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漫畫 | IPv6讓腳下的每一粒沙子都與眾不同

作者:市大媽
來源:物聯(lián)傳媒
日期:2020-10-09 15:25:42
摘要:IP協(xié)議的身份證用法
關(guān)鍵詞:IPv6通信專網(wǎng)

我是茫茫沙海中一顆普普通通的沙子。



如果人類希望精準地找到我,

那鐵定.......無門!



當然了,

估計暫時不會有人想做這種無聊的事情了。

但是以后的事情誰又說得準呢?

不過我也知道,

未來我們每一粒沙子都將有機會擁有一個地址,

就像人類能夠具體到門牌號的地址一樣,

是獨一無二的。



有了這個地址,

我們也算得上是有身份的沙子了。

如果有人發(fā)出這樣的疑問:

你們的地址也是XX省XX市······D棟一單元602嗎?



那肯定不是!

我們的地址表示方法略獨特,

是一串數(shù)字+字母的組合。



其實我們用的地址是大家常聽說的IP地址,

它是IP協(xié)議里面的概念,

每一粒沙子想要在網(wǎng)絡(luò)世界有身份,

就要擁有這么一個地址,

這點就很容易理解,

你們?nèi)祟惣目爝f不也需要一個收件地址,

每個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備想要接受數(shù)據(jù)就必須擁有IP地址。



所謂的IP地址,它是指:



沙子沒有被分配到IP地址,

可能有兩方面的原因:



而IP地址有限這一點就得從IPv4說起了。

IPv4即網(wǎng)際協(xié)議版本4(InternetProtocolversion4),

可以將其理解為聯(lián)網(wǎng)計算機的"第四代身份證",

是互聯(lián)網(wǎng)的核心,

也是迄今為止使用最為廣泛的網(wǎng)際協(xié)議版本。



IPv4地址數(shù)量一共有2的32次方,

也就是大約42.9億個,

為什么說是2的32次方?

因為IPv4的地址格式是



隨著全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的爆炸式增長,

IPv4地址池開始枯竭,

根本無法滿足互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需要。

人們迫切需要更高版本的IP協(xié)議,

更大數(shù)量的IP地址池。



這個聽起來有點像固定電話號碼升位。



時至今日,

這個場景相信很多人仍然歷歷在目!

直到去年某一天,

歐洲網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)中心(RIPE NCC)發(fā)布了一封郵件,

正式宣告全球IPv4地址耗盡,

IPv4即將退出歷史舞臺,

這也意味著IPv6將正式接管這一使命,

繼續(xù)完成偉大的聯(lián)網(wǎng)使命。

而所謂IPv6,

顧名思義就是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版(InternetProtocolversion6),

它是IPv4的下一代版本,

其實它并不是一個新鮮事物,

早在上個世紀90年代就已經(jīng)誕生了。



這又得說回IPv4了,

實際上早在2011年IANA IPv4地址就已經(jīng)完全用盡了,

但是當時IPv6仍在初步部署時期,

難承此重擔!



因此想出了緩解此沖突的方法,

比如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商可以重用和回收未使用的IPv4地址;

也可以用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)的方法,

在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商路由器后私下使用相同的IP地址。

它就像在一個公網(wǎng)下接入了很多私網(wǎng),

當與外界連接時,

大家就又披上了公網(wǎng)的"馬甲",

這樣一來,

一個公網(wǎng)地址下可以提供給數(shù)十甚至數(shù)百個計算機使用。

這也是為什么直到去年RIPENCC才正式宣告的原因,

已經(jīng)再也沒有辦法通過其他方式解決IPv4的資源問題了。

這也足以表明了IPv6穩(wěn)步推進的重要性。

相比IPv4,

IPv6的地址池數(shù)量為2的128次方。

大概是這么多:

340282366920938463463374607431768211456個



這個數(shù)量值是怎么得來的呢?

還是它的地址位的長度決定的。

如果以二進制來寫,

IPv6的地址是128位。

不過為了方便表達,

通常采用十六進制將其縮短成32位,

再將其分為8組,每組4位。

所以一個標準的、合法的IPv6地址長這樣:

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344



值得注意的是,

IPv6的地址是可以簡寫的,

每項數(shù)字前導的0可以省略。

例如,紅色的"0"就可以省略,變成:



甚至如果有一組或連續(xù)幾組都是0,

那么可以簡寫成"::":



除了地址數(shù)量之外,IPv6還有很多優(yōu)點,如:

· 使用更小的路由表,因此路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度更快。

· 增加了增強的組播支持以及對流的控制,對多媒體應(yīng)用很有利,對服務(wù)質(zhì)量(QoS)控制也很有利。

· 加入了對自動配置的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進和擴展,使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。

· 具有更高的安全性。用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進行加密并對IP報文進行校驗,極大地增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

· 具有更好的擴容能力。如果新的技術(shù)或應(yīng)用需要時,IPV6允許協(xié)議進行擴充。

· 具有更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式,就簡化和加速了路由選擇過程,提高了效率。

寫在最后

隨著十多年的發(fā)展,IPv6已經(jīng)被很多通信網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備廠商支持,取得了長足的進步。

IPv6可直接解決當前物聯(lián)網(wǎng)承載數(shù)量問題,海量的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備也將迎來新的"門牌"——基于IPv6協(xié)議的多地址性,從而實現(xiàn)專網(wǎng)連接。但IPv6并非沒有"缺陷":

· IPv6雖然是下一代互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,但由于應(yīng)用時間問題,IPv6協(xié)議的發(fā)展還是缺少具體的商業(yè)化應(yīng)用,在未來一段時間內(nèi),IPv6依然會與IPv4共存;

· 由于IPv6和IPv4間的非對稱性、過渡形式的多樣性等問題,從IPv4過渡到IPv6的數(shù)據(jù)將面臨著更為復雜的安全性問題;

· 由于IPv6和IPv4傳輸數(shù)據(jù)報的基本機制沒有發(fā)生改變,IPv4網(wǎng)絡(luò)中除IP層以外的其他四層中出現(xiàn)的攻擊在IPv6網(wǎng)絡(luò)中依然會存在;

· 由于缺乏大規(guī)模實踐和深入的研究,IPv6實際安全防護能力如何還未明確。

在這一系列問題下,IPv6又將如何進行解決和修復,這將是物聯(lián)網(wǎng)時代所必須解決的問題。