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2017年11月,，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳聯(lián)合發(fā)文,，由網(wǎng)信辦牽頭推動IPv6規(guī)模部署行動計劃,，這表明IPv6規(guī)模部署工作已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略要求，吹響了快速發(fā)展的號角聲,。而后工信部,、國資委等相關(guān)部委又出臺措施，推動IPv6規(guī)模部署工作,。
IPv6是什么,？它為什么如此重要？為此,，記者近日采訪了上海電信的技術(shù)專家,，幫助大伙釋疑解惑，揭開IPv6的面紗,。 01 IP地址如同門牌號,，互聯(lián)網(wǎng)離不開它 IPv6是什么呢？學(xué)術(shù)解釋是,，IPv6是“Internet Protocol Version 6”的縮寫,，是由國際互聯(lián)網(wǎng)標準化組織IETF設(shè)計的用于替代現(xiàn)行版本IPv4的下一代IP協(xié)議。就是說,，IPv6是IPv4的下一代版本,。但這樣的學(xué)術(shù)解釋，對于非專業(yè)人士來說,，很難理解,。 那么我們就從IP協(xié)議開始講起,。
在以前的書信時代,，人們寫信時要在信封上寫明收信地址和寄信地址，“××市××路××號××室”,，這樣信件才會按照收信地址送到對方的手中,，對方也會知道是誰、從哪里郵寄過來的,。
互聯(lián)網(wǎng)時代也是這樣,，有了“門牌號”才能知道信息從哪里來、要到哪里去,，這個“門牌號”就是IP協(xié)議的地址,，根據(jù)它，互聯(lián)網(wǎng)才會在源地址和目標地址之間傳送數(shù)據(jù)包,。每個網(wǎng)站,、設(shè)備都有自己的“門牌號”,，即具體地址信息（IP地址），這樣就方便了信息傳遞,，不至于產(chǎn)生混亂,。 以人們訪問網(wǎng)站時的場景為例，在瀏覽器中輸入相應(yīng)的域名,，比如baidu.com,、qq.com等等，然后就可登錄瀏覽網(wǎng)頁,。而這背后,，是IP地址這個“門牌號”在發(fā)揮作用。這些域名都有對應(yīng)的IP地址,，在人們輸入baidu.com之后,，瀏覽器會把網(wǎng)站域名發(fā)往“域名的黃頁”（DNS服務(wù)器）做地址查詢，查找相對應(yīng)的IP地址,。瀏覽器得到IP地址后,，會再次發(fā)送自己的請求，這樣人們就可以登錄到相應(yīng)的網(wǎng)站了,。 可見,，在互聯(lián)網(wǎng)世界中，地址也非常重要,，每個網(wǎng)站,、每個聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備都應(yīng)有IP地址，有自己的“門牌號”,，這樣信息才能準確,、快速傳遞，否則一切都是虛幻,。 02 資源耗盡地址枯竭,，IPv4真的“老”了 有了IP協(xié)議，整個互聯(lián)網(wǎng)才能正常運轉(zhuǎn),。而IPv4則是第一個被廣泛使用的IP協(xié)議,，構(gòu)成了現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)，對推動全世界互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展功不可沒,。 但是隨著時代的發(fā)展,，應(yīng)用層出不窮，移動互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用都需要海量的IP地址,。IPv4地址數(shù)量有限，越來越跟不上步伐,，各種地址轉(zhuǎn)換方法也降低了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)的效率,。很明顯IPv4現(xiàn)在已經(jīng)落伍,。它提供不了更多的“門牌號”，成為抑制互聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展的瓶頸,。 IPv4大約能提供43億個左右IP地址,！這一數(shù)字看起來非常多，的確在IPv4使用之初,，大家都覺得這么多的地址肯定能滿足需求,。但是現(xiàn)實發(fā)展得太快，人們不久之后就發(fā)現(xiàn)當初看起來很大的“蛋糕”實際上很小,。2012年底時,，43億個IPv4地址耗盡，IANA(互聯(lián)網(wǎng)地址分配機構(gòu))宣布IPv4的地址分配工作已經(jīng)結(jié)束,。 本來“蛋糕”就不大,，中間還存在分配不均的情況。因為IPv4的核心技術(shù)源于美國,，因此北美擁有全球四分之三的IPv4地址,，大約有30億個，而人口最多的亞洲只有不到4億個IPv4地址,，常常一個美國大公司擁有的IPv4地址要比一個亞洲國家擁有的IPv4地址更多,。具體到我國，現(xiàn)有IPv4地址約2億個,，人均擁有量0.15個,，對比之下美國的IPv4地址人均擁有量有4個。
