IPv6与IPv4,IPv6普及难的原因

2021-05-25    分类: 网站建设

    IPv6这个名字相信大家都很熟悉了,近年来IPv6的消息报道满天飞,媒体们信誓旦旦IPv4已死IPv6当立,声势甚是浩大。然而IPv6可谓雷声大雨点小,除了一遍遍在互联网新闻中刷存在感,似乎就没能对互联网造成更多影响了。IPv6相比IPv4是否真的有很多优点?IPv6为何迟迟未能普及?今天笔者就来跟大家说一说IPv6艰难的普及之路吧。

IPv6究竟什么时候才会到来?

  IPv6是什么?

  也许有的朋友并不能明白什么是IPv6,其实这很好理解,把词儿拆开来看“IP”和“v6”,就明白这是第六套IP的意思。所谓IPv6,官方的定义是第六版互联网协议,目前正在广泛使用的是IPv4,也就是第四版互联网协议。IPv5去了哪里?IPv5其实有,不过这套协议试验性质比较强,目前用于流协议比较多,并不会继承IPv4的衣钵,IPv6才是IPv4的正统继承者。
  没有互联网协议就没有互联网,IPv4已经诞生了数十个年头,已经有点战不动的意思了。IPv4设计时采用的是32bit长度地址,理论上可以提供近2的32次方个也就是43亿个IP地址(实际可用的更少)。地球人口早已超越42亿,同时每人都不会仅需要一款上网设备,在这个互联网急速扩张的时代,就算IPv4每天凌晨四点起来练球,老迈的身躯也还是跟不上互联网的滚滚洪流。这时候,让IPv6接过IPv4的摊子,是件很顺理成章的事情。
  和IPv4相比,IPv6可谓优点多多,大致如下:

  ◆速度更快。和IPv4相比,IPv6在不少方面都有速度上的优势。比如说,IPv6的包头是固定的,不像IPv4那样往往拖上一堆冗长的数据,更简短的包头可以提高数据转发效率。又比如说,IPv6协议下的路由表更小,聚合能力更强,数据转发所经过的路径会更短,数据包无需像IPv4那样经过太过错综复杂的中转。IPv6虽然不能让你的网速从小水管飙升到长江黄河,但大为提高的转发效率起码能够减少弱鸡路由器挂掉的概率。


  ◆更安全。相信不少朋友都有留意到,近年来https的网站越来越多,这意味着更多网站使用了IPSec加密数据。使用了IPSec加密的通讯更不容易被劫持和窃听,这是互联网发展的大趋势。然而,IPv4并没有强制使用IPSec,目前仍有大量网络通讯使用明文传输,你发什么到网站,网站传输什么内容给你,围观者可以看得一清二楚。与之相比,IPv6强制使用IPSec,传输时数据经过加密,你我他都更放心。


  ◆地址更多。前文提到,IPv4之所以战不动,大的原因就是IP地址已经枯竭。和仅有42亿个IP地址的IPv4相比,IPv6设计的地址长度是128bit,理论上IPv6可提供2的128次方,约……笔者都数不清是多少亿个了的IP地址。在目前的互联网环境下,各位大可以把IPv6的地址数理解成无穷,甚至有了“地球上每一颗沙子都能够分配到一个IPv6地址”的说法。从穷尽到无穷,就凭这点,已经足够让人有动力将IPv4换成IPv6了。
  IPv6的优点并不止前文所提到的这些,IPv6还有简化网络配置、支持协议扩充等优点,可谓重大利好。光看技术介绍,大家可能还是不太能理解IPv6有什么好。技术先进这点大家是懂的,如果IPv6普及,这先进的技术会对生活有什么升华?这世界又将会有怎样的变化?就举个物联网的例子吧。IPv6可以为目前所有的网络设备都分配到公网IP地址,支撑起物联网。
  IPv6最突出的有点的地址多,这可不得了。目前物联网的概念炙手可热,能够彻底支撑起物联网概念的,似乎就只有IPv6了。所谓物联网,概念约莫就是尽量把一切物体都连接到互联网中,近年越来越多智能设备诸如什么智能家电啊,智能手表手环等等的出现,就是物联网风潮所带来的。在未来,还会有更多传统物品接入到互联网,什么文具啦家具啦厨具啦……乃至衣服、鞋袜等等,只要芯片够小,没有做不到,就怕你想不到。Google都已经发布专用于物联网的操作系统Brillo了,想想安卓在移动设备市场的摧枯拉朽吧,物联网在近年将迎来前所未有的爆发。IPv4设计时根本没有考虑现在的网络环境,实际上已经跪了。
  IPv4连手机电脑都近乎扛不动,物联网无穷设备集合起来的滚滚大潮,IPv4何德何能可以螳臂当车!想要为物联网的每个设备都分配到公网IP,舍IPv6其谁!就如公元前六世纪的玛雅历法只设置了1000年、无法用于现今一样,上世纪80年代出炉的IPv4在全新的移动互联网时代的面前,也显得垂垂老矣。要知道,在2011年,IPv4地址就已经被分配完毕,IPv4真的很难再承载更多了。
  IPv4换代IPv6,怎么看都刻不容缓。然而就如开头所提到的,媒体高歌IPv6万岁已经数年,但牢牢占据宝座的仍是IPv4。究竟是什么把IPv6这个互联网的救世主塞在半路上?来分析分析吧。
  IPv6很美,但要变美是有代价的。从IPv4这个坑跳到IPv6这个互联网的新平台,其中的路可没有给你铺上舒舒服服的自动电梯。IPv6难以普及的第一大原因,就是部署太困难了。

