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30年过去了,为什么IPv6还不能完全取代IPv4?

发布日期:2021-02-18 19:46 浏览次数:

早在1990年,国际互联网工程任务组就开始规划下一代协议,以解决IPv4地址枯竭的问题,如果从那年算起,下一代协议的规划距今已经过去31年的时间,为什么IPv6还没有完全取代IPv4?要知道IPv4的历史也不过40多年而已。

全面推广使用IPv6,可不是喊喊口号而已。早在2017年,国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,鼓励和支持国内龙头互联网企业发布应用IPv6升级计划。但IPv6的普及,却远没有我们想象的那么快速。

主要原因有三点:

IPv6完全不兼容IPv4有可替代方案缺少升级动力不兼容是硬伤

IPv6协议的设计者认为,在2003年前后,随着IPv4地址的不断减少,IPv6会得到全面普及。然而直至2019年,最后一个IPv4正式枯竭时,IPv6仍然没有大规模被采纳。

其主要原因可以归结于兼容性问题。

我们知道,兼容有两种方式:向前兼容和向后兼容。

如果IPv6和IPv4是向前兼容,那么处理IPv4协议的硬件设备,可以不用更新就能处理IPv6数据。这样一来,硬件设备无需更新,成本大大降低。

另外一种是向后兼容,即使用IPv6的硬件设备,能同时处理IPv4的数据包。这种兼容方式,虽然要升级硬件设备,但至少IPv6协议的推进,也不会像现在那样复杂。

然后,IPv6的设计者,既没有考虑向前兼容,也没有考虑向后兼容,以至于只能通过双协议栈、隧道技术、NAT64来实现协议的过渡。IPv6的推进工作成本增加了不少。

工程师的想象力

虽然不兼容是硬伤,但如果真的有一天IPv4地址完全被用完,新的硬件设备也不得不使用IPv6地址。

然而,聪明的工程师们,充分发挥想象力,使用了一种名为“NAT”的技术,它能变相缓解IPv4枯竭带来的问题。

NAT(网络地址转换协议),是一种在IP数据包通过路由器时修改网络地址的技术。

但是NAT本身有局限性,很多服务都会受到限制。它也违反了主机之间应当直接对话的原则,也违反网络分层结构的设计原则,不利于互联网的发展。使用IPv6替代IPv4,才是正途。

利益从中作祟

IPv6协议的推进,一部分阻力来自运营商。IPv4地址由于具有稀缺性,并不免费,相反随着IPv4越来越少,它的价值变得越来越高。如果IPv6全面普及,势必会给运营商造成不小的损失。

当然还有另一方面,由于不兼容问题,运营商对老旧设备进行升级,以支持IPv6,这将是一笔很大的资金投入。而这笔资金投入,并没有产生额外的效益,运营商没有动力这么做。

IPv6势在必行

虽然历史的包袱,IPv6还背着,但比起之前,要起色不少。如今绝大部分新设备早已支持IPv6,像设备商、手机厂商、电脑厂商基于趋势考虑,也早已普遍支持IPv6。

我们全面普及推进IPv6,一方面是解决IPv4地址枯竭问题,也有出于网络安全和网络主权方面的考虑。

在IPv4时代,全球DNS根服务器一共13台,却无一台在中国,如果爆发战争,对方切断DNS服务,那么我们的互联网将出于半瘫痪状态。

而在IPv6时代,则完全不同。2017年我们已开始实施“雪人计划”,在全球完成25台IPv6 DNS服务器的架设。如果IPv6普及,那时我们将不再受制于人。

虽然IPv6推广进展缓慢,但不难预见,未来一定是IPv6的时代。到时可能就会像IPv6设计者所宣称的,可以为地球上每一粒沙子配上一个IP地址,那时互联网的发展,将超出所有人的相像。


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