IPv6到底是什么?

作者: 小枣君

来源: 鲜枣课堂

发布日期: 2019-08-01 10:25:17

本文详细介绍了IPv6的诞生背景、技术特点、优势以及为何未能迅速取代IPv4的原因,还涉及了国家推动IPv6发展的政策背景和网络安全的重要性。

所里小伙伴们天天用的IPv6,到底是什么?它有什么特别之处?为什么国家突然会发文要求推进它?它对我们的工作生活会造成什么影响?……今天,小编用这篇文章,给大家做一个“IPv6大揭秘”。

其实,IPv6并不是一个新鲜事物。早在上个世纪90年代,它就已经诞生了。我相信,从事IT相关工作的人,或多或少听说过它。IPv6的全称是Internet Protocol version 6。

其中,Internet Protocol译为“互联网协议”。所以,IPv6就是互联网协议第6版。任何网络工作都是基于协议的。协议是网络进行运作的规则和标准。我们现在所说的上网,就是上“国际互联网(Internet)”。互联网是基于TCP/IP协议族的,而IP是这个协议族中的核心组成部分。IP是网络层协议。它的主要任务,就是根据源主机和目的主机的地址,进行数据的传送。

为什么要用IPv6取代IPv4呢?最主要的原因,就是地址数量不够用了。IPv4迄今为止已经使用了30多年。最早期的时候,互联网只是设计给美国军方用的,根本没有考虑到它会变得如此庞大,成为全球网络。尤其是进入21世纪后,随着计算机和智能手机的迅速普及,互联网开始爆发性发展,越来越多的上网设备出现,越来越多的人开始连接互联网。这就意味着,需要越来越多的IP地址。

人们迫切需要更高版本的IP协议,更大数量的IP地址池。其实地址不够的问题,并不是这几年才发现的。早在1990年,IETF(互联网工程任务小组,成立于1985年底,是全球互联网最具权威的技术标准化组织)就开始规划IPv4的下一代协议。他们还建立了IPng(下一代IP),拉了一帮人,专门推进相关工作。1994年,各IPng的代表们于多伦多举办的IETF会议中,正式提议IPv6发展计划。

该提议直到同年的11月17日才被认可,并于1996年8月10日成为IETF的草案标准。1998年12月,IPv6被IETF正式推出,也就是互联网标准规范RFC2460。2003年1月22日,IETF发布了IPv6测试性网络,即6bone网络。

随着十多年的发展,IPv6已经被很多通信网络和终端设备厂商支持,取得了长足的进步。以我们用的最多的windows电脑操作系统来说,从Windows 2000开始,就已经支持IPv6了。到Windows XP时,进入了产品完备阶段。而Windows Vista及以后的版本,如Win7、Win8、Win10等,都已经完全支持IPv6。

IPv6会带给我们什么?首先,最重要的一点,就是前面所说的地址池扩容。IPv4的地址池是约42.9亿,IPv6能达到多少呢?数量如下——340282366920938463463374607431768211456个…不用数了,数到后面脑子就会秀逗了…简单说,是2的128次方。这个数量,即使是给地球上每一颗沙子都分配一个IP,也是妥妥够用的。

除了地址数量之外,IPv6还有很多优点。

例如:1、IPv6使用更小的路由表。使得路由器转发数据包的速度更快。2、IPv6增加了增强的组播支持以及对流的控制,对多媒体应用很有利,对服务质量(QoS)控制也很有利。3、IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。4、IPv6具有更高的安全性。用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大地增强了网络的安全性。

5、IPv6具有更好的扩容能力。如果新的技术或应用需要时,IPV6允许协议进行扩充。6、IPv6具有更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式,就简化和加速了路由选择过程,提高了效率。

为什么IPv6没有迅速取代v4?既然IPv6优点这么多,为什么它问世已经20年了,还是没有完全替代IPv4呢?这里面的水就很深了。。。说白了,主要还是和利益有关。

如果按照本世纪初专家们的预测,我们IPv4的地址早已枯竭几万次了。但是,一直挺到现在,大家仍然还在用IPv4,对老百姓来说,并没有因为地址不够而无法上网。这是为什么呢?就是因为除了IPv6之外,我们还有一些技术,可以变相地缓解地址不足。例如NAT(Network Address Translation,网络地址转换)。

我们国家早期的时候,曾经非常积极地推动过IPv6的普及。

后来,因为种种原因,我们国家放慢了IPv6的推进脚步,被美国等国家超越,IPv6普及率沦落到全球排名三十以外。尔后,我们国家又重新开始大力推动IPv6的发展。曾经在2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。工信部也发布了关于贯彻落实《行动计划》的通知,进一步提出明确的任务和指标要求。

之所以急迫地要求推进,很大一部分原因,在于推动通信基础设备的标准化建设,为5G打基础,为物联网打基础,为工业4.0打基础,为全面实现“中国制造2025”做好充分的准备。尤其是物联网,现在进入高速发展阶段,地址需求非常大(根据预测,2025年,物联网的连接数将超过270亿),迫切需要IPv6。如果几十亿人口还可以勉强用IPv4的话,物联网一旦上来,IPv4肯定是hold不住的。

除此之外,IPv6还涉及到国家的网络安全和网络主权。

在IPv4阶段,全球DNS根服务器,一共只有13台,1台主的,12台辅的。13台里面,10台在美国,另外3台在英国、瑞典和日本。如果中美开战,DNS服务被切断,我们的互联网就将全面陷入半瘫痪状态。到了IPv6,情况就不一样了。

2017年11月28日,由下一代互联网国家工程中心牵头发起的“雪人计划”,已在全球完成25台IPv6 DNS根服务器架设,中国部署了其中的4台,由1台主根服务器和3台辅根服务器组成。也就是说,在IPv6下,我们一定程度上拥有了“网络安全感”。

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