“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?
作者 | 中兴文档2022-06-15

近年,基于IPv6的下一代互联网技术创新体系“IPv6+”也引起了广泛关注。“IPv6+”是IPv6的升级,是面向5G和云时代的IP网络创新体系。“IPv6+”不仅包括了以SRv6、网络切片、随流检测、BIERv6和APN6等内容为代表的协议创新,以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新,还包括以5G承载和云网融合为重点应用场景的业务创新。

“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?

2017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》。

2019年4月,工业和信息化部为深入贯彻落实行动计划开展了专项行动。

2021年7月,工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室印发了《IPv6流量提升三年专项行动计划(2021-2023年)》。

不仅部署了行动计划,还连续安排专项行动,IPv6让国家如此重视,为啥呢?

“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?

想要弄清楚这个问题,需要先来了解下什么是IP。

什么是IPv6?

互联网协议IP(Internet Protocol)主要定义了在相互连接的网络中如何传递数据。网络中的每一个设备(如计算机),要想和其它设备相互通信传递数据,就都需要一个像门牌号码一样的标识——这个标识也就是我们熟悉的IP地址。

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目前被广泛使用的IP协议是IPv4(IP Version 4),网络设备使用的地址即为IPv4地址。

IPv4地址长度为32 bit,因此能提供的地址最多为2的32次方(约43亿)个地址。但是除去一些预留地址以及用于广播、测试、私有网络的专用地址外,实际可用地址是不足43亿的。

互联网发展了这么多年,IPv4地址一直被分配使用。2019年11月25日,负责英国、欧洲、中东和部分中亚地区互联网资源分配的欧洲网络协调中心(RIPE NCC)宣布,全球所有 43 亿个 IPv4 地址已全部分配完毕。

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随着万物互联的5G应用日趋成熟,网络的需求和功能正变得越来越复杂。

除了面临地址枯竭的问题,IPv4网络的缺点和局限也越来越明显。

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因此,不论是国家、行业还是个人,对IPv6(IP Version 6)都有着迫切的需求并支持推广:

  • 世界上主要的国家和经济体都在力争尽早完成IPv6网络的建设,争取网络的率先应用和技术领先(如开篇提到的行动计划和专项行动)。

  • 市场上大量移动终端、固定设备、应用网站及APP等均已支持IPv4和IPv6两种协议。

  • 智能家居的普及,家庭和个人拥有了众多智能设备,对这些设备的端到端管理,需要IPv6技术的支持。

IPv6的优势

IPv6技术出现的首要目的是解决地址短缺问题。IPv6地址长度为128 bit,能提供的最大地址数量为2的128次方,比IPv4地址多出2的96次方倍。这个数量已经大到无法想象,一个很形象的比喻是——IPv6几乎可以为地球上的每一粒沙子都分配一个地址。

与IPv4地址相比,128位的IPv6地址更长。为了便于记忆和使用,通常将IPv6地址写成8组,每组为4个十六进制数的格式,中间用冒号隔开,这就是冒分十六进制表示法。

例如一个合法的IPv6地址表示如下:

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IPv6地址不仅仅是带来了海量的地址资源,同时还对IPv4的“缺点”进行了全面的改进。

1 更小的路由表

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02 更灵活的报文头

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03 更简单的网络

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04 更好的移动性支持

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除了以上这些优点,IPv6还增强了安全性、自动地址配置、组播及流量控制等功能,以及对SDN/NFV应用提供了更多支持。

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IPv6的发展现状

对比IPv4,IPv6明显优秀得多。但是爱思考的朋友一定会产生这样的疑问——既然IPv6这么好,从协议提出到现在也发展了这么多年,为什么一直没有被大规模的应用呢?

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这是因为技术的更新换代从来都不是那么容易的事。一方面因为NAT(Network Address Translation)技术的应用,延缓了IPv4地址枯竭的速度。NAT通过地址转换可以使多个设备共享一个IP地址来访问互联网,节省了部分地址资源。

另一方面网络升级到IPv6的成本巨大。从IPv4到IPv6的升级,不仅仅是更改下地址那么简单,而是涉及到网络的方方面面。从个人终端到运营商网络,从各种应用软件到网站服务,都需要全面改造升级。

“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?

正因如此,从IPv4到IPv6的升级不是一次性完成的,而是需要逐步、分层次地推进。在过渡期间,为了保证IPv4与IPv6能够共存、互通,出现了一些过渡技术。

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双栈技术(Dual Stack)

当同时存在IPv4和IPv6网络时,通过具有双栈功能的设备,结合隧道和转换技术,实现IPv4网络和IPv6网络的互通,代表技术DS-Lite。

协议转换技术(NAT)

当IPv4网络节点或IPv6网络节点要和对方通信时,需要借助协议转换技术将IPv4和IPv6的报文进行转换后才可互通,代表技术NAT64。

隧道技术(Tunnel)

在IPv4向IPv6过渡的初期,IPv4网络已经大量部署,而IPv6网络只是散落在各地的“孤岛”,隧道技术使IPv6报文可以在IPv4网络中传输,实现IPv6网络间的孤岛互联。

代表技术:6PE、6VPE、GRE、6to4等。

IPv6的未来

尽管面临着许多困难,但IPv6技术强大完善的功能以及5G时代对网络性能的极大需求,都在推动着IPv4网络稳步地向IPv6网络演进。

随着5G网络的逐步建设,我们国家在物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴领域都迎来了快速的发展,那么既能够提供海量地址资源又能解决IPv4网络缺陷的高速、可靠、安全的IPv6网络无疑是最佳选择。

“IPv6+”的时代都来了,你还不知道什么是IPv6吗?

近年,基于IPv6的下一代互联网技术创新体系“IPv6+”也引起了广泛关注。“IPv6+”是IPv6的升级,是面向5G和云时代的IP网络创新体系。

IPv6+”不仅包括了以SRv6、网络切片、随流检测、BIERv6和APN6等内容为代表的协议创新,以网络分析、自动调优等网络智能化为代表的技术创新,还包括以5G承载和云网融合为重点应用场景的业务创新。

在北京冬奥会期间,IPv6+技术也是首次在大型赛事活动上进行了应用。

属于IPv6以及“IPv6+”的时代已经到来,你准备好了吗?!


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