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5分钟漫画!IPv6地址多到能给地球上每粒沙子发身份证?

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近年来,全球IPv6用户支持能力水平在稳步提升。根据谷歌官方统计平台的统计:2015年前IPV6的使用率不到5%,不过从2015年到2023年这8年时间内,IPV6的使用越来越多,到2024年2月,达到45%。

通过Pv6 访问 Google 的用户所占的百分比。

IPv6是互联网升级演进的必然趋势、网络技术创新的重要方向,也是网络强国建设的基础支撑,让我们一同探索IPv6的世界吧!

什么是IPV4?

首先带领大家回顾一下什么是IPV4。

IPv4又称互联网通信协议第四版,是网际协议开发过程中的第四个修订版本,也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4是互联网的核心,也是使用最广泛的网际协议版本。

IPv4使用32位地址,2019年11月26日,全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕,这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。

什么是IPV6?

IPv6(Internet Protocol Version 6)是网络层协议的第二代标准协议,也被称为IPng(IP Next Generation),它所在的网络层提供了无连接的数据传输服务。IPv6是IETF设计的一套规范,是IPv4的升级版本。它解决了目前IPv4存在的许多不足之处。

为什么选择IPv6?

IPv4协议是目前广泛部署的因特网协议。在因特网发展初期,IPv4以其协议简单、易于实现、互操作性好的优势而得到快速发展。但随着网络的迅猛发展,地址短缺问题的显现。
IPv6和IPv4之间最显著的区别就是IP地址长度从原来的32位升级为128位。IPv6以其简化的报文头格式、充足的地址空间、层次化的地址结构、灵活的扩展头、增强的邻居发现机制将在未来的市场竞争中充满活力。
IETF曾提出过IPv6、IPv7、IPv8、IPv9等四个草案,并希望其中的一种协议能够替代IPv4。经过充分的讨论,IETF最终选择IPv6并替代IPv4,而IPv7、IPv8、IPv9也就从此销声匿迹。

IPv6的演进

为什么没有IPv5?

1990年,IETF曾经提出过IPv5的草案,最初希望IPv5负责承载语音,视频等“流”业务与负责承载数据业务的IPv4共同在网络运行。但由于种种原因,这一草案并未广泛部署,也不会公开使用。

什么是IPv6地址?

IPv6地址由网络前缀和接口标识两个部分组成。网络前缀有n位,相当于IPv4地址中的网络ID;接口标识有(128-n)比特,相当于IPv4地址中的主机ID。

地址2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58的构成示意图

IPv6地址长度为128位,表示为”X:X:X:X:X:X:X:X”, 每个X代表4个十六进制值字符,以冒号分隔,一共被分为8组。为了书写方便,例如,IPv6地址:FC00:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B,还可以写为缩略形式:每组中的前导“0”都可以省略,可写为:FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130B。如果地址中包含连续两个或多个均为0的组,可以用双冒号“::”来代替,进一步简写为:FC00:0:130F::9C0:876A:130B。
但是,由于无法在短时间内将网络中的全部系统从IPv4升级到IPv6。最有效的过渡方案便是IPv6地址支持内嵌IPv4地址。原先的IPv4地址由32位二进制数值组成,但为了便于识别和记忆,采用了”点分十进制表示法”。表示为”d. d. d. d”,其中每一个d代表一个十进制整数, 以点分号分隔,一共有4个整数。现在,IPv4地址转变为了一种特殊形式的IPv6地址:”X:X:X:X:X:X:d.d.d.d” , 其中”X:X:X:X:X:X”的前80位设为0,后16位设为1,然后再跟IPv4地址。例如,IPv4地址是192.168.0.1,那么嵌入在IPv6协议中呈现的地址为 ::FFFF:192.168.0.1。

IPv4 vs IPv6

由于网络迅速发展,IPv4的设计不足也日益明显,IPv6相比IPv4提供了一些新特性和改善措施:

IPv4 vs IPv6

去年是我国IPv6流量提升行动计划的收官之年,同时也是开启我国加快推进IPv6技术演进和应用创新的重要时刻。未来,随着IPv6的广泛应用,我们将迎来更加高效、安全和创新的互联网时代。期待在IPv6的世界中,科技的蓬勃发展为我们带来更多可能性。

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