解读新晋网红IPv6 开启下一代互联网的“关键先生_棋牌网站
解读新晋网红IPv6 开启下一代互联网的“关键先生
发布时间:2018-07-24    浏览次数:

  来源:IT时报

  IT时报记者 钱立富

  2017年下半年以来,国内IPv6热不断升温,这个对于不少人来说显得还很陌生的名词,越来越吸引大家的关注。

  2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅联合发文,由网信办牵头推动IPv6规模部署行动计划,这表明IPv6规模部署工作已经上升为国家战略要求,吹响了快速发展的号角声。而后工信部、国资委等相关部委又出台措施,推动IPv6规模部署工作。

  IPv6是什么?它为什么如此重要?为此,记者近日采访了上海电信的技术专家,帮助大伙释疑解惑,揭开IPv6的面纱。

  IP地址如同门牌号 互联网离不开它

  IPv6是什么呢?学术解释是,IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写,是由国际互联网标准化组织IETF设计的用于替代现行版本IPv4的下一代IP协议。就是说,IPv6是IPv4的下一代版本。但这样的学术解释,对于非专业人士来说,很难理解。

  那么我们就从IP协议开始讲起。

  在以前的书信时代,人们写信时要在信封上写明收信地址和寄信地址,“××市××路××号××室”,这样信件才会按照收信地址送到对方的手中,对方也会知道是谁、从哪里邮寄过来的。

  互联网时代也是这样,有了“门牌号”才能知道信息从哪里来、要到哪里去,这个“门牌号”就是IP协议的地址,根据它,互联网才会在源地址和目标地址之间传送数据包。每个网站、设备都有自己的“门牌号”,即具体地址信息(IP地址),这样就方便了信息传递,不至于产生混乱。

  以人们访问网站时的场景为例,在浏览器中输入相应的域名,比如baidu.com、qq.com等等,然后就可登录浏览网页。而这背后,亚洲城娱乐官方网站,是IP地址这个“门牌号”在发挥作用。这些域名都有对应的IP地址,在人们输入baidu.com之后,浏览器会把网站域名发往“域名的黄页”(DNS服务器)做地址查询,查找相对应的IP地址。浏览器得到IP地址后,会再次发送自己的请求,这样人们就可以登录到相应的网站了。

  可见,在互联网世界中,地址也非常重要,每个网站、每个联网的设备都应有IP地址,有自己的“门牌号”,这样信息才能准确、快速传递,否则一切都是虚幻。

  资源耗尽地址枯竭 IPv4真的“老”了

  有了IP协议,整个互联网才能正常运转。而IPv4则是第一个被广泛使用的IP协议,构成了现今互联网技术的基础,对推动全世界互联网的发展功不可没。但是随着时代的发展,应用层出不穷,移动互联网、物联网等应用都需要海量的IP地址。IPv4地址数量有限,越来越跟不上步伐,各种地址转换方法也降低了网络转发的效率。很明显IPv4现在已经落伍。它提供不了更多的“门牌号”,成为抑制互联网进一步发展的瓶颈。

  IPv4大约能提供43亿个左右IP地址!这一数字看起来非常多,的确在IPv4使用之初,大家都觉得这么多的地址肯定能满足需求。但是现实发展得太快,人们不久之后就发现当初看起来很大的“蛋糕”实际上很小。2012年底时,43亿个IPv4地址耗尽,IANA(互联网地址分配机构)宣布IPv4的地址分配工作已经结束。

  本来“蛋糕”就不大,中间还存在分配不均的情况。因为IPv4的核心技术源于美国,因此北美拥有全球四分之三的IPv4地址,大约有30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个IPv4地址,常常一个美国大公司拥有的IPv4地址要比一个亚洲国家拥有的IPv4地址更多。具体到我国,现有IPv4地址约2亿个,人均拥有量0.15个,对比之下美国的IPv4地址人均拥有量有4个。

  2亿个IPv4地址本就不多,而且随着传统电信业务规模扩大化、移动互联网和物联网业务的迅速发展,我国对于IP地址的需求急剧增加,矛盾因此越来越突出。

  仅从目前的情况来看,我国的固网宽带用户有3.7亿户,移动宽带用户(3G和4G)达到13.7亿户,仅这两项加在一起就有17.4亿户,2亿个IPv4地址远远不能满足需求。而且随着物联网的快速发展,连接入网的设备更加庞大,因此对于IP地址的需求更多,IPv4根本无法满足。

  如果说IPv4是互联网的“油田”,那么曾经“产油”的它现在资源基本耗尽,已经很难继续“开采”。

  过渡技术无法治本 “副作用”凸显

  看到上文,大家心里也许会有疑问:既然多年前就碰到了IPv4地址耗尽的状况,为何这些年我国的互联网还能快速发展呢?这是因为,业界采用了NAT穿越等技术,缓解了IPv4地址不足的情况。但是这些方法并不能从根本上解决问题,同时也衍生了不少问题。或者说,这付药现在的“副作用”越来越明显。

