportes en línea y juegos en línea.
Al utilizar la función de transmisión múltiple de IPv6, podemos ver televisión en línea y videos en tiempo real. . No necesitamos suscribirnos a todos los canales y podemos seleccionar desde el decodificador de IPTV, cualquier canal que necesitemos ver.
Como IPTV necesita una Internet de muy alta velocidad para proporcionar los servicios anteriores, IPv6 es la plataforma más adecuada para implementarlo. JIO TV, JIO CINEMA, JIO MUSIC son todos ejemplos de transmisión de IPTV y MobiTV de los EE. UU. Gestiona todos los servicios relacionados con la transmisión de video y TV de la empresa JIO en India.
Conclusión
Durante el comienzo de Internet, IPv4 se usó ampliamente en todas partes, pero debido al aumento en el uso de Internet para varios propósitos, además de organizaciones, redes domésticas y teléfonos móviles, el espacio de direcciones se agotó.
Por lo tanto, se introdujo la tecnología IPv6 que tiene una capacidad de dirección infinita con características avanzadas como configuración automática y movilidad, etc.
En este tutorial, hemos estudiado las diversas características de los esquemas de direccionamiento IPv4 e IPv6 con la ayuda de ejemplos en vivo y varios diagramas. Mientras tanto, la transición de IPv6 de IPv4 no es muy fácil, y aún muchas organizaciones están usando la técnica de IPv4 y están en la fase de transición.
Por lo tanto, es necesario comprender las características y el modo de trabajo de los esquemas de direccionamiento IPv4 vs IPv6.
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