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如今，全球互聯(lián)網(wǎng)都在發(fā)生翻天覆地的變化，在我國(guó)，網(wǎng)絡(luò)正在快速向IPv6升級(jí)中——2023年2月，我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IPv6流量首次超過(guò)IPv4，這意味著我國(guó)信息基礎(chǔ)設(shè)施IPv6服務(wù)能力已基本具備。

事實(shí)上，IPv6不是一個(gè)神秘莫測(cè)的互聯(lián)網(wǎng)“黑詞”，它早已進(jìn)入我們?nèi)粘５木W(wǎng)絡(luò)生活中，那么，到底什么是IPv6？它和我們的工作生活又有什么關(guān)系呢？今天就為大家揭秘從通信圈到互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都在熱議的IPv6到底是個(gè)啥？

01、IPv6是什么？

眾所周知，互聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)就是大名鼎鼎的IP協(xié)議（Internet Protocol，網(wǎng)際互連協(xié)議）。作為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)協(xié)議，沒(méi)有IP協(xié)議以及基于它的IP地址，我們就沒(méi)法線上刷劇、“吃雞”、聊天。換句話說(shuō)，我們只要上網(wǎng)就必須遵守IP協(xié)議，就像開(kāi)車必須遵守交通法規(guī)一樣。

我們也可以把互聯(lián)網(wǎng)看成一套“快遞系統(tǒng)”，IP地址就是快遞地址，而IP協(xié)議就是快遞公司的“工作流程和制度”。我們?nèi)粘鬟f的信息，如文字、圖片、音頻、視頻等都需要被打包成“快遞”，通過(guò)IP協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)往正確的“目的地”，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

互聯(lián)網(wǎng)誕生后， IPv4（互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版）版本的 IP 協(xié)議作為第一代“快遞系統(tǒng)” 被長(zhǎng)期使用。但隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，新一代的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議IPv6終于閃亮登場(chǎng)！作為互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第六版（Internet Protocol Version 6），IPv6進(jìn)行了一些技術(shù)上的改進(jìn)升級(jí)，不僅解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量匱乏、多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)障礙的問(wèn)題，還具有更高的安全性。有人曾形象地比喻：“IPv6 可以讓地球上每一粒沙子都擁有一個(gè)IP地址。”

說(shuō)到這里，就不得不提到一個(gè)重要的問(wèn)題，我們?yōu)槭裁葱枰?jí)IPv4呢？

02、IPv4地址枯竭?

理論上來(lái)說(shuō)，在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，我們身邊的一切物體都能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，IP地址可以讓每一個(gè)網(wǎng)站、終端和連接設(shè)備彼此區(qū)分、相互聯(lián)系，是一種重要的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源。

目前廣泛使用的IPv4地址由32位的二進(jìn)制代碼構(gòu)成，理論上可以提供的IP地址總量是2的32次方，也就是近43億個(gè)。放眼全球，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，每個(gè)人手中需要聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備并非只有一個(gè)，而是可能有手機(jī)、平板電腦等多個(gè)電子設(shè)備需要連接互聯(lián)網(wǎng)。如果每個(gè)終端都需要占用一個(gè)IP地址，IPv4所能提供的地址數(shù)量就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

事實(shí)上，43億個(gè)IPv4地址早在2019年11月26日就已經(jīng)被分配完畢，其資源趨于枯竭。而IPv4還沒(méi)有退出歷史舞臺(tái)，是由于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）等補(bǔ)丁技術(shù)的使用，延緩了IPv4地址用盡的進(jìn)程。

公網(wǎng)IP地址和私網(wǎng)IP地址的轉(zhuǎn)換

我們可以這樣理解：IPv4快遞系統(tǒng)中的郵箱地址不夠，快遞員只能將快遞送到小區(qū)門口或建筑樓下，并不能直達(dá)每一個(gè)住戶家里，需要由門衛(wèi)二次派送給用戶。