  因为IPv4公网地址不够用,所以人们想出了办法,使用私网地址,用一个公网地址对应一个私网地址,或者一个公网地址对应多个私网地址,后一种情况比较普遍。

  这就如同门牌号不够用了,不能满足所有住户的需求,怎么办呢?原先是每个住户都有门牌号(公网地址),现在则是几个住户使用同一个门牌号,而这几位住户之间又私底下分配了自己的序号(私网地址),从而进行彼此区分。

  但是在互联网的世界中,公网地址才是其他人认识的门牌号,所以私网地址终端在传递信息时,需要“翻译”成所对应的公网地址,这就是NAT。

  这种做法产生了多个方面的“副作用”。首先,网络溯源变得困难,比如说某位住户收到一份恐吓信,如果大家使用的都是公网地址,那么很容易查到是谁邮寄过来的,但是如果使用了私网地址,而且私网地址和公网地址是动态映射,也就是说并非固定对应,那么就比较难查到是谁寄出了这封信。其次,NAT使得网络结构变得复杂,原先只是一层的关系,现在变成了两层甚至更多层,这也导致转发时延增加、转发效率降低、运营成本上升,通常报文转发时延将会增加一个数量级,某些应用无法正常实施。

  每粒沙子都有地址 IPv6彻底解决问题

  NAT等办法并不能真正解决IP地址荒的问题,它只能缓解,同时又产生了很多新问题。真正能解决IP地址荒问题的只有“一个人”,那就是IPv6,它能提供接近无限的IP地址。

  IPv4采用的是32位地址长度,全球可用的IPv4地址大约43亿个,IPv6采用128位地址长度,其地址容量达2的128次方个,约3.4×10^30亿个IP地址,极大扩展了IP地址空间。业界人士常说这样一句话:IPv6能为地球上每个沙子都提供一个IP地址。

  在IPv6时代,设备连接到网络中,系统就会自动分配地址,即插即用,这样让网络管理变得简单,不需要进行复杂的设置。

  IPv6还有其他优势,比如地址溯源能力得到增强,避免了IPv4时期动态IP技术和NAT技术带来的地址溯源困难。而且IPv6自带了IPSec协议选项,能端到端对报文加密,只有通信双方知道所传递的信息内容,其他人不知道。在IPv4时代也是这样做,但是需要增加专门的软硬件设备。

  引入MIPv6(移动IPv6),移动性支持好,提升了高速移动场景下的应用不中断能力,比如高铁、飞机等非常高速的场景下,应用可以不断,使得永远在线成为可能。

  IPv6包头格式简化,40字节包头固定,具备可选扩展项,预留了流标签的功能。也就是说,在IPv6阶段,应用自己可以告诉网络,自己是什么类型的应用、对网络有什么样的诉求,然后网络就可以作出相应的动作来进行处理。

  从技术作用来看,IPv6是下一代互联网的核心、物联网的基础。IPv6技术本身及其广阔的应用前景,都是未来创新的起点和平台。

  “起大早赶晚集”之后 中国加速IPv6规模部署

  从1998年CERNET(中国教育和科研计算机网)首次将IPv6引进国内算起,IPv6在中国出现已有20年时间。这也看出,我国在IPv6上的起步很早。但是从之后的情况来看,虽然起步早,但是我国IPv6发展并不尽如人意。

  来自APNIC(亚太互联网络信息中心)的数据显示,2017年以来,亚太地区IPv6发展非常快,IPv6接入能力从之前的6%大幅增加到20%。

  来自Google的信息则显示,截至2017年7月22日,IPv6的用户访问率达到了20.14%。按照Google的预计,到2019年全球范围内IPv6用户数量将超过50%。

  那么我国的IPv6发展情况如何呢?

  在今年7月份举行的中国互联网大会期间,中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨表示,到2017年底时我国IPv6用户占全国互联网用户的比例仅为0.3%,在全世界排名很低,远远落后于印度、越南这些发展中国家。邬贺铨介绍,印度现在使用IPv6地址的网民占比已经超过50%,美国IPv6用户占比也要到40%。

  为了推动我国IPv6水平快速提升,促进互联网演进升级和健康创新发展,去年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,计划用5到10年时间,形成下一代互联网自主技术体系和产业生态,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络,实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合应用,成为全球下一代互联网发展的重要主导力量。

  2018年是推进我国IPv6规模部署工作的开局之年,目前来看,已经形成了网络、应用和终端协同推进、齐头并进的良好发展局面。目前,我国的IPv6用户占比已经从去年底的0.3%提升至5%,而全年的目标是20%。

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