如今,全球互聯(lián)網(wǎng)都在發(fā)生翻天覆地的變化,在我國,網(wǎng)絡(luò )正在快速向IPv6升級中——2023年2月,我國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )IPv6流量首次超過(guò)IPv4,這意味著(zhù)我國信息基礎設施IPv6服務(wù)能力已基本具備。
事實(shí)上,IPv6不是一個(gè)神秘莫測的互聯(lián)網(wǎng)“黑詞”,它早已進(jìn)入我們日常的網(wǎng)絡(luò )生活中,那么,到底什么是IPv6?它和我們的工作生活又有什么關(guān)系呢?今天就為大家揭秘從通信圈到互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都在熱議的IPv6到底是個(gè)啥?
01、IPv6是什么?
眾所周知,互聯(lián)網(wǎng)的核心基礎就是大名鼎鼎的IP協(xié)議(Internet Protocol,網(wǎng)際互連協(xié)議)。作為互聯(lián)網(wǎng)基礎協(xié)議,沒(méi)有IP協(xié)議以及基于它的IP地址,我們就沒(méi)法線(xiàn)上刷劇、“吃雞”、聊天。換句話(huà)說(shuō),我們只要上網(wǎng)就必須遵守IP協(xié)議,就像開(kāi)車(chē)必須遵守交通法規一樣。
我們也可以把互聯(lián)網(wǎng)看成一套“快遞系統”,IP地址就是快遞地址,而IP協(xié)議就是快遞公司的“工作流程和制度”。我們日常傳遞的信息,如文字、圖片、音頻、視頻等都需要被打包成“快遞”,通過(guò)IP協(xié)議將數據發(fā)往正確的“目的地”,從而實(shí)現數據交互。
互聯(lián)網(wǎng)誕生后, IPv4(互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版)版本的 IP 協(xié)議作為第一代“快遞系統” 被長(cháng)期使用。但隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,新一代的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議IPv6終于閃亮登場(chǎng)!作為互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第六版(Internet Protocol Version 6),IPv6進(jìn)行了一些技術(shù)上的改進(jìn)升級,不僅解決了網(wǎng)絡(luò )地址資源數量匱乏、多種接入設備連入互聯(lián)網(wǎng)障礙的問(wèn)題,還具有更高的安全性。有人曾形象地比喻:“IPv6 可以讓地球上每一粒沙子都擁有一個(gè)IP地址?!?/span>
說(shuō)到這里,就不得不提到一個(gè)重要的問(wèn)題,我們?yōu)槭裁葱枰塈Pv4呢?
02、IPv4地址枯竭?
理論上來(lái)說(shuō),在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代,我們身邊的一切物體都能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),IP地址可以讓每一個(gè)網(wǎng)站、終端和連接設備彼此區分、相互聯(lián)系,是一種重要的互聯(lián)網(wǎng)基礎資源。
目前廣泛使用的IPv4地址由32位的二進(jìn)制代碼構成,理論上可以提供的IP地址總量是2的32次方,也就是近43億個(gè)。放眼全球,隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,每個(gè)人手中需要聯(lián)網(wǎng)的終端設備并非只有一個(gè),而是可能有手機、平板電腦等多個(gè)電子設備需要連接互聯(lián)網(wǎng)。如果每個(gè)終端都需要占用一個(gè)IP地址,IPv4所能提供的地址數量就遠遠不夠。
事實(shí)上,43億個(gè)IPv4地址早在2019年11月26日就已經(jīng)被分配完畢,其資源趨于枯竭。而IPv4還沒(méi)有退出歷史舞臺,是由于網(wǎng)絡(luò )地址轉換(NAT)、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )(VPN)等補丁技術(shù)的使用,延緩了IPv4地址用盡的進(jìn)程。
公網(wǎng)IP地址和私網(wǎng)IP地址的轉換
我們可以這樣理解:IPv4快遞系統中的郵箱地址不夠,快遞員只能將快遞送到小區門(mén)口或建筑樓下,并不能直達每一個(gè)住戶(hù)家里,需要由門(mén)衛二次派送給用戶(hù)。
比如我們在辦公樓或學(xué)校上網(wǎng)時(shí),電腦中有一個(gè)類(lèi)似于“192.168.0.1”的IP地址,這其實(shí)是小區每個(gè)住戶(hù)的快遞地址,而它們的進(jìn)出口是同一個(gè)公網(wǎng)IP地址,也就是小區的地址,這種分發(fā)機制往往會(huì )影響網(wǎng)絡(luò )的處理效率。
隨著(zhù)5G、云和物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,人與人的通信將進(jìn)一步延伸到人與物、物與物的聯(lián)接,網(wǎng)絡(luò )需要支持的節點(diǎn)和聯(lián)接數量擴大到了前所未有的規模,原有的IPv4已不能滿(mǎn)足萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)需求,IPv6發(fā)展才終于進(jìn)入快車(chē)道。
03、IPv6有何優(yōu)勢?
