IPv6仅仅是比ipv4增加了地址长度吗

众所周知,ipv6 ip地址长度是ipv4 ip地址长度的四倍,是解决ipv4公共网址资源枯竭的最佳技术。的确,ietf在制定ipv6标准时也是基于这一因素考虑的。当时正是90年代初,web开始出现,导致ip网的爆炸性发展,ip网用户迅速增加,ip地址空前紧张,ipv6要解决的就是扩大地址空间问题。后来ietf逐渐对ipv6标准进行修订,rfc的草案也有数百件,形成ipv6标准的rfc就有近百件,这些rfc标准极大地丰富了ipv6技术的内涵,赋予ipv6更多的意义,而不仅仅是ip地址数量的增加。接下来,就从应用的角度去揭开ipv6给网络所能带来的好处。
ipv6 ip地址由128个比特组成,理论上可分配7*10^23个ip地址,这是一个非常庞大的数字,足够为世界上的每一粒沙子分配一个ip地址。这么多ip地址自然不用担心ip地址不够的问题,只要能上网的设备都可以分配几个ipv6地址,设备之间互访用的ipv6地址全球唯一,这样无论在哪里都可以访问ipv6设备。ipv4就不行了,因为公网地址有限,大家都得用私网ip地址,要做nat转换后才能上网,在公网上就没法保证所有的地址之间直接互访。ipv6不仅解决了ipv4地址不足的问题,更重要的是ipv6可解决多种接入设备连入互联网的障碍,大量的电脑、手机、智能家电、穿戴设备都可以连接入网,并互相访问,这为物联网的发展奠定了网络基础。国家为何这么紧迫地强制推广ipv6,就是为物联网铺路,否则现有的ipv4地址虽不够用,但通过各种技术仍可延续使用,可对于物联网,要实现万物互联,则是任何一种ipv4技术都无法满足的,只有上ipv6才能实现。所以,正是ipv6技术揭开了物联网发展的大幕。
ipv6地址既然数量海量,可以给每个上网设备分配一个全球唯一的ip地址,这样的ip地址就可以有效溯源。ipv6地址就会和电话号码一样,从号码前几位就知道用户是从哪里注册的,就显示出你的身份信息,因为每一个地址都是真正独一无二的,相当于从技术上为每个人分配了一个“网络身份证”。每个人或者每个设备都有这样的一张身份证,通过这张身份证能迅速找到它所在的位置,以及它的周围环境信息和网络特征,实现精准定位。ipv6还对源地址有一套验证体系,可以更好满足金融级应用所要求的身份验证和抵御网络攻击的能力,在安全性方面ipv6有质的提升。ipv6不仅ip地址长,ip头也长,ipv6不再采用ipv4地址固定的20字节报文头,而是可以为ipv6增加一些可选头,这些可选头ipv6可带可不带,完全取决于应用需要,当然也可以带一些安全头,对数据做些加密,提升报文转发的安全性。基于ipv6技术,我们可以做更多安全方面的东西,这要比ipv4时代灵活得多,那么多已发生的网络泄露事件历历在目,ipv6技术也许能真正改观这种局面,尤其对于个人用户,现在的ipv4 ip地址都是共享的,很多人共享一个公网ip地址,上网流量也共享,ipv6就可以独享了,在网络流量上真正意义的独享。
5g真的要来了,这是移动通信网又一次大的变革,而ipv6也是5g发展的基础协议。5g是从移动通话逐步发展成为移动通信,主要解决本地无线连接问题,通过5g连接互联网的设备需要ipv6定义其ip地址,5g是胡同和小街道,ipv6就是主干道,5g的发展离不开ipv6。其实,我们打开手机注意查看一下,现在用的4g手机,移动上网不少用的就是ipv6地址,三大运营商在多个地址都已经开启了支持ipv6的4g网络。从手机用户侧来讲,体验不出,使用ipv6和ipv4地址两者的差别。其实从技术上来讲,ipv6的移动性要好,在rfc3775中专门对ipv6的移动性做了阐述,这在ipv4中是没有的。ipv6移动技术是在原有ipv4技术上引入的一种新的路由策略,上层基于ip地址的业务不会因为节点的移动而中断,这种可移动性是建立在第三层基础上的,因而可以屏蔽底层链路的异质性。当移动节点离开归属链路,连接到外地一些链接,ipv6移动性功能开始发挥作用。连接到外地链路后,移动节点在外地链路获取ipv6地址,称为转交地址。移动节点发送绑定请求到其归属代理与护理,新的地址。归属代理绑定移动节点的归属地址与转交地址,建立两者之间的隧道,上层的数据通信感觉不到这种变化,也就是说,基于ipv6应用不会因为设备的移动而终止,这是ipv6移动技术的特点。当然,还有一点不得不再提一下,当面对移动终端数量剧增,只有ipv6才能为每个设备分配一个永久全球ip地址。移动ipv6很容易扩展,有能力处理大规模移动性的要求,所以ipv6将能解决全球范围的网络和各种接入技术之间的移动性问题。
ipv6在应用层面带来的好处还不止这些,比如ipv6简化了报文头部格式,字段只有8个,加快报文转发提高了吞吐量,相当于可降低网络延迟,从现在普遍100ms,降到了个位数;网络犯罪率大大降低,ipv6可以溯源,谁要是在网上干坏事,立马可以查到源头;ipv6有可选头,允许协议继续演变,增加新的功能,让ipv6有无限可能,还有… …,这一列好处还真不少,只不过人们平时没有注意到而已。技术是不断积累和进步的,ipv6技术自然是在ipv4技术的基础之上,取其精华,弃之糟粕设计而来,比ipv4技术有很多优势是必然的。现在,举国上下都在推动ipv6网络的落地,要大规模地商用,完成ipv6有理论走向实践的过程。ipv4网络技术已经风风光光发展数十年,技术理念深入人心,要完全转换到ipv6网络技术上来,这将是一个漫长的过程,让我们期待。


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