伴随着IPv4地址的枯竭,人们离IPv6的距离不得不越来越近。然而,我们真的了解它吗?从IPv4过渡到IPv6,互联网将会发生哪些变化?而我们,又会付出怎样的代价?
2011年2月3日,全球IP地址的顶级管理部门——IANA (互联网编号分配机构)宣布,全球最后一批IPv4地址已经分配完毕。对互联网而言,这无疑是一个具有历史意义的时刻。因为存储互联网最重要资源——IP地址的“总库房”已经被搬空,我们将不得不加快与IPv6接轨的步伐。
作为解决IPv4地址枯竭问题的备选方案,IPv6已经准备了将近20年。对于IPv6,有人形容它足以为地球上的每一粒沙分配一个IP地址,也有人认为它是一个充满缺陷的解决方案,人们将为向IPv6的过渡付出巨大的代价。IPv6到底是一个什么样的解决方案,我们不妨来揭开它的面纱。
它有何不同
IP地址,就像是互联网中的计算机或者设备(节点)的门牌号。它是一串独一无二的数字标识,在互联网中,每一个节点都要依靠它彼此区分和相互联系。
IP地址所定义的长度,决定着一个IP地址方案所能提供的IP地址空间的大小。我们所熟悉的IPv4地址所定义的长度为32位。从理论上计算,IPv4所能提供的地址数量为232-1个(不将全0地址算在内)。而IPv6使用的是12位的地址长度,所以它的理论IP地址空间可达到2128-1个。单从数字上来, IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×1028倍。如果按照全球70亿人口来计算,人均可分配到1800多个IPv6地址。
在IPv4时代,由于IP地址的数量有限,可以直接连入互联网的计算机或设备的数量也是有限的。伴随互联网应用的蓬勃发展,这种限制开始成为互联网各节点间平等通信的最大障碍,特别是对除计算机之外的其他设备的接入。而IPv6几乎无限的地址数量,无疑为互联网高效的通信扫清了障碍,特别是对移动互联网的发展来说,用IPv6替代IPv4更是意义重大。
它的价值
与IPv4相比,IPv6的价值并不仅仅是具有几乎无限的地址空间。它在安全性、QoS(服务质量)控制、地址资源管理的合理性方面均有较大幅度的改进。
首先,IPv6的地址分配机制遵循了聚类原则,这种优势使路由器在路由表中仅用一条记录就可以表示一片子网,大幅缩短了路由表的长度,这一特色可以提升路由器转发数据包的速度。
其次,IPV6还增强了对组播及流控制的支持。它使网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为QoS控制提供了良好的网络平台。由于IP协议本身是无连接协议,在IPv4中同一个业务流的前后两个数据包,可能会通过不同的路径到达目的地址。这样一来,每一个数据包都需要独立处理,会增加处理时间。对于视频广播或点播来说,这种延时的增加和不确定性会造成业务质量的严重下降。但在IPv6中,同一个业务流的所有数据包都采用相同的流标签,当路由器检测到相同的标签时,就不会再为每一个数据包重新选择路由,而是用相同的路径转发,这样就会大大提高数据包转发的效率,降低端到端的延时,提高QoS。
再次,IPv6 的一个重要目标是支持节点即插即用。它可以支持将节点插入 IPv6 网络并且不需要任何人为干预,即可为该节点自动配置IP地址。这种变化可以让网络,尤其是局域网的管理更加方便、快捷.。
另外,IPv6还解决了一些安全问题,并提高了网络的安全系数。和IPv4相比,IPv6提供了更多的安全策略,用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验。
除此之外,IPv6网络的一些先天优势也带来了很多好处。比如在网络安全方面,病毒和互联网蠕虫等让人头疼的网络攻击的传播方式,在IPv6的网络中将不再适用,因为IPv6的地址空间巨大,如果这些病毒或者蠕虫想通过扫描地址段的方式寻找其他主机的可乘之机,将犹如大海捞针。在IPv6网络中,追溯攻击的源头也要比在IPv4中更容易。IPv6还能使移动设备接入互联网变得更为便捷。移动设备与互联网的连接必须要能够随意更改位置,但仍维持现有连接。而实现这样的功能,实际比传统话务网的连接要求还要高。因为它需要运营商能够给移动节点分配一个本地地址后,让该设备通过此IP地址访问互联网。在该移动节点位于本地时,它会连接到本地链路并使用其本地地址,但在移动节点远离本地时,则需要通过本地代理(通常是路由器)在该移动节点和正在与其进行通信的节点之间传递消息。这意味着,移动设备对IP地址资源的占用很可能是永久性的,同一个IP地址不会被重复分配给不同的移动设备,移动互联网必然需要数量庞大且难以枯竭的IP地址来支撑,这正是IPv6的强项。
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