網路程式設計入門從未如此簡單(三)：什麼是IPv6？漫畫式圖文，一篇即懂！
本文由小棗君分享，文案：小棗君、漫畫：楊洋，來自鮮棗課堂，有少許改動，原文連結見文末。
1、引言
網路程式設計能力對於即時通訊技術開發者來說是基本功，而計算機網路又是網路程式設計的理論根基，因而深刻準確地理解計算機網路知識顯然能夯實你的即時通訊應用的實踐品質。
本文風格延續了社群裡的《網路程式設計懶人入門》、《腦殘式網路程式設計入門》兩個系列，沒有更多的理論堆砌，通俗而不失內涵，非常適合希望輕鬆快樂地學習計算機網路知識的網路程式設計愛好者們閱讀，希望能給你帶來不一樣的網路知識入門視角。
本篇文章將利用簡潔生動的文字，配上輕鬆幽默的漫畫，助你從零開始快速建立起對IPv6技術的直觀理解，非常適合入門者閱讀。
學習交流：
- 移動端IM開發入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》
- 開源IM框架原始碼：https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK
（本文同步釋出於：http://www.52im.net/thread-3868-1-1.html）
2、系列文章
本文是該系列文章中的第3篇：
- 《網路程式設計入門從未如此簡單(一)：假如你來設計網路，會怎麼做？》
- 《網路程式設計入門從未如此簡單(二)：假如你來設計TCP協議，會怎麼做？》
- 《網路程式設計入門從未如此簡單(三)：什麼是IPv6？漫畫式圖文，一篇即懂！》（本文）
本文是IPv6的輕鬆入門文章，希望你能喜歡。
* 推薦閱讀：本文作者的另一篇也同樣優秀：網路程式設計懶人入門(十一)：一文讀懂什麼是IPv6，感興趣的建議一併閱讀 。
3、技術背景
隨著行動網路的不斷建設和普及，加速了我們邁入萬物互聯時代的步伐。
我們的整個網際網路絡，正在發生翻天覆地的變化。急劇增加的網路連線數和流量，對網路的承載和傳送能力，提出了前所未有的挑戰。
除了速率和頻寬之外，5G在垂直行業的落地，也要求網路能夠提供靈活的差異化定製服務能力。
也就是說，面對不同的行業應用場景，網路需要能夠提供套餐式的服務，支援不同的QoS（Quality of Service，服務質量），支援端到端的切片。
4、IP協議
眾所周知，我們現在形影不離的網際網路，最早誕生於上世紀60年代。它的核心基礎，就是大名鼎鼎的
如果沒有IP協議，以及基於它的IP地址，我們就沒辦法刷劇、網購、吃雞、聊微信。
說白了，網際網路就是一套“快遞系統”。IP地址是你的快遞地址，而IP協議，則是快遞公司的“工作流程和制度”。
所有我們需要傳遞的資訊，包括文字、圖片、音訊、視訊等，都需要被打包成一個個的“快遞包裹”，然後經過快遞系統的運輸，送到最終目的地。
5、第一、第二代“快遞系統”：IPv4
網際網路誕生後，長期使用的是v4版本的IP協議，也就是大家熟知的IPv4。
我們可以把它理解為第一代快遞系統，它為網際網路的早期發展奠定了堅實基礎。
後來，隨著網際網路的迅速發展擴張，原始的IPv4系統暴露出了很多的問題，進行了一些技術上的升級改進。尤其是MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協議標籤交換）技術的引入，將這個快遞系統升級到了第二代。
到了最近這幾年，因為前面我們提到的網路挑戰，遠遠超過了第二代快遞系統的能力範圍。
6、第三代“快遞系統”：IPv6
於是，IPv6以及IPv6+，作為第三代快遞系統，正式閃亮登場。
IPv6，是v6版本的IP協議。而IPv6+，則是IPv6的升級加強版。
具體來說，IPv6+基於IPv6，實現了更多的創新。
這些創新，既包括以IPv6分段路由、網路切片、隨流檢測、新型組播和應用感知網路等協議為代表的協議創新，又包括以網路分析、自動調優、網路自愈等網路智慧化為代表的技術創新。
憑藉這些創新，IPv6+更適合行業使用者，更能夠有力支撐行業的數字化轉型和發展。
接下來，我們仔細看看，IPv6+究竟帶來了哪些變化和升級。
7、IPv6優勢1：IP地址大幅增加
首先，IPv6最廣為人知的優點就是IP地址的大幅增加。具體來說，IPv6的地址數量是IPv4的2的96次方倍（詳見《一文讀懂什麼是IPv6》的第6節內容）。
這麼說吧，如果採用IPv6，即便是給地球上的每粒沙子都賦予一個IP地址，都綽綽有餘。
