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什么是ipv6,独立ip未来将不再稀缺!

发表时间:2021-12-17 11:42:24点击数:

相信很多朋友在使用淘宝、京东、支付宝,以及其他互联网大厂的app时,在开屏页面除了能看到广告外,往往还会在中下部发现一行小字“xx支持ipv6网络”。这是因为自2017年开始,相关部门已经开始从宏观层面推广部署ipv6,为下一代互联网的升级“打基础”。 

 

然而除了在app打开时的这一行字外,似乎ipv6的存在感较为稀薄。为推进这一协议,日前ipv6标准工作组成立大会在北京召开。据了解,ipv6标准工作组是在中央网信办、国家发改委、工信部、国家市场监管总局指导支持下,成立的专业标准化组织,也标志着ipv6标准化工作进入新的阶段,将加速ipv6国内国际标准化工作进程,加快互联网演进升级。
事实上,ipv6标准工作组成立的背景,是国内ipv6的建设进展并不太尽如人意。根据谷歌方面此前公布的统计数据显示,截止2020年5月,我国ipv6的普及率仅有0.24%。尽管早在2017年就已开始鼓励ipv6的升级,但其普及速度,却远没有那么快速。


所谓的ipv6,其实是“internet protocol version 6”(互联网协议第6版)的缩写,是互联网工程任务组(ietf)为ipv4地址资源枯竭而设计的下一代ip协议。对于互联网有着一定了解的朋友想必都听说过“ip地址”,这是在互联网中定位到相应设备的核心元素,相当于是互联网世界中的门牌号。


互联网协议(internet protocol,ip)是tcp/ip协议族中网络层的协议,上世纪80年代由美国南加州大学教授jon postel定义,同时也是internet这张由无数局域网链接起来的互联网诞生的基石。ipv4顾名思义就是互联网协议的第四版,也是第一个被广泛使用,构成如今互联网技术的基石协议,其根本目的是为了在网络中定位一台接入网络并且有tcp/ip协议栈的设备。


由于ipv4使用的是32位(4字节)地址,因此理论上整个地址空间中有2^32(约43亿)个地址,并采用点分四段十进制即xxx.xxx.xxx.xxx来表示ip地址。尽管43亿这个数字在绝对量上很大,但在经过了40年的沧海桑田,特别是上世纪90年代以来互联网的爆发式增长,早已使得ipv4地址不够用了。 

 

早在1993年,国际互联网工程任务组就开始规划下一代协议,以解决ipv4地址枯竭的问题,随后在2004年就已经有媒体报道ipv4地址资源不足一事,到了2019年,欧洲网络信息中心正式宣布库存的ipv4地址用完。虽然按照正常情况,在ipv4完成了历史使命后,接下来登场的就是ipv6,但现实却是ipv4“并不想退场”。


ipv6作为更新的协议,其将ipv4中32位的地址长度扩展到了128位,也就是说拥有2^128-1个地址,几乎能够让地球上的每一粒沙子都配到一个ip地址。并且由于ipv6支持ipsec协议,有着更高的安全性,再加上更强的聚合能力,也使得数据转发的路径更短、传输效率更高。


既然ipv6的优势如此之大,为何在其取代ipv4的道路上走得如此慢呢?这其中的关键,就在于应对ipv4地址枯竭这一问题上,除了升级ipv6网络外,业界找到了切实可行的替代方案。而这一方案就是nat(网络地址转换)技术的升级版napt(网络地址端口转换),napt可以利用源端口将多个私网ip地址映射到一个公网ip地址,使得多个用户可需使用一个公网ip地址就可以同时与internet进行通信。


例如pc的ip地址往往集中在192.168.1.0网段,而移动4g的ip地址则通常是10.x.x.x/8,这二者都是路由器或基站分配的私有ip,不过这些都是设备在局域网下的ip,而公网ip则是与其他很多用户共同使用的。


当然,napt技术作为权宜之计,也存在着明显的缺陷。napt破坏了端对端连接这一互联网的核心协议,违反了网络分层结构的设计原则,会让相当多的互联网服务受到限制。并且更为重要的是,napt是将多个私网ip地址映射到一个公网ip地址上,这就意味着私网地址访问互联网地址更方便,但互联网地址访问私网地址时,网关设备需要将请求正确的分配到对应的私网地址上,所以会大幅降低通信的效率。


对于互联网厂商(icp)而言,用户流量几乎是一切的关键,现在的问题是来自于ipv6的流量占比非常低,所导致的结果就是除了核心服务为了合规需要支持ipv4和ipv6外,其它服务仅需支持ipv4即可。而对于用户来说,除了pc、智能手机,以及近年的新款路由器外,机顶盒、智能电视、智能音箱和相当多的智能家居产品还仅仅只支持ipv4,一旦将自己的局域网升级到ipv6网络,就可能会导致这些设备无法使用了。


这些问题,也就使得ipv6的普及变成了一个“死结”。运营商在有了napt这个暂时性的电玩城捕鱼游戏的解决方案来缓解ipv4地址不足的问题,同时ipv4地址不足反过来又让这一稀缺资源的价值升高后,售卖公网ip也成为了运营商的财源,因此在部署成本太高的ipv6面前踟蹰不前。而互联网厂商则因为来自ipv6的流量实在过于杯水车薪,目前全方位支持几乎毫无必要,所以也基本将ipv6排除在优先选用之外。


此外,用户所面临的就是在使用ipv6后,接入的互联网是残缺的。例如目前四大门户网站基本只在主站支持ipv6,旗下的各个分站点基本并不支持。而许多号称支持ipv6的app,如果真的使用ipv6进行连接就会发现,在打开app后要么只有文字,图片与视频无法显示出来,要么就是部分功能无法使用。


因此,ipv6标准工作组的成立就相当于是一条“鲶鱼”,将有助于打破目前萦绕在ipv6上的这个死循环。并且也只有运营商先行动起来,互联网厂商在面对更多ipv6接入的情况下,才有动力去提升对这一协议的支持力度,而用户面对越来越好用的ipv6,自然就会选择用脚来投票。


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