IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”(互联网协议版本6)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)设计的、用于替代IPv4(互联网协议版本4)的下一代IP协议,其“地址数量”号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。
由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限,严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用,不仅能解决网络地址资源数量的问题,而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
一、 IPv4与IPv6
简单的说,IPv4 和 IPv6 都是 IP 地址的一种形式,IP 地址相当于互联网设备的地址,我们知道对方的地址后,就可以找到地方。
平常我们见到和使用的 IP 地址大多是这样的:121.42.200.12,这种被称为 IPv4地址,IPv4 使用32位(4字节)地址,因此只有 4,294,967,296 个,但随着联网设备的增加,这些地址显然是不够用的,所以需要新的协议和更多的地址。IPv6 便是这个新的协议。IPv6 的目的皆在解决 IPv4 枯竭的问题。
IPv6 大家可能有点陌生,但它在1998年就已经被定义出台,之所以很少见到是因为之前 IPv4 地址还不存在枯竭的情况,近几年 IPv6 才被大家提起。IPv6 的地址形式是 2408:8033:8f3e:86c0:49e7:50b7:ec4d:2bf6 这样的,很长,可以分配 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个,就算给全世界每粒沙子分配一个 IPv6 地址,都不一定用得完。
IPv6的优点不止是数量多,还有很多优点,不过运营商和用户很难感受到这个优势,导致目前IPv6普及率还比较低。
二、 IPv6相比于IPv4,具有哪些无可比拟的优势?
1、“洋量”的网络地址
目前分配给物联网设备的网络地址一般为IPv4地址,其地址是由4组8位二进制数字排列组合而成,总共有2的32次方个地址可用。虽然IPv4提供了“海量”地址,但随着物联网的高速增长,目前全球已有上百亿个物联网设备,却只有40多亿个网络地址。IPv6可以提供“洋量”的网络地址,数量远远大于IPv4,总共有2的128次方个地址可以使用。由于地址数量非常庞大,哪怕是一粒沙子,都可以有其IP地址。IPv6的采用也意味着信息社会进入了万物互联时代,所有的家具、电视、相机、手机、电脑、汽车……全部都可以纳入成为互联网的一部分,让物联网成为真实。
2、网络实名制可行
IPv6普及的另一个重要应用是网络实名制下的互联网身份认证。基于IPv4的网络之所以难以实现网络实名,一个重要原因就是因为IP资源不足,所以不同的人在不同时段共用一个IP,IP地址和上网用户无法一一对应。IPv6的出现,将从技术上一劳永逸地解决这个问题,由于IP资源将不再紧张,当运营商为用户办理入网申请时,可以直接为每个用户分配一个固定IP,实现真实用户和IP地址的一一对应。而当一个上网用户的IP固定以后,其上网行为或记录将在任何时间段内有据可查。
3、更快的内容获取速度
IPv6的地址分配一开始就遵循“聚类”原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度,也就使得通过IPv6连接并获取内容的速度要比IPv4更快。
4、实现IP层的安全
传统的网络安全机制只建立在应用层程序级,如E-mail加密、接入安全(HTTP和SSL)等,没有办法能够从IP层来保证互联网以及物联网的安全。而IPv6可以实现IP层的安全,用户能够对网络层的数据进行加密并且对IP报文进行校验,保证了分组的完整性与保密性。IPSec是过去为了解决IPv4的安全性问题所产生的IP地址安全协议,IPv6将IPSec纳入其架构中,让IPSec直接可以镶嵌在IPv6的封包中,这一特性可以加强物联网相关设备和数据的安全性,让用户信息的安全保障得以升级。
5、多宿主特性支撑5G应用
典型的IPv6设备可以有多个地址,并且一个终端可以同时建立多个宿主的功能,为移动边缘计算提供基于源地址的分流应用。实现移动边缘计算的切片和隔离都是通过多条链路进行的,由于多宿主特性,所以在切换的时候可以先建后断,降低了数据丢包影响,减少了切换时间,改进了用户的体验,在即将普及的5G时代,IPv6将会有更为广阔的应用。
此外,IPv6还有许多功能,例如新的技术或应用需要时,它可以允许协议进行扩充,使用新的选项来实现附加的功能;IPv6使用更好的头部格式,其选项与基本头部分开,如果需要,可将选项插入到基本头部与上层数据之间,简化和加速了路由选择过程。总之,IPv6具备着满足我们对未来物联网的各种要求的特性。虽然现在未能普及,但历史大潮必将不可逆转。
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