傳統的IPv4快遞系統，郵箱地址不夠，快遞員往往需要將快速送到門衛處或快遞櫃，然後再二次派送給使用者（在IPv4時代，這就是NAT路由技術啦，詳見《NAT詳解——詳細原理、P2P簡介》、《什麼是公網IP和內網IP？NAT轉換又是什麼鬼？》）。
在IPv6快速系統下，每個使用者都有屬於自己的郵箱地址，快遞員可以直接將快遞送到使用者手中。
很顯然，這樣不僅提升了快遞的收發速度，也節省了門衛或快遞櫃的開支，簡化了維護，減少了能耗，降低了成本。
其實，IP地址數量的壓力，主要來自物聯網場景。因為物的數量遠遠超過人的數量。而且，物聯網的控制，更需要端到端的直達。這樣才能有更低的時延，實現更精準的控制。
8、IPv6優勢2：“快遞包裝”的升級
IPv6的第二個重大改進，在於“快遞包裝”的升級。IPv6的資料報文結構變得更加豐富，裡面可以記錄更多的內容和資訊。
簡單來說，就是運輸快遞的紙箱變得更高階了。
傳統的快遞系統，包裝很簡單，我們並不知道里面到底是什麼物品。
IPv6的快遞系統，紙箱上可以貼更多的標籤，標識紙箱裡的貨物屬性，例如重貨、易碎品、緊急檔案等。系統根據標籤，可以快速判斷這個快遞包裹所需的服務，例如需要加急、需要小心輕放等。
這樣一來，快遞公司可以根據包裹顯示的資訊，為不同的客戶提供更精細化的服務，採用差異化的收費標準。
快遞公司還可以走精品路線，提供專屬的快遞通道，實現高階使用者的資源獨享。
IPv6+對資料包屬性的精準識別，也可以幫助運營商更好地掌握整個網路中資料業務的流動趨勢，更好地調動和分配資源。
例如，從A地到B地的視訊大顆粒傳輸需求很多，那麼，就可以建立視訊大顆粒業務專線，更好地滿足傳輸需求。
這就好像從A地到B地的海鮮運輸需求很多，那快遞公司就採購更多的冷鏈運輸車，專門投入到這條線路上，賺取更多的利潤。
9、IPv6優勢3：升級了“導航能力”
傳統快遞系統的運輸路徑，是相對固定和死板的。運輸車從起點到終點，經過每一個路口，都由路口指定下一步前進的方向。
而IPv6+的話，通過與SR（Segment Routing，分段路由）技術、SDN（Software Defined Network，軟體定義網路）技術進行結合，具有更強的路徑選擇能力。
快遞包裹在出發時，就已經從管理中心獲得了從起點到終點的最佳路徑。每一次選路，都按照規劃進行，可以避開擁堵，也可以避免繞路。
換言之，IPv6+超強的路徑編排能力，可以實現資料報文的一跳入雲，大幅提升效率。
10、IPv6優勢4：降低運維成本
因為網路的管理功能集中，可以更方便地將配置意圖轉換成指令碼，自動部署給各個網路節點。
引入AI之後，更能夠對故障現象進行自動分析，更快地找到原因。
甚至說，AI還可以根據對故障模型的學習，主動提前識別網路中潛在的故障風險，實現事故預防。
集中管理+AI管理，大幅降低了網路的維護難度，提升了運維效率，減少了維護成本。
11、IPv6優勢5：更安全
IPv6+的安全防禦能力相比IPv4有了很大的提升，真正實現了雲、網、安一體化防禦。
傳統網路中，因為大量私網的存在，惡意行為很難溯源。也就是說，很多壞人躲在暗處，發出有問題的包裹，對快遞系統造成破壞。
在IPv6+網路中，節點採用公網地址取代私網地址，這就意味著，在快遞系統中運輸的每一個包裹，都有真實可溯源的寄件人資訊。失去了私網的偽裝，破壞行為將無所遁形。
升級後的快遞包裝（資料報文結構），也大幅增加了破壞分子對包裹進行惡意偽造和竊聽的難度，增強了包裹的安全性和私密性。
12、寫在最後
總而言之，IPv6+是一個高速、高效、靈活、智慧的先進“快遞系統”。
它可以提供滿足千行百業應用需求的差異化服務能力，適配不同行業的業務承載需求，支撐各個行業的數字化轉型，助力消費網際網路向產業網際網路升級，推動整個社會數字經濟的發展。
目前，IPv6在我國已經取得了顯著的成果。截至今年8月，我國IPv6地址資源儲備位居世界第一。IPv6活躍使用者數達5.51億，佔我國全部網民數的54.52%。
IPv6+的黃金時代，已然到來！
13、參考資料
[1] TCP/IP詳解 卷1 - 第3章 IP:網際協議
[2] 網路程式設計懶人入門(十一)：一文讀懂什麼是IPv6
[3] IPv6技術詳解：基本概念、應用現狀、技術實踐（上篇）
[4] IPv6技術詳解：基本概念、應用現狀、技術實踐（下篇）
[5] Java對IPv6的支援詳解：支援情況、相關API、演示程式碼等
（本文同步釋出於：http://www.52im.net/thread-3868-1-1.html）