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    • 一、什么是IPv6?
    • 二、IPv6的优势
    • 三、IPv6的发展现状
    • 四、IPv6的未来
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什么是IPv6 相对IPv4有哪些优势 IPv6现状以及未来发展

2022/06/11
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原文标题:“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?

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》。

2019年4月,工业和信息化部为深入贯彻落实行动计划开展了专项行动。

2021年7月,工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室印发了《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021-2023年)》。

不仅部署了行动计划,还连续安排专项行动,IPv6让国家如此重视,为啥呢?

想要弄清楚这个问题,需要先来了解下什么是IP。

一、什么是IPv6?

互联网协议IP(Internet Protocol)主要定义了在相互连接的网络中如何传递数据。网络中的每一个设备(如计算机),要想和其它设备相互通信传递数据,就都需要一个像门牌号码一样的标识——这个标识也就是我们熟悉的IP地址。

目前被广泛使用的IP协议是IPv4(IP Version 4),网络设备使用的地址即为IPv4地址。

IPv4地址长度为32 bit,因此能提供的地址最多为2的32次方(约43亿)个地址。但是除去一些预留地址以及用于广播、测试、私有网络的专用地址外,实际可用地址是不足43亿的。

互联网发展了这么多年,IPv4地址一直被分配使用。2019年11月25日,负责英国、欧洲、中东和部分中亚地区互联网资源分配的欧洲网络协调中心(RIPE NCC)宣布,全球所有 43 亿个 IPv4 地址已全部分配完毕。

 

随着万物互联的5G应用日趋成熟,网络的需求和功能正变得越来越复杂。

除了面临地址枯竭的问题,IPv4网络的缺点和局限也越来越明显。

什么是IPv6

因此,不论是国家、行业还是个人,对IPv6(IP Version 6)都有着迫切的需求并支持推广:

世界上主要的国家和经济体都在力争尽早完成IPv6网络的建设,争取网络的率先应用和技术领先(如开篇提到的行动计划和专项行动)。

市场上大量移动终端、固定设备、应用网站及APP等均已支持IPv4和IPv6两种协议。

智能家居的普及,家庭和个人拥有了众多智能设备,对这些设备的端到端管理,需要IPv6技术的支持。

二、IPv6的优势

IPv6技术出现的首要目的是解决地址短缺问题。IPv6地址长度为128 bit,能提供的最大地址数量为2的128次方,比IPv4地址多出2的96次方倍。这个数量已经大到无法想象,一个很形象的比喻是——IPv6几乎可以为地球上的每一粒沙子都分配一个地址。

与IPv4地址相比,128位的IPv6地址更长。为了便于记忆和使用,通常将IPv6地址写成8组,每组为4个十六进制数的格式,中间用冒号隔开,这就是冒分十六进制表示法。

例如一个合法的IPv6地址表示如下:

IPv6的优势

IPv6地址不仅仅是带来了海量的地址资源,同时还对IPv4的“缺点”进行了全面的改进。

01、更小的路由表

IPv6优势之更小的路由表

02、更灵活的报文头

IPv6优势之更灵活的报文头

03、更简单的网络

IPv6优势之更简单的网络

04、更好的移动性支持

IPv6优势之更好的移动性支持

除了以上这些优点,IPv6还增强了安全性、自动地址配置、组播及流量控制等功能,以及对SDN/NFV应用提供了更多支持。

三、IPv6的发展现状

对比IPv4,IPv6明显优秀得多。但是爱思考的朋友一定会产生这样的疑问——既然IPv6这么好,从协议提出到现在也发展了这么多年,为什么一直没有被大规模的应用呢?

这是因为技术的更新换代从来都不是那么容易的事。一方面因为NAT(Network Address Translation)技术的应用,延缓了IPv4地址枯竭的速度。NAT通过地址转换可以使多个设备共享一个IP地址来访问互联网,节省了部分地址资源。

另一方面网络升级到IPv6的成本巨大。从IPv4到IPv6的升级,不仅仅是更改下地址那么简单,而是涉及到网络的方方面面。从个人终端到运营商网络,从各种应用软件到网站服务,都需要全面改造升级。

IPv6的发展现状

正因如此,从IPv4到IPv6的升级不是一次性完成的,而是需要逐步、分层次地推进。在过渡期间,为了保证IPv4与IPv6能够共存、互通,出现了一些过渡技术。

双栈技术(Dual Stack)

当同时存在IPv4和IPv6网络时,通过具有双栈功能的设备,结合隧道和转换技术,实现IPv4网络和IPv6网络的互通,代表技术DS-Lite。

协议转换技术(NAT)

当IPv4网络节点或IPv6网络节点要和对方通信时,需要借助协议转换技术将IPv4和IPv6的报文进行转换后才可互通,代表技术NAT64。

隧道技术(Tunnel)

在IPv4向IPv6过渡的初期,IPv4网络已经大量部署,而IPv6网络只是散落在各地的“孤岛”,隧道技术使IPv6报文可以在IPv4网络中传输,实现IPv6网络间的孤岛互联。

代表技术:6PE、6VPE、GRE、6to4等。

四、IPv6的未来

 

尽管面临着许多困难,但IPv6技术强大完善的功能以及5G时代对网络性能的极大需求,都在推动着IPv4网络稳步地向IPv6网络演进。

随着5G网络的逐步建设,我们国家在物联网大数据云计算人工智能等新兴领域都迎来了快速的发展,那么既能够提供海量地址资源又能解决IPv4网络缺陷的高速、可靠、安全的IPv6网络无疑是最佳选择。

近年,基于IPv6的下一代互联网技术创新体系“IPv6+”也引起了广泛关注。“IPv6+”是IPv6的升级,是面向5G和云时代的IP网络创新体系。

“IPv6+”不仅包括了以SRv6、网络切片、随流检测、BIERv6和APN6等内容为代表的协议创新,以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新,还包括以5G承载和云网融合为重点应用场景的业务创新。

在北京冬奥会期间,IPv6+技术也是首次在大型赛事活动上进行了应用。

属于IPv6以及“IPv6+”的时代已经到来,你准备好了吗?!

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