簡(jiǎn)單來(lái)講,IPv6是為解決IPv4地址枯竭而制定的。相較IPv4,IPv6能夠提供更多海量的網(wǎng)絡(luò )地址資源和更廣闊的創(chuàng )新空間,主要有如下優(yōu)勢:
海量IP地址資源
IPv6的地址長(cháng)度達到了128位,理論上可以提供“2的128次方”個(gè)IP地址,足夠在未來(lái)許多年內連接大量的設備,這也解釋了IPv6為什么可以給每一粒沙子都標上編號。
更好的移動(dòng)性
因為IPv6引入了自動(dòng)配置(auto-configuration)功能,物聯(lián)網(wǎng)設備就可以通過(guò)自身獲取IPv6地址,減少了對網(wǎng)絡(luò )管理員的依賴(lài),提高了設備的可部署性和可管理性。用戶(hù)在使用IPv6網(wǎng)絡(luò )時(shí),可以在不同設備之間靈活切換,不必擔心網(wǎng)絡(luò )連接的中斷問(wèn)題,提高了網(wǎng)絡(luò )的靈活性和可用性。
更高的安全性
IPv6引入了諸多安全特性,如IPSec(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全)模塊,這是一種能夠在網(wǎng)絡(luò )層提供更高級的加密和認證的安全協(xié)議,提供了端到端的安全通信機制,增強了網(wǎng)絡(luò )安全性,將有效保護用戶(hù)的信息和隱私。
知識點(diǎn)
IPv6+在IPv6基礎上增加智能識別和控制。這就相當于對傳統快遞包裝進(jìn)行升級和改造,在包裝上貼更多“貨物”標簽類(lèi)別屬性標識以識別分類(lèi),從而提供不同的傳遞服務(wù)。
04、IPv6的前世今生
事實(shí)上,IPv6并不是近幾年才被研究出來(lái),其發(fā)展歷程最早可以追溯到20世紀90年代初。
互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force, 簡(jiǎn)稱(chēng)IETF)成立了一個(gè)專(zhuān)門(mén)負責研究推進(jìn)下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的特別工作組。1994年,該工作組在IETF會(huì )議中正式提出IPv6發(fā)展計劃。
1998年,IPv6的第一個(gè)正式規范發(fā)布。但由于IPv4和IPv6地址格式不相同,所以很長(cháng)一段時(shí)間里,互聯(lián)網(wǎng)保持著(zhù)IPv4和IPv6共存的局面,對于僅有IPv4地址或僅有IPv6地址的端系統,兩者是無(wú)法直接通信的,只能依靠中間網(wǎng)關(guān)或者使用其他過(guò)渡機制實(shí)現通信。
2003年1月22日,IETF發(fā)布了IPv6測試性網(wǎng)絡(luò ),即6bone網(wǎng)絡(luò )。該工程目的是測試如何將IPv4網(wǎng)絡(luò )向IPv6網(wǎng)絡(luò )遷移。
從2011年開(kāi)始,個(gè)人計算機和服務(wù)器系統上的操作系統基本都開(kāi)始支持高質(zhì)量IPv6配置產(chǎn)品。例如,Microsoft Windows從Windows 2000起就已經(jīng)開(kāi)始支持IPv6。
2012年6月6日,Google、Facebook和Yahoo等網(wǎng)站于當天全球標準時(shí)間0點(diǎn)(北京時(shí)間8點(diǎn)整)開(kāi)始永久性支持IPv6訪(fǎng)問(wèn),全球IPv6網(wǎng)絡(luò )正式啟動(dòng)。國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì )也將這一天定為了世界IPv6啟動(dòng)紀念日。
2016年IETF提出建議,要求新制定的國際互聯(lián)網(wǎng)標準,只支持IPv6,不再兼容IPv4網(wǎng)絡(luò )。但由于現有網(wǎng)絡(luò )架構都采用的IPv4協(xié)議,很難在短時(shí)間內完成從IPv4到IPv6協(xié)議的替換,因此在很長(cháng)一段時(shí)間里,IPv6推進(jìn)比較緩慢。
05、我國IPv6的發(fā)展
近年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展,引發(fā)對IP地址的巨大需求,IPv6步入快車(chē)道。
