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展望全新互联网时代 IPv6部署的爱与恨

随着对未来互联网的规划和设想,SDN、物联网等新型互联网定义得到了大力的应用和推广,反观之互联网的本质方面,IPv6的提出和部署进程将会直接影响未来全新互联网时代的基础。

作者:曲健中来源:中关村在线|2018-05-30 12:21

随着互联网的膨胀式发展,传统网络显现出各种弊端,比如IP地址匮乏、网络设备杂乱、网络安全不稳定等,随着对未来互联网的规划和设想,SDN、物联网等新型互联网定义得到了大力的应用和推广,反观之互联网的本质方面,IPv6的提出和部署进程将会直接影响未来全新互联网时代的基础。

以物联网为具现的全新互联网时代正在到来

“爱”:取代IPv4 细看IPv6质的提升

目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族,IP是TCP/IP协议族中网络层的协议,是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4),发展至今已经使用了30多年。

但是随着互联网络的蓬勃发展,截止到2013年12月,全球上网人数已经达到了22.7亿人,IPv4仅能够提供约42.9亿个IP位置,为了解决IPv4地址池严重消耗的问题,到了1994年,各IPng领域的代表们在多伦多举办的IETF会议中,正式提议了IPv6发展计划。

IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写,它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议IPv4的下一代IP协议。

IPv6

IPv6

相比于IPv4,IPv6定义了一种新的分组格式用来传输数据,而且IPv6的地址长度为128位并且能够提供2^128个IP地址,理论上来说整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址,几乎无限制的解决了IPv4地址池匮乏的问题,并且对于国内来说,由于IPv4技术诞生于美国,美国掌握了大多数的IPv4地址资源,IP地址的获取需要由国际组织NIC统一发放,我国的公网IP地址资源根本无法满足上网设备的分配需求。

IPv6和IPv4的地址数对比

IPv6和IPv4的地址数对比

除了地址数量的增加,IPv6还使用了更小的路由器表,IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度,也就使得通过IPv6连接并获取内容的速度比IPv4更快。

而IPv6对比IPv4绝不仅仅是地址池更大和速度更快的变化,更带来了安全性的进化。传统的网络安全机制只建立在应用程序级,如E-mail加密、SNMPv2网络管理安全、接入安全(HTTP和SSL)等,没有办法能够从IP层来保证互联网的安全。而IPv6实现了IP级的安全,用户能够对网络层的数据进行加密并且对IP报文进行校验,保证了分组的完整性与保密性。

除了安全性,IPv6还能够为我们提供优化的配置管理方案,当连接到IPv6网络时,IPv6主机可以使用邻居发现协议对自身进行自动配置,当第一次连接到网络上时,主机将会发送一个链路本地路由器请求来获取配置参数,同时路由器使用包含Internet层配置参数的路由器宣告报文进行回应,这是对DHCP协议的改进和扩展,并且在不适合使用IPv6无状态底指自动配置的场景下,网络可以使用DHCPv6有状态配置或者使用静态设置方法手动配置。

IPv6的组网应用

IPv6的组网应用

相比之下,IPv6将能够为我们带来比IPv4更快的传输速率、更大的地址池以及更优化的配置和管理方案,并且IPv6还支持扩充,即使面对新技术的应用也可以允许协议进行扩充。总之,IPv6具备着满足我们对未来互联网的各种要求的特性,但是在完全部署和实现IPv6的道路上仍面临着一定难度。

“恨”:IPv6的部署缺乏动力

IPv6部署面临的问题,总的来说还是需求不够强烈、优势不能带来明显利益的问题。

IPv6的过渡方案主要使用双栈转换机制,双堆栈是将IPv6视为一种IPv4的延伸,以共享代码的方式去实现网络堆栈,其可以同时支持IPv4和IPv6,但是对于运营商和网站建设者来说,既然可以同时支持IPv4和IPv6,那么便不需要急着向IPv6转换。

电脑已经普遍可以同时支持IPv4和IPv6

电脑已经普遍可以同时支持IPv4和IPv6

部署IPv6需要花费大量的金钱,由于设备存在兼容性问题,升级至IPv6意味着大量网络设备的废弃和更换,并且即便花费设备升级到支持IPv6了以后,运营收获的利益也不会明显大于过去,所有的网站不建设支持IPv6的话也无法使用IPv6网络,所以大部分运营商和网站建设者不积极向全面IPv6网络转化。

对于国内用户来说,NAT地址转换技术的出现已经很好的解决掉IP地址不够用的问题,大多数用户其实并不在乎自己连接的是私有IP还是公网IP,甚至大多数人都不知道私有IP和公网IP的概念,大多数人又不具备网络信息的安全保护意识,只要能够保证现有的稳定性和速度,便没有更换设备和使用IPv6的理由。

在国外,谷歌、Facebook等大型ISP(Internet Service Provider,即互联网服务提供商)都已经竞先将大量应用迁移到IPv6网络上,我国部分ISP其实也做了部分应用迁移,但深层次服务就不提供了,国内的部分ISP并不在国际大的竞争环境下,能否建设并率先使用IPv6网络显得并不重要。

但是近期工信部已经颁布了“关于贯彻落实《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》的通知”,其中提到“骨干网IPv6互联互通。到2018年末,完成北京、上海、广州、郑州、成都的互联网骨干直联点IPv6改造,开通IPv6网间互联带宽不少于1Tbps。到2020年末,完成所有互联网骨干直联点IPv6改造,开通IPv6网间互联带宽不少于5Tbps。”从中可以感受到国家的大力支持正在推动着互联网革新加速发展。

工信部《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》通知部分截图

工信部《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》通知部分截图

相比于IPv4,IPv6代表着更加高速、更加安全、更加稳定的互联网网络,对于大力发展和应用物联网的时代,IPv6能够为物联网的实现提供优质的网络基础,虽然IPv6的推广和部署面临着诸多问题,但是在国家的大力支持下,这诸多问题或许能够迎刃而解,更快更安全的IPv6也能够伴随着崭新的互联网时代及早来到我们的身边。

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【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】


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