比如我們?cè)谵k公樓或?qū)W校上網(wǎng)時(shí)，電腦中有一個(gè)類似于“192.168.0.1”的IP地址，這其實(shí)是小區(qū)每個(gè)住戶的快遞地址，而它們的進(jìn)出口是同一個(gè)公網(wǎng)IP地址，也就是小區(qū)的地址，這種分發(fā)機(jī)制往往會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的處理效率。

隨著5G、云和物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，人與人的通信將進(jìn)一步延伸到人與物、物與物的聯(lián)接，網(wǎng)絡(luò)需要支持的節(jié)點(diǎn)和聯(lián)接數(shù)量擴(kuò)大到了前所未有的規(guī)模，原有的IPv4已不能滿足萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，IPv6發(fā)展才終于進(jìn)入快車道。

03、IPv6有何優(yōu)勢(shì)？

簡(jiǎn)單來(lái)講，IPv6是為解決IPv4地址枯竭而制定的。相較IPv4，IPv6能夠提供更多海量的網(wǎng)絡(luò)地址資源和更廣闊的創(chuàng)新空間，主要有如下優(yōu)勢(shì)：

海量IP地址資源 

IPv6的地址長(zhǎng)度達(dá)到了128位，理論上可以提供“2的128次方”個(gè)IP地址，足夠在未來(lái)許多年內(nèi)連接大量的設(shè)備，這也解釋了IPv6為什么可以給每一粒沙子都標(biāo)上編號(hào)。

更好的移動(dòng)性

因?yàn)镮Pv6引入了自動(dòng)配置（auto-configuration）功能，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備就可以通過(guò)自身獲取IPv6地址，減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理員的依賴，提高了設(shè)備的可部署性和可管理性。用戶在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以在不同設(shè)備之間靈活切換，不必?fù)?dān)心網(wǎng)絡(luò)連接的中斷問(wèn)題，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

更高的安全性

IPv6引入了諸多安全特性，如IPSec（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全）模塊，這是一種能夠在網(wǎng)絡(luò)層提供更高級(jí)的加密和認(rèn)證的安全協(xié)議，提供了端到端的安全通信機(jī)制，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全性，將有效保護(hù)用戶的信息和隱私。

知識(shí)點(diǎn)

IPv6+在IPv6基礎(chǔ)上增加智能識(shí)別和控制。這就相當(dāng)于對(duì)傳統(tǒng)快遞包裝進(jìn)行升級(jí)和改造，在包裝上貼更多“貨物”標(biāo)簽類別屬性標(biāo)識(shí)以識(shí)別分類，從而提供不同的傳遞服務(wù)。

04、IPv6的前世今生

事實(shí)上，IPv6并不是近幾年才被研究出來(lái)，其發(fā)展歷程最早可以追溯到20世紀(jì)90年代初。

互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（Internet Engineering Task Force, 簡(jiǎn)稱IETF）成立了一個(gè)專門負(fù)責(zé)研究推進(jìn)下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的特別工作組。1994年，該工作組在IETF會(huì)議中正式提出IPv6發(fā)展計(jì)劃。

1998年，IPv6的第一個(gè)正式規(guī)范發(fā)布。但由于IPv4和IPv6地址格式不相同，所以很長(zhǎng)一段時(shí)間里，互聯(lián)網(wǎng)保持著IPv4和IPv6共存的局面，對(duì)于僅有IPv4地址或僅有IPv6地址的端系統(tǒng)，兩者是無(wú)法直接通信的，只能依靠中間網(wǎng)關(guān)或者使用其他過(guò)渡機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信。

2003年1月22日，IETF發(fā)布了IPv6測(cè)試性網(wǎng)絡(luò)，即6bone網(wǎng)絡(luò)。該工程目的是測(cè)試如何將IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)遷移。

