IPv4 地址不夠了為什么不能簡單地加些數(shù)字段就好了,？

pgl147258 2015-01-10

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為什么換成IPv6還要新鋪網(wǎng)絡干線什么的

【Ivony的回答(133票)】:

童鞋,，IPv6并不需要鋪設新的干線，而是需要新的設備來支持,，鋪設新的干線是個附加的事情,。

上面有人用車道來形容，是不準確的,，因為IPv6最重要的改進只是擴充了地址,，并不能直接提升網(wǎng)絡的流量和速度。

你可以把IP地址看成是信封上填郵政編碼的那六個框框,。

因為一開始的時候,，設計信封（IP協(xié)議）的人沒想到這個東西會全球共用一個網(wǎng)，還有這么多設備,，所以給這個地方留的空間不夠,。

那為什么不直接簡單粗暴的在后面自己畫幾個框就好了呢？

很顯然問題沒有這么簡單,，因為郵局的很多自動化設備都是只能識別這六個框的,，甚至很多信封模板也是這樣的，這些東西都得升級換代才行,。

而且,！最關鍵的一點，必須是從寄信人到收信人之間經(jīng)過的所有郵局的設備全部更新?lián)Q代后，新款式的信封才能被正確投遞,，否則全都寄海里去了,。。,。,。。

這,，就是IPv6推進緩慢的最根本的原因,，只要有一個關鍵節(jié)點卡住了，整個網(wǎng)絡都不通,。

然后,，因為一些難以解釋的原因，有的地方IP地址已經(jīng)嚴重短缺了,，有的地方IP地址卻多的用不完,。這就造成全球互聯(lián)網(wǎng)IPv6設備升級工作，有些地方積極推進,，有些地方隨聲附和,，可想而知，現(xiàn)有網(wǎng)絡的全盤升級,，怕是遙遙無期的,。

在這種情況下，有的地方終于坐不住了,，既然老的郵局升級這么慢,，我們就自己蓋郵局吧，,，,，，,，

【張昭的回答(172票)】:

當然可以，你以為機智的程序猿們會想不到這一點嗎,，而且按照題主思路的方法（NAT技術,，用額外的端口號來共享ip）已經(jīng)在用了。如果不是機智的程序猿們,，ipv4地址早就不夠用了,！06年的時候就吵吵著要全部換成ipv6了，要不然地址不夠用,，后來為什么換ipv6有不那么緊迫了呢,，多虧了一系列ip地址轉換技術延緩了這一過程。（不過也側面導致了ipv6現(xiàn)在部署緩慢，人嘛,，不到deadline就沒生產(chǎn)力）

所以程序猿說：你們啊too young too simple

現(xiàn)在回歸正題：NAT（網(wǎng)絡地址轉換技術）

NAT機制允許一個站點內(nèi)的多臺計算機通過單一的IP地址去使用因特網(wǎng),。NAT：內(nèi)外有別。
為了避免地址沖突,，NAT為每臺計算機分配一個本地唯一的地址,。當對外交換信息時，則把該本地私有地址轉換為在整個因特網(wǎng)上能識別的全球IP地址,。就是如下圖

可以通過端口和ip地址之間轉換來實現(xiàn)

比如說NAT設備（其全球ip為：162,.105.31.220）對其管理范圍之內(nèi)的兩臺計算機分配了私有的ip：10.0.0.1和10.0.0.2

這兩臺計算機中各有一個進程與外界通訊,，ip+端口號分別是10.0.0.1：30000和10.0.0.2：30000

那么這臺NAT設備對外的時候就可以以162,.105.31.220：40001和162,.105.31.220：40002來分別代表內(nèi)部的這兩臺計算機進程。

所以就達到了兩臺計算機共享同一ip而不不想干擾,。

至于為什么還要換ipv6,？回答就是：你總不能把零食當正餐吃吧。

怎么樣,，程序猿是不是很機智,，那還不是把用來找妹子的時間用在了提高計算機發(fā)展的艱難道路上。真是男默女淚的故事,。

【林燦斌的回答(40票)】:

