未来已来,下一代编址IPV6网工必修

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。

IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPV4)的下一代IP协议。

     目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议,是TCP/IP协议族的核心协议。

      IP协议的版本号是4(简称为IPv4),它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中,它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。可以说,IPv6是一种试图从根本上解决IPv4地址紧缺问题的方案。

      我们使用的第二代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。

      但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。

      其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3千多万个,只相当于美国麻省理工学院的数量。地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。

      一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活,可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。

      在这样的环境下,IPv6应运而生。单从数字上来说,IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍,达到2^128-1个。

      这不但解决了网络地址资源数量的问题,同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。

      但是与IPv4一样,IPv6一样会造成大量的IP 地址浪费。准确的说,使用IPv6的网络并没有2^128-1个能充分利用的地址。

      首先,要实现IP地址的自动配置,局域网所使用的子网的前缀必须等于 64,但是很少有一个局域网能容纳2^64个网络终端;其次,由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则,地址的浪费在所难免。

      但如果说IPv4实现的只是人机对话,而IPv6则扩展到任意事物之间的对话,它不仅可以为人类服务,还将服务于众多硬件设备,如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等,它将是无时不在,无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网,而且它所带来的经济效益将非常巨大。

     当然,IPv6并非十全十美、一劳永逸,不可能解决所有问题。IPv6只能在发展中不断完善,也不可能在一夜之间发生,过渡需要时间和成本,但从长远看,IPv6有利于互联网的持续和长久发展。

     目前,国际互联网组织已经决定成立两个专门工作组,制定相应的国际标准。

与IPV4相比,IPV6具有以下几个优势:

01IPv6具有更大的地址空间
IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1(符号^表示升幂,下同)个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。

02IPv6使用更小的路由表
IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。

03
IPv6增加了增强的组播支持
以及对流的支持
IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow Control),这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(QoS,Quality of Service)控制提供了良好的网络平台。

04IPv6加入了对自动配置
IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)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。

05IPv6具有更高的安全性
在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大的增强了网络的安全性。

      美国政府一直高度重视IPv6发展,2012年发布《政府IPv6应用指南/规划路线图》全面推动IPv6的商用部署。

      IPv6地址申请量位居全球第一,网络覆盖规模比例超过40%,美国主流的商业网站包括Facebook、Google、Tritter、Youtube、Linkin 等全面支持IPv6。

      特别是Facebook数据中心内部已部署IPv6-Only的网络,90%的流量通过IPv6承载,通过IPv6网络访问Facebook的流量已经超过IPv4网络。

      另外,苹果应用商店要求APP必须支持IPv6-Only标准协议的规定也会推动在移动互联网领域提供更多的IPv6 用户。

      从全球发展来看我国的IPV6规模整体落后于美国、欧盟等国家。虽然我国IPV6地址的申请量居全球第二,但只有0.57%的IPV6地址在使用。

      我国运营商由于缺少IPV4地址资源,在现网中大量使用NAT技术,形成了成熟的运维体系,由于依赖NAT技术路径,在一定程度上阻碍了IPV6的发展。

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