什么是IPv6 相對IPv4有哪些優(yōu)勢 IPv6現(xiàn)狀以及未來發(fā)展

原文標(biāo)題：“IPv6+”的時代都來了，你還不知道什么是IPv6嗎？

2017年11月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》。

2019年4月，工業(yè)和信息化部為深入貫徹落實行動計劃開展了專項行動。

2021年7月，工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室印發(fā)了《IPv6流量提升三年專項行動計劃（2021-2023年）》。

不僅部署了行動計劃，還連續(xù)安排專項行動，IPv6讓國家如此重視，為啥呢？

想要弄清楚這個問題，需要先來了解下什么是IP。

一、什么是IPv6？

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP（Internet Protocol）主要定義了在相互連接的網(wǎng)絡(luò)中如何傳遞數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中的每一個設(shè)備（如計算機），要想和其它設(shè)備相互通信傳遞數(shù)據(jù)，就都需要一個像門牌號碼一樣的標(biāo)識——這個標(biāo)識也就是我們熟悉的IP地址。

目前被廣泛使用的IP協(xié)議是IPv4（IP Version 4），網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用的地址即為IPv4地址。

IPv4地址長度為32 bit，因此能提供的地址最多為2的32次方（約43億）個地址。但是除去一些預(yù)留地址以及用于廣播、測試、私有網(wǎng)絡(luò)的專用地址外，實際可用地址是不足43億的。

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展了這么多年，IPv4地址一直被分配使用。2019年11月25日，負責(zé)英國、歐洲、中東和部分中亞地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)資源分配的歐洲網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)中心（RIPE NCC）宣布，全球所有 43 億個 IPv4 地址已全部分配完畢。

隨著萬物互聯(lián)的5G應(yīng)用日趨成熟，網(wǎng)絡(luò)的需求和功能正變得越來越復(fù)雜。

除了面臨地址枯竭的問題，IPv4網(wǎng)絡(luò)的缺點和局限也越來越明顯。

因此，不論是國家、行業(yè)還是個人，對IPv6（IP Version 6）都有著迫切的需求并支持推廣：

世界上主要的國家和經(jīng)濟體都在力爭盡早完成IPv6網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，爭取網(wǎng)絡(luò)的率先應(yīng)用和技術(shù)領(lǐng)先（如開篇提到的行動計劃和專項行動）。

市場上大量移動終端、固定設(shè)備、應(yīng)用網(wǎng)站及APP等均已支持IPv4和IPv6兩種協(xié)議。

智能家居的普及，家庭和個人擁有了眾多智能設(shè)備，對這些設(shè)備的端到端管理，需要IPv6技術(shù)的支持。

二、IPv6的優(yōu)勢

IPv6技術(shù)出現(xiàn)的首要目的是解決地址短缺問題。IPv6地址長度為128 bit，能提供的最大地址數(shù)量為2的128次方，比IPv4地址多出2的96次方倍。這個數(shù)量已經(jīng)大到無法想象，一個很形象的比喻是——IPv6幾乎可以為地球上的每一粒沙子都分配一個地址。

與IPv4地址相比，128位的IPv6地址更長。為了便于記憶和使用，通常將IPv6地址寫成8組，每組為4個十六進制數(shù)的格式，中間用冒號隔開，這就是冒分十六進制表示法。

例如一個合法的IPv6地址表示如下：

IPv6地址不僅僅是帶來了海量的地址資源，同時還對IPv4的“缺點”進行了全面的改進。

01、更小的路由表

02、更靈活的報文頭

03、更簡單的網(wǎng)絡(luò)

04、更好的移動性支持

除了以上這些優(yōu)點，IPv6還增強了安全性、自動地址配置、組播及流量控制等功能，以及對SDN/NFV應(yīng)用提供了更多支持。

三、IPv6的發(fā)展現(xiàn)狀

對比IPv4，IPv6明顯優(yōu)秀得多。但是愛思考的朋友一定會產(chǎn)生這樣的疑問——既然IPv6這么好，從協(xié)議提出到現(xiàn)在也發(fā)展了這么多年，為什么一直沒有被大規(guī)模的應(yīng)用呢？

這是因為技術(shù)的更新?lián)Q代從來都不是那么容易的事。一方面因為NAT（Network Address Translation）技術(shù)的應(yīng)用，延緩了IPv4地址枯竭的速度。NAT通過地址轉(zhuǎn)換可以使多個設(shè)備共享一個IP地址來訪問互聯(lián)網(wǎng)，節(jié)省了部分地址資源。

另一方面網(wǎng)絡(luò)升級到IPv6的成本巨大。從IPv4到IPv6的升級，不僅僅是更改下地址那么簡單，而是涉及到網(wǎng)絡(luò)的方方面面。從個人終端到運營商網(wǎng)絡(luò)，從各種應(yīng)用軟件到網(wǎng)站服務(wù)，都需要全面改造升級。

正因如此，從IPv4到IPv6的升級不是一次性完成的，而是需要逐步、分層次地推進。在過渡期間，為了保證IPv4與IPv6能夠共存、互通，出現(xiàn)了一些過渡技術(shù)。

雙棧技術(shù)（Dual Stack）

當(dāng)同時存在IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)時，通過具有雙棧功能的設(shè)備，結(jié)合隧道和轉(zhuǎn)換技術(shù)，實現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通，代表技術(shù)DS-Lite。

協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)（NAT）

當(dāng)IPv4網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或IPv6網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要和對方通信時，需要借助協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)將IPv4和IPv6的報文進行轉(zhuǎn)換后才可互通，代表技術(shù)NAT64。

隧道技術(shù)（Tunnel）

在IPv4向IPv6過渡的初期，IPv4網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量部署，而IPv6網(wǎng)絡(luò)只是散落在各地的“孤島”，隧道技術(shù)使IPv6報文可以在IPv4網(wǎng)絡(luò)中傳輸，實現(xiàn)IPv6網(wǎng)絡(luò)間的孤島互聯(lián)。

代表技術(shù)：6PE、6VPE、GRE、6to4等。

四、IPv6的未來

盡管面臨著許多困難，但IPv6技術(shù)強大完善的功能以及5G時代對網(wǎng)絡(luò)性能的極大需求，都在推動著IPv4網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)步地向IPv6網(wǎng)絡(luò)演進。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐步建設(shè)，我們國家在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興領(lǐng)域都迎來了快速的發(fā)展，那么既能夠提供海量地址資源又能解決IPv4網(wǎng)絡(luò)缺陷的高速、可靠、安全的IPv6網(wǎng)絡(luò)無疑是最佳選擇。

近年，基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新體系“IPv6+”也引起了廣泛關(guān)注。“IPv6+”是IPv6的升級，是面向5G和云時代的IP網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系。

“IPv6+”不僅包括了以SRv6、網(wǎng)絡(luò)切片、隨流檢測、BIERv6和APN6等內(nèi)容為代表的協(xié)議創(chuàng)新，以網(wǎng)絡(luò)分析、自動調(diào)優(yōu)等網(wǎng)絡(luò)智能化為代表的技術(shù)創(chuàng)新，還包括以5G承載和云網(wǎng)融合為重點應(yīng)用場景的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

在北京冬奧會期間，IPv6+技術(shù)也是首次在大型賽事活動上進行了應(yīng)用。

屬于IPv6以及“IPv6+”的時代已經(jīng)到來，你準備好了嗎？！