簡單回答下樓主所提的問題：

1.IPv4 地址不夠了為什么不能簡單地加些數(shù)字段就好了,？

IPv6你也可以認為就是IPv4“簡單地加些數(shù)字段”。像我現(xiàn)在的IP,，是222.200.54.90,，這是10進制的寫法，換成16進制的寫法,，也就是DE.C8.36.5A,，那如果轉換成IPv6，就是0000:0000:0000:0000:0000:0000:DEC8:365A,，也就是IPv4“簡單地加些數(shù)字段”,，題主的問題本身就是錯誤的，IPv6就是IPv4“簡單地加些數(shù)字段”,。正是因為是“簡單地加了些數(shù)字段”,，所以IPv6的可用地址數(shù)量剛好是IPv4的

倍。那些一本正經(jīng)回答問題卻沒糾正題主錯誤的是什么心態(tài),？隨時受不了,。

2.為什么換成IPv6還要新鋪網(wǎng)絡干線什么的

不需要新鋪設網(wǎng)絡干線，而是需要普及IPv6的協(xié)議,，不止客戶端,，還需要網(wǎng)絡運營商的支持。題主的描述本身也是錯誤的,。

新的規(guī)范肯定是需要時間來普及的,，像我現(xiàn)在如果搞了HTML6,，明天我就要全世界包括IE6用戶都馬上給我支持這個標準，你覺得可能嗎,？如果我在H.265的基礎上繼續(xù)改進了衍生出新的標準,，我要馬上讓各種單反、電腦,、手機都支持,，你覺得可能嗎？

最后順便吐槽下知乎答非所問的風氣,，贊同最高的幾個答案基本都沒有針對問題回答而是像維基百科一樣普及了IPv6的知識,，卻沒解答題主疑問。我反對目前贊同數(shù)第一的答案,！

【楊晨的回答(5票)】:

比如32車道的高速公路不夠用了,，大家就準備把路擴充成128車道，收費站啊立交橋啊路邊的樓啊不得也要改造,？

【Ray Guo的回答(1票)】:

ip協(xié)議中,，是固定的位數(shù)來表示地址的，也就是說,，地址之后還是有內(nèi)容的,，如果直接加位數(shù)，那之后的內(nèi)容,，因為錯位,，就都解讀不了。如果全球所有設備都同時改ipv4協(xié)議,，那代價比啟用一個新協(xié)議要大多了,。

計算機網(wǎng)絡只考了70多分…憂傷…

【張成鋼的回答(1票)】:

Ivony回答準確

張昭回答明顯偏題，跟NAT無關

好吧,，主要是來反對張昭答案的,，高票誤導的不要

【匿名用戶的回答(0票)】:

1.不用重新鋪，這物理線路無關,。

2.現(xiàn)網(wǎng)很多規(guī)劃案例的確是通過接口唯一的字段+固定字段組合起來的,，某種意義就是“簡單地加些數(shù)字段”。

【吉木公的回答(0票)】:

線路通常不需要重新鋪,，但是線路上的設備通常需要更新,，或者說設備里的軟件需要更新。從 32 位地址到 128 位地址,，再到相應的網(wǎng)絡層協(xié)議簇變更，這些改變了網(wǎng)絡層的交互邏輯,。

如果現(xiàn)有設備可以通過固件更新的方法來實現(xiàn)IPv6支持,，當然可以不用換設備了,。簡單的例子是，許多TPLINK的家用路由器目前不支持IPv6協(xié)議,，但是刷上支持IPv6協(xié)議的固件之后就可以了,；在這個過程中，設備還是原來的設備,，只是換了新的軟件,。

