漫畫 | IPv6讓腳下的每一粒沙子都與眾不同

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。