從2011年開(kāi)始，個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)基本都開(kāi)始支持高質(zhì)量IPv6配置產(chǎn)品。例如，Microsoft Windows從Windows 2000起就已經(jīng)開(kāi)始支持IPv6。

2012年6月6日，Google、Facebook和Yahoo等網(wǎng)站于當(dāng)天全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0點(diǎn)（北京時(shí)間8點(diǎn)整）開(kāi)始永久性支持IPv6訪問(wèn)，全球IPv6網(wǎng)絡(luò)正式啟動(dòng)。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)也將這一天定為了世界IPv6啟動(dòng)紀(jì)念日。

2016年IETF提出建議，要求新制定的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，只支持IPv6，不再兼容IPv4網(wǎng)絡(luò)。但由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都采用的IPv4協(xié)議，很難在短時(shí)間內(nèi)完成從IPv4到IPv6協(xié)議的替換，因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，IPv6推進(jìn)比較緩慢。

05、我國(guó)IPv6的發(fā)展

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，引發(fā)對(duì)IP地址的巨大需求，IPv6步入快車道。

由于IPv4協(xié)議年代根服務(wù)器都部署在國(guó)外，我國(guó)一直面臨著“卡脖子”的尷尬局面。在IPv6正式在全球啟用后，我國(guó)積極鼓勵(lì)I(lǐng)Pv6網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模化部署，在政策引領(lǐng)和各行業(yè)合力推動(dòng)下，IPv6發(fā)展取得了積極成效，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全面就緒，應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提升。

早在2003年，中國(guó)政府就啟動(dòng)了中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI，并于2006年開(kāi)展了現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。2008年，我國(guó)建成當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的純IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)，并取得了一些領(lǐng)先技術(shù)和應(yīng)用成果。

2017年，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》，明確提出了推進(jìn)IPv6發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù)。該計(jì)劃的發(fā)布，為我國(guó)IPv6的發(fā)展提供了重要的政策支持。

我國(guó)在IPv6的核心技術(shù)研發(fā)方面取得了一些突破，如根服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。同時(shí)，我國(guó)也在推進(jìn)IPv6在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等領(lǐng)域的應(yīng)用，以推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級(jí)。從2003年啟動(dòng)中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程至今，我國(guó)IPv6活躍用戶數(shù)達(dá)到7.63億。我國(guó)用20年時(shí)間，讓IPv6實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。

時(shí)代浪潮澎湃，激蕩萬(wàn)千氣象。

隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，萬(wàn)物互聯(lián)已成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，IPv6規(guī)模部署和應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向，更是加快數(shù)字中國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的關(guān)鍵支撐。通過(guò)IPv6的部署和應(yīng)用，我國(guó)在下一代互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步增強(qiáng)。對(duì)于我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)，IPv6能提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、更安全的數(shù)據(jù)傳輸方式和更好的隱私保護(hù)，讓我們更加便捷地訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)和享受信息服務(wù)。

IPv6，未來(lái)可期。它注定將為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展注入新的活力，推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展。讓我們共同期待IPv6帶來(lái)的無(wú)限可能！

參考資料：

1. 澎湃政務(wù)：南京發(fā)布《一起聊聊IPv6那些事！》；

2. 中國(guó)信息雜志社：《讓地球上每一粒沙子都有IP地址 IPv6主導(dǎo)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來(lái)了？》；

3. 上觀號(hào)微信公眾號(hào)：《關(guān)于IPv6，你了解多少？看完這篇就明白了！》，作者：上海金山；

4. IT之家：《我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) IPv6 流量首次突破 50%，超越 IPv4 流量》，作者：汪淼責(zé)編：汪淼；

5. 人民郵電報(bào)：《全球IPv6支持度大幅提升 前10000網(wǎng)站IPv6支持率首次超過(guò)50%》；

6. 網(wǎng)信天津：《深化行業(yè)融合應(yīng)用賦能 “IPv6+”發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈贰?/span>