大多数情况下,没有人反复警告过互联网地址枯竭的可怕情况,因为从互联网协议第四版(IPv4)的世界向IPv6的迁移已经坚定地开始了,尽管速度很慢,而且已经有相关软件到位,防止很多人预测的地址枯竭。


但是在看到IPv6的现状和发展方向之前,让我们回到互联网寻址的早期。


什么是IPv6,为什么它很重要?


IPv6是互联网协议(IP)的最新版本,它可以识别互联网上的设备并确定它们的位置。每台使用互联网的设备都必须通过自己的IP地址进行识别,以便能够通过互联网进行通信。在这方面,就像你需要知道邮寄信件的街道地址和邮政编码一样。


以前版本的IPv4采用32位寻址方案,可以支持43亿台设备,以前认为已经足够了。然而,互联网、个人电脑、智能手机和物联网设备的发展证明,世界需要更多的地址。


幸运的是,互联网工程任务组(IETF)在20年前就认识到了这一点。1998年,它创建了IPv6,使用128位寻址来支持大约34万亿(如果您喜欢使用这种表示方式,则是128的2次方)。IPv4的地址可以表示为四组一至三个十进制数字,而IPv6使用八组四个十六进制数字,用冒号分隔。


IPv6有什么好处?


在工作中,IETF为IPv6的IPv4添加了增强功能。IPv6协议可以更有效地处理数据包,提高性能,增加安全性。它使互联网服务提供商能够通过使路由表更加分层来减小路由表的大小。


网络地址转换和IPv6


IPv6的采用被推迟,部分原因是网络地址转换(NAT),它可以将私有IP地址转换为公共IP地址。这样,拥有私有IP地址的企业机器可以向位于私有网络之外的拥有公共IP地址的机器发送和接收数据包。


没有NAT,拥有数千或数万台电脑的大公司要想与外界进行通信,就会吞噬掉大量的公共IPv4地址。然而,这些IPv4地址是有限的,并且几乎用尽,因此它们必须限制它们的分配。NAT可以帮助缓解这个问题。有了网络地址转换,成千上万台拥有私有地址的计算机可以通过防火墙或路由器等网络地址转换设备出现在公共互联网上。


NAT的工作方式是,当拥有私有IP地址的企业计算机向企业网络外的公共IP地址发送数据包时,会先进入NAT设备。NAT在转换表中记下数据包的源地址和目的地址。NAT将数据包的源地址更改为NAT设备的公共地址,并将数据包一起发送到外部目的地。当数据包回复时,NAT会将目的地址转换为发起通信的计算机的私有IP地址。这样,一个公共IP地址可以代表多台具有私有地址的计算机。


谁在部署IPv6?


运营商网络和互联网服务提供商是最早在其网络上部署IPv6的群体,其中移动网络处于领先地位。例如,美国T-Mobile  90%以上的流量通过IPv6,其次是威瑞森无线,占比82.25%。根据世界Ipv6发布的数据,康卡斯特和ATT的网络比例分别为63%和65%。


主网站排名第二。据——世界IPv6发布会显示,目前Alexa排名前1000的网站,只有不到30%可以通过IPv6接入。


企业部署相对落后。根据互联网协会的《2017年 IPv6 部署状况》报告,不到四分之一的企业为他们的IPv6前缀做广告。复杂性、成本和完成迁移所需的时间都是他们给出的理由。此外,由于软件兼容性问题,一些项目被推迟。例如,2017年1月的一份报告称,Windows  10中的一个错误“摧毁了微软在其西雅图总部推出纯IPv6网络的努力”。


什么时候会有更多的部署?


根据互联网协会的数据,IPv4地址的价格将在2018年达到峰值,然后在IPv6部署通过50%大关后价格会下降。目前,根据谷歌的数据,全球IPv6采用率为20%至22%,但美国的采用率约为32%


随着IPv4地址的价格开始下降,互联网协会建议企业出售现有的IPv4地址,以帮助资助他们的IPv6部署。根据GitHub上发布的声明,麻省理工大学已经这样做了。该大学的结论是,其800万个IPv4地址“过剩”,可以出售,而不会影响当前或未来的需求,因为它仍然拥有20个非百万个IPv6地址。(非十亿级地址指数字1后跟30个零)。此外,随着部署的增加,更多的公司将开始对IPv4地址的使用收费,并免费提供IPv6服务。英国ISP神话兽表示“IPv6连接是标准”,“IPv4连接是可选的额外服务”。


IPv4什么时候会“关闭”?


2011年到2018年期间,全球大部分地区都“用完”了新的IPv4地址——,但我们根本不会没有IPv4地址,因为IPv4地址会被出售和重复使用(如上所述),剩下的地址将用于IPv6过渡。


目前还没有正式的IPv4关闭日期,所以人们不用担心有一天他们的互联网接入会突然消失。随着越来越多的网络过渡,越来越多的内容网站支持IPv6,越来越多的终端用户为IPv6功能升级设备,世界将逐渐远离IPv4。


为什么没有IPv5?


以前有一个IPv5,也被称为互联网流协议(ST)。它设计用于跨IP网络的面向连接的通信,以支持语音和视频。


它在这项任务中是成功的,并已在实验中使用。其缺点之一是其32位地址方案3354与IPv4使用的相同,影响了其普及性。因此,它存在与IPv4相同的问题,可用的IP地址数量有限。这导致了IPv6的发展和采用。尽管IPv5从未被公开采用,但它已经使用了IPv5这个名字。


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