記得說大吞吐量、高速的路由器里邊都有專用的硬件來實現(xiàn)第三層協(xié)議（網(wǎng)絡層,，或這里說的IP層）的部分功能,。在這種情形下，舊的硬件對應舊的協(xié)議,，新的協(xié)議要上馬只能換設備了,。

【馬浩的回答(2票)】:

IPv6解決了很多除了地址空間之外的問題。

參考了RFC2460,，也就是互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（Internet Engineering Task Force ,，IETF）發(fā)布的IPv6 Specification，里面在Introduction部分直接簡述了從IPv4到IPv6的變化,，以下是我的翻譯和我個人的理解,。

1. 更強的尋址能力（Expanded Addressing Capabilities）

這里不只是地址空間的擴大，而且允許更多的路由層次,，更簡單的地址自動設置（大概是指SLAAC）,，以及對Multicast和Anycast更好的支持（介于通常的單播和廣播之間）。

2. 簡化的包頭格式（Header Format Simplification）

減少包處理事件和限制帶寬的浪費,?？梢院拖旅娴腝oS（Quality of service)結合起來理解。

3. 對擴展和選項的更好支持（Improved Support for Extensions and Options）

更加靈活,，方便在未來需要的時候進行擴展（要想了解詳細的還是去看RFC里面具體的包頭說明吧,。。）

4. 區(qū)分不同流的能力（Flow Labeling Capability）

QoS,，比如需要實時性的通信流可以得到特殊的區(qū)分對待（比如在路由的時候）

5. 認證和隱私性的能力（Authentication and Privacy Capabilities）

可以通過擴展支持認證,，數(shù)據(jù)完整性，數(shù)據(jù)保密性,。（強調了IPsec）

另外,，還有移動IP的問題，根據(jù)http://www.telekom.hu/ipv6_networks/why_is_ipv6_better

Contrary to the Mobile IPv4 protocol, the Mobile IPv6 (MIPv6) helps avoid triangular routing experienced earlier, and makes it possible for mobile (WiFi) clients to select a new router without renumbering, which results in a more reliable and faster connection with less network interruption.

以及其他供參考的鏈接：

http://www.ipv6.com/articles/general/ipv6-the-next-generation-internet.htm

http://www.telekom.hu/ipv6_networks/why_is_ipv6_better

夾雜點兒私貨,，沒有IPv6,，在學校每個月都得給lSP掏錢上網(wǎng)？,！

【劉寅的回答(0票)】:

問題是網(wǎng)絡設備能理解255以上的數(shù)字能理解的解決方法就是ipv6 主要是外網(wǎng)用戶所涉及的設備全部采用ipv6所涉及的協(xié)議嗎

【朱凱的回答(1票)】:

首先我得駁斥一下二樓的回答,，NAT轉換不能夠解決當前IPv4地址匱乏的問題,。原因很簡單，我們所謂的將私網(wǎng)地址轉換成公網(wǎng)地址通信,，實際上靠的是地址之間的端口映射,，也就是路由器上常用的配置命令NAT Pool。一個IP地址最多有65536個端口,，試想一下,，當你的內(nèi)網(wǎng)有1000臺主機，平均每個主機有70的端口在與外網(wǎng)建立TCP會話的時候,，這個用來的映射的公有地址的端口就被徹底的耗盡了,。所以說，NAT只是解決諸位的上網(wǎng)問題,，并不能去除IPv4耗盡的困擾,。

這里也許會有一些對網(wǎng)絡協(xié)議和數(shù)據(jù)包不甚明了的人反駁我，既然你認為是缺少端口號,，那我門再加一點端口號好了呀,。但是這世界上的道理都不是大家想象的那么簡單，讓我們追本溯源地去探究一下TCP/IP的由來,，大家也就知道這樣的一次升級是多么的遲緩和艱難,。

