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IPv6絕不僅僅是對IPv4地址長度的增加

開發十年,就只剩下這套架構體系了! >>>   

眾所周知,IPv6 IP地址長度是IPv4 IP地址長度的四倍,是解決IPv4公共網址資源枯竭的最佳技術。的確,IETF在制定IPv6標準時也是基於這一因素考慮的。當時正是90年代初,Web開始出現,導致IP網的爆炸性發展,IP網使用者迅速增加,IP地址空前緊張,IPv6要解決的就是擴大地址空間問題。後來IETF逐漸對IPv6標準進行修訂,RFC的草案也有數百件,形成IPv6標準的RFC就有近百件,這些RFC標準極大地豐富了IPv6技術的內涵,賦予IPv6更多的意義,而不僅僅是IP地址數量的增加。接下來,就從應用的角度去揭開IPv6給網路所能帶來的好處。
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IPv6 IP地址由128個位元組成,理論上可分配7*10^23個IP地址,這是一個非常龐大的數字,足夠為世界上的每一粒沙子分配一個IP地址。這麼多IP地址自然不用擔心IP地址不夠的問題,只要能上網的裝置都可以分配幾個IPv6地址,裝置之間互訪用的IPv6地址全球唯一,這樣無論在哪裡都可以訪問IPv6裝置。IPv4就不行了,因為公網地址有限,大家都得用私網IP地址,要做NAT轉換後才能上網,在公網上就沒法保證所有的地址之間直接互訪。

IPv6不僅解決了IPv4地址不足的問題,更重要的是IPv6可解決多種接入裝置連入網際網路的障礙,大量的電腦、手機、智慧家電、穿戴裝置都可以連線入網,並互相訪問,這為物聯網的發展奠定了網路基礎。國家為何這麼緊迫地強制推廣IPv6,就是為物聯網鋪路,否則現有的IPv4地址雖不夠用,但通過各種技術仍可延續使用,可對於物聯網,要實現萬物互聯,則是任何一種IPv4技術都無法滿足的,只有上IPv6才能實現。所以,正是IPv6技術揭開了物聯網發展的大幕。

IPv6地址既然數量海量,可以給每個上網裝置分配一個全球唯一的IP地址,這樣的IP地址就可以有效溯源。IPv6地址就會和電話號碼一樣,從號碼前幾位就知道使用者是從哪裡註冊的,就顯示出你的身份資訊,因為每一個地址都是真正獨一無二的,相當於從技術上為每個人分配了一個“網路身份證”。每個人或者每個裝置都有這樣的一張身份證,通過這張身份證能迅速找到它所在的位置,以及它的周圍環境資訊和網路特徵,實現精準定位。IPv6還對源地址有一套驗證體系,可以更好滿足金融級應用所要求的身份驗證和抵禦網路攻擊的能力,在安全性方面IPv6有質的提升。

IPv6不僅IP地址長,IP頭也長,IPv6不再採用IPv4地址固定的20位元組報文頭,而是可以為IPv6增加一些可選頭,這些可選頭IPv6可帶可不帶,完全取決於應用需要,當然也可以帶一些安全頭,對資料做些加密,提升報文轉發的安全性。基於IPv6技術,我們可以做更多安全方面的東西,這要比IPv4時代靈活得多,那麼多已發生的網路洩露事件歷歷在目,IPv6技術也許能真正改觀這種局面,尤其對於個人使用者,現在的IPv4 IP地址都是共享的,很多人共享一個公網IP地址,上網流量也共享,IPv6就可以獨享了,在網路流量上真正意義的獨享。

5G真的要來了,這是行動通訊網又一次大的變革,而IPv6也是5G發展的基礎協議。5G是從移動通話逐步發展成為行動通訊,主要解決本地無線連線問題,通過5G連線網際網路的裝置需要IPv6定義其IP地址,5G是衚衕和小街道,IPv6就是主幹道,5G的發展離不開IPv6。其實,我們開啟手機注意檢視一下,現在用的4G手機,移動上網不少用的就是IPv6地址,三大運營商在多個地址都已經開啟了支援IPv6的4G網路。從手機使用者側來講,體驗不出,使用IPv6和IPv4地址兩者的差別。其實從技術上來講,IPv6的移動性要好,在RFC3775中專門對IPv6的移動性做了闡述,這在IPv4中是沒有的。

IPv6移動技術是在原有IPv4技術上引入的一種新的路由策略,上層基於IP地址的業務不會因為節點的移動而中斷,這種可移動性是建立在第三層基礎上的,因而可以遮蔽底層鏈路的異質性。當移動節點離開歸屬鏈路,連線到外地一些連結,IPv6移動性功能開始發揮作用。連線到外地鏈路後,移動節點在外地鏈路獲取IPv6地址,稱為轉交地址。移動節點發送繫結請求到其歸屬代理與護理,新的地址。歸屬代理繫結移動節點的歸屬地址與轉交地址,建立兩者之間的隧道,上層的資料通訊感覺不到這種變化,也就是說,基於IPv6應用不會因為裝置的移動而終止,這是IPv6移動技術的特點。

當然,還有一點不得不再提一下,當面對移動終端數量劇增,只有IPv6才能為每個裝置分配一個永久全球IP地址。移動IPv6很容易擴充套件,有能力處理大規模移動性的要求,所以IPv6將能解決全球範圍的網路和各種接入技術之間的移動性問題。

IPv6在應用層面帶來的好處還不止這些,比如IPv6簡化了報文頭部格式,欄位只有8個,加快報文轉發提高了吞吐量,相當於可降低網路延遲,從現在普遍100MS,降到了個位數;網路犯罪率大大降低,IPv6可以溯源,誰要是在網上幹壞事,立馬可以查到源頭;IPv6有可選頭,允許協議繼續演變,增加新的功能,讓IPv6有無限可能,還有… …,這一列好處還真不少,只不過人們平時沒有注意到而已。技術是不斷積累和進步的,IPv6技術自然是在IPv4技術的基礎之上,取其精華,棄之糟粕設計而來,比IPv4技術有很多優勢是必然的。現在,舉國上下都在推動IPv6網路的落地,要大規模地商用,完成IPv6有理論走向實踐的過程。IPv4網路技術已經風風光光發展數十年,技術理念深入人心,要完全轉換到IPv6網路技術上來,這將是一個漫長的過程,讓我們期待。

原文來自: https://www.linuxprobe.com/ipv4-update.ht