2億個IPv4地址本就不多,，而且隨著傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)規(guī)模擴大化,、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，我國對于IP地址的需求急劇增加,，矛盾因此越來越突出,。  如果說IPv4是互聯(lián)網(wǎng)的“油田”,，那么曾經(jīng)“產(chǎn)油”的它現(xiàn)在資源基本耗盡,，已經(jīng)很難繼續(xù)“開采”。 03 過渡技術(shù)無法治本,，“副作用”凸顯 看到上文,，大家心里也許會有疑問：既然多年前就碰到了IPv4地址耗盡的狀況，為何這些年我國的互聯(lián)網(wǎng)還能快速發(fā)展呢,？這是因為,，業(yè)界采用了NAT穿越等技術(shù)，緩解了IPv4地址不足的情況,。但是這些方法并不能從根本上解決問題,，同時也衍生了不少問題?；蛘哒f,，這付藥現(xiàn)在的“副作用”越來越明顯。 這就如同門牌號不夠用了,，不能滿足所有住戶的需求,，怎么辦呢？原先是每個住戶都有門牌號（公網(wǎng)地址）,，現(xiàn)在則是幾個住戶使用同一個門牌號,，而這幾位住戶之間又私底下分配了自己的序號（私網(wǎng)地址），從而進行彼此區(qū)分,。
但是在互聯(lián)網(wǎng)的世界中,，公網(wǎng)地址才是其他人認識的門牌號，所以私網(wǎng)地址終端在傳遞信息時,，需要“翻譯”成所對應(yīng)的公網(wǎng)地址,，這就是NAT。 這種做法產(chǎn)生了多個方面的“副作用”,。首先,，網(wǎng)絡(luò)溯源變得困難，比如說某位住戶收到一份恐嚇信,，如果大家使用的都是公網(wǎng)地址,，那么很容易查到是誰郵寄過來的，但是如果使用了私網(wǎng)地址,，而且私網(wǎng)地址和公網(wǎng)地址是動態(tài)映射,，也就是說并非固定對應(yīng),，那么就比較難查到是誰寄出了這封信。其次,，NAT使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,，原先只是一層的關(guān)系，現(xiàn)在變成了兩層甚至更多層,，這也導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)時延增加,、轉(zhuǎn)發(fā)效率降低、運營成本上升,，通常報文轉(zhuǎn)發(fā)時延將會增加一個數(shù)量級,，某些應(yīng)用無法正常實施。 04 每粒沙子都有地址,，IPv6徹底解決問題 NAT等辦法并不能真正解決IP地址荒的問題,，它只能緩解，同時又產(chǎn)生了很多新問題,。真正能解決IP地址荒問題的只有“一個人”,，那就是IPv6，它能提供接近無限的IP地址,。
IPv4采用的是32位地址長度,，全球可用的IPv4地址大約43億個，IPv6采用128位地址長度,，其地址容量達2的128次方個,，約3.4×10^30億個IP地址，極大擴展了IP地址空間,。 業(yè)界人士常說這樣一句話：IPv6能為地球上每個沙子都提供一個IP地址,。
在IPv6時代，設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中,，系統(tǒng)就會自動分配地址,，即插即用，這樣讓網(wǎng)絡(luò)管理變得簡單,，不需要進行復(fù)雜的設(shè)置,。 引入MIPv6（移動IPv6）,，移動性支持好,，提升了高速移動場景下的應(yīng)用不中斷能力，比如高鐵,、飛機等非常高速的場景下,，應(yīng)用可以不斷，使得永遠在線成為可能,。
IPv6包頭格式簡化,，40字節(jié)包頭固定，具備可選擴展項,，預(yù)留了流標簽的功能,。也就是說，在IPv6階段,，應(yīng)用自己可以告訴網(wǎng)絡(luò),，自己是什么類型的應(yīng)用、對網(wǎng)絡(luò)有什么樣的訴求,，然后網(wǎng)絡(luò)就可以作出相應(yīng)的動作來進行處理,。
從技術(shù)作用來看，IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心,、物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),。IPv6技術(shù)本身及其廣闊的應(yīng)用前景，都是未來創(chuàng)新的起點和平臺,。 |
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