由于IPv4協(xié)議年代根服務(wù)器都部署在國外,我國一直面臨著(zhù)“卡脖子”的尷尬局面。在IPv6正式在全球啟用后,我國積極鼓勵I(lǐng)Pv6網(wǎng)絡(luò )的規?;渴?,在政策引領(lǐng)和各行業(yè)合力推動(dòng)下,IPv6發(fā)展取得了積極成效,網(wǎng)絡(luò )基礎設施全面就緒,應用基礎設施服務(wù)提升。
早在2003年,中國政府就啟動(dòng)了中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI,并于2006年開(kāi)展了現網(wǎng)試驗。2008年,我國建成當時(shí)世界上規模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng),并取得了一些領(lǐng)先技術(shù)和應用成果。
2017年,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規模部署行動(dòng)計劃》,明確提出了推進(jìn)IPv6發(fā)展的目標和任務(wù)。該計劃的發(fā)布,為我國IPv6的發(fā)展提供了重要的政策支持。
我國在IPv6的核心技術(shù)研發(fā)方面取得了一些突破,如根服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )架構、網(wǎng)絡(luò )安全等方面的技術(shù)研發(fā)和應用。同時(shí),我國也在推進(jìn)IPv6在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等領(lǐng)域的應用,以推動(dòng)數字化轉型和升級。從2003年啟動(dòng)中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程至今,我國IPv6活躍用戶(hù)數達到7.63億。我國用20年時(shí)間,讓IPv6實(shí)現了飛躍式發(fā)展。
時(shí)代浪潮澎湃,激蕩萬(wàn)千氣象。
隨著(zhù)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的持續演進(jìn),萬(wàn)物互聯(lián)已成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的主要方向。對于我國來(lái)說(shuō),IPv6規模部署和應用是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)創(chuàng )新的重要方向,更是加快數字中國、網(wǎng)絡(luò )強國建設的關(guān)鍵支撐。通過(guò)IPv6的部署和應用,我國在下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國際競爭力將進(jìn)一步增強。對于我們每個(gè)人來(lái)說(shuō),IPv6能提供更快的數據傳輸速度、更安全的數據傳輸方式和更好的隱私保護,讓我們更加便捷地訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)和享受信息服務(wù)。
IPv6,未來(lái)可期。它注定將為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展注入新的活力,推動(dòng)數字化轉型和創(chuàng )新發(fā)展。讓我們共同期待IPv6帶來(lái)的無(wú)限可能!
參考資料:
1. 澎湃政務(wù):南京發(fā)布《一起聊聊IPv6那些事!》;
2. 中國信息雜志社:《讓地球上每一粒沙子都有IP地址 IPv6主導的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來(lái)了?》;
3. 上觀(guān)號微信公眾號:《關(guān)于IPv6,你了解多少?看完這篇就明白了!》,作者:上海金山;
4. IT之家:《我國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò ) IPv6 流量首次突破 50%,超越 IPv4 流量》,作者:汪淼責編:汪淼;
5. 人民郵電報:《全球IPv6支持度大幅提升 前10000網(wǎng)站IPv6支持率首次超過(guò)50%》;
6. 網(wǎng)信天津:《深化行業(yè)融合應用賦能 “IPv6+”發(fā)展駛入快車(chē)道》。