IPv6普及难?

  IPv6拦路虎:部署困难

  如果IT产业被一夜之间炸掉,要在新铺设的网络中全面普及IPv6协议,这并不困难。但现实是目前互联网还活得好好的,IPv6的使命是给互联网续命而不是让其涅槃,这就要求IPv6能够继承IPv4的衣钵,能够和IPv4和谐共处。遗憾的是,IPv6和v4的兼容性并不好,难以互联互通,双方通信需要经过隧道。这问题非常要命,要保持互联网的畅通,只能够搞一堆隧道,但这成本太高了。根本的解决方案,还是让当前IPv4设备都升级支持IPv6。IPv4和IPv6间的兼容很成问题,目前没有这么多资源来建立双方的隧道。
  IPv4升级IPv6可不像系统升级这么简单,涉及到终端、传输路径方方面面的网络软硬件升级。市面上林林总总安卓设备仅仅是升级个最新系统就这么困难,何况更加花样百出的网络设备和软件。目前只有一些互联网大企业如Google等全面部署IPv6,这些企业面向的是未来,部署IPv6等于是布置新市场的桥头堡;而对于运营商以及一些IT小公司,是没有什么大动力去花大成本去升级新技术的,毕竟这又不能直接换钱——君不见国内某些银行和政府机构网站至今仍只支持老旧的IE浏览器,反正升不升级你们都得照用,不影响它的业绩,就是这个道理了。

  IPv6拦路虎:NAT

  前面说道IPv6大的优点就是地址特多,沙子都能分到公网IP,这必须是大好事。然而你真的需要公网IP这么好的东西吗?运营商对你说:no,你并不需要。
  IP地址不够用怎么办?那就不分配给你咯。目前运营商已经广泛使用NAT,通过NAT给用户分配内网地址而非公网地址。啥啥啥?什么是内网公网什么是NAT?简单来说,NAT的意思是Network Address Translation网络地址转换,你在家里通过路由器上网,那么就等于经过了路由器的这一道NAT,你家里的电脑分配到的也是192.168.0.X这类的内网地址。NAT可以大大节省公网IP,现在各国运营商都在用,毕竟IPv4的公网IP不够发啊
  内网是一个相对的概念,像家里的电脑通过路由器这道网关才能访问到运营商提供的网络,那么家里的局域网相对运营商网络,就属于内网;同理,运营商也可以不分配公网IP给单个用户,而是将多个用户纳入他的内网,通过统一的公网IP网关来访问互联网。这样一来,运营商就可以大大节省公网IP资源,不急着上IPv6也没什么。
  当然,NAT只是权宜之计,公网IP的好处就是可以在公网上被其他IP所发现。比如说,如果手机和家里电脑都是公网IP的话,就能够直接用手机发现家里的电脑,实现IP到IP的互联,无需经过第三方服务器。处于内网的设备,要通过互联网遥控互联,往往就只能够经由第三方提供的服务器了,比如说登上同一个帐号连接某某云等等。如果这某某云倒闭了,这服务也就废了。此外内网对游戏联机、P2P传输也有影响,NAT3就能让一堆PlayStation玩家无比抓狂。总的来说NAT会让网络变得更复杂和低效,能够为所有设备分配到公网IP的IPv6才是长久之计,只是目前使用NAT仍可解决大部分需求,IPv6的海量地址需求非燃眉之急。

  IPv6拦路虎:难以控制

  IPv6的另外一大优点就是全面使用IPSec,数据传输经过加密,安全性大增。这会让DNS污染这类手段失效,海量的IP又封不过来。等这个技术问题解决,相信IPv6的推广会快很多,而不仅仅只局限于教育网等本身就容易控制的网络。

  总结

  IPv6无疑是互联网的未来,但要从实验室走向家庭,还有重重困难需要跨越。这些困难不仅仅是技术上的难题,还综合了铺设成本、市场需求以及其他一些方面的因素。虽然IPv6现在未能普及,但相信在未来十年乃至十数年,IPv6一定会走到我们身边。历史大潮不可逆,期待IPv6的降临吧。

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