1969年美國國防部建立的Arpnet,最早的數(shù)據(jù)交換機制使用的是無限分組交換網(wǎng)和衛(wèi)星。但是這種依靠專有設備的交換網(wǎng)絡,，顯然不能夠經(jīng)受住戰(zhàn)時頻繁的設備故障的考研,。在1975年，研究員們設計了一個網(wǎng)絡交換的協(xié)議TCP/IP,，這也許是二戰(zhàn)之后最偉大的協(xié)議,。但是當時的人們不這么想，IBM公司有SNA協(xié)議——用于它生產(chǎn)的大型服務器之間的數(shù)據(jù)通信,；蘋果有AppleTalk協(xié)議用于自己的MAC電腦的通信,；甚至史上最沒有效率的組織ISO都發(fā)布了一個自以為完美的ISO七層網(wǎng)絡協(xié)議。TCP/IP在這場戰(zhàn)爭中存活了下來,，最終所有的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)都開始使用了TCP/IP進行網(wǎng)絡通信,。當操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信基礎是TCP/IP時，相應的應用層的軟件開發(fā)也會基于此,。比如說qq軟件常用的是4000,，HTTP使用的是80。也就是說你的軟件代碼里,，在socket通信這一部分必然是與TCP/IP相關聯(lián)的,。

我舉軟件的例子，就是想告訴大家，一旦由IPv4轉換成IPv6,，我們大量的軟件都需要進行重開發(fā),。當然會有一些白目的人問我，不是換一下端口號就行了么,？那我只能跟他說，你這娃太樸實了,，適合好好念書,，祖國的未來就靠你了。讓我們看一下IPv4包頭和IPv6包頭的差別：

Have you seen the differences,？

我還是說明一下吧,。

payload length就是包長度

hop limit就是TTL

Taffice class 就是DIffServ

Flow label這是為了快速交換時查找源目地址用的，新的字段

最大的差別是Next Header

本質上來說是IPv4的protocol號,，其實它起到的作用還有Options的作用,。

Next Header的很多值也與IPv4中有差別。

比如說ICMP,，ipv4是1,，Ipv6是58。

數(shù)據(jù)報頭的變化只是IPv4轉換成IPv6的冰山一角,。在這么多年TCP/IP發(fā)展的過程中,，為了提供相應的服務，我們敬愛的IETF協(xié)會制作了大量的協(xié)議和標準,，比如說用于組播的IGMP,。當我們使用IPv6時，這些協(xié)議都要被修改,。這里我舉幾個修改成功的例子,，OSPFv3 ,EIRGP，RIPng,，當然還有一些本來就支持IPv6的協(xié)議BGP-v4,。

然而，最大的阻力不是來自于知識,，而來自于這些改變的需求者（用戶）,。IPv6的升級必然會淘汰一些不支持IPv6協(xié)議的網(wǎng)絡基礎設備，這樣運營商的成本會變高,。同時很多軟件開發(fā)商還要基于IPv6做重開發(fā),。這樣我們現(xiàn)在廉價的網(wǎng)絡服務必然在一段時間內(nèi)會變得昂貴起來，運營商也不得不考慮到用戶在面對升級時帶來的經(jīng)濟問題,。所以在NAT尚未將所有端口榨干之前,，他們是不會輕易地去升級的。對于運營商來說,，現(xiàn)在核心的設備來支持轉發(fā)IPv6完全沒有問題,，我本人就是一名網(wǎng)絡工程師,，在路由器和交換機上的IPv6路由協(xié)議已經(jīng)相當之完備了。所以,，現(xiàn)在的壓力還是來之用戶端,。

再說一句，所謂IPv6上網(wǎng)不要錢,，是因為運營商在鼓勵一些公司和學校提供這些IPv6服務,。當前的Global Ipv6 地址的租用基本都是免費的，但是這里有個很詭異的協(xié)定——你申請的IPv6地址一經(jīng)使用,，就不得收回,。所以，當IPv6普及的那一天,，ISP還是會跟學校收錢的,。