全球 IPv4 地址正式耗尽,中国IPv6新体系正在形成


全球 IPv4 地址正式耗尽,中国IPv6新体系正在形成

2019年11月26日,负责英国、欧洲、中东和部分中亚地区互联网资源分配的欧洲网络协调中心宣布,全球所有43亿个IPv4地址已全部分配完毕,这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP(网络服务提供商)和其他大型网络基础设施提供商。

IPv4 大家应该很熟悉了,就是我们平常所知道的 IP 地址,如:192.168.1.122

IPv4是互联网协议的第四版,最早在IETF于1981年9月发布的RFC 791中被描述,也是第一个被广泛使用,构成现今互联网技术基础的协议,是网络设备连入网络的唯一标识,被称为互联网上的“门牌号码”。

全球IPv4地址耗尽到底是怎么回事,全球IPv4地址耗尽后对我们有什么影响,IPv6又是什么?本文将问你解答清楚。


全球 IPv4 地址正式耗尽,中国IPv6新体系正在形成

ipv4

网际协议版本4(英语:InternetProtocolversion4IPv4),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,其后继版本为IPv6,直到2011年,IANAIPv4位址完全用尽时,IPv6仍处在部署的初期。

IPv4使用32位(4字节)地址,因此地址空间中只有4,294,967,296(2)个地址。不过,一些地址是为特殊用途所保留的,如专用网络(约1800万个地址)和多播地址(约2.7亿个地址),这减少了可在互联网上路由的地址数量。随着地址不断被分配给最终用户,IPv4地址枯竭问题也在随之产生。基于分类网络、无类别域间路由和网络地址转换的地址结构重构显著地减少了地址枯竭的速度。但在2011年2月3日,在最后5个地址块被分配给5个区域互联网注册管理机构之后,IANA的主要地址池已经用尽。

这些限制刺激了仍在开发早期的IPv6的部署,这也是唯一的长期解决方案。

ipv4地址格式

IPv4地址可被写作任何表示一个32位整数值的形式,但为了方便人类阅读和分析,它通常被写作点分十进制的形式,即四个字节被分开用十进制写出,中间用点分隔。

下表展示了几种不同的格式:


全球 IPv4 地址正式耗尽,中国IPv6新体系正在形成

ipv6

IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4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 。

互联网数字分配机构(IANA)在2016年已向国际互联网工程任务组(IETF)提出建议,要求新制定的国际互联网标准只支持IPv6,不再兼容IPv4。

ipv6地址格式

IPv6的地址长度为128位,是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用,采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。

一、冒分十六进制表示法
  格式为X:X:X:X:X:X:X:X,其中每个X表示地址中的16b,以十六进制表示,例如:
  ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
  这种表示法中,每个X的前导0是可以省略的,例如:


  2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A

二、0位压缩表示法
  在某些情况下,一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0,可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性,地址中”::”只能出现一次,例如:
  FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
  0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
  0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

三、内嵌IPv4地址表示法
  为了实现IPv4-IPv6互通,IPv4地址会嵌入IPv6地址中,此时地址常表示为:X:X:X:X:X:X:d.d.d.d,前96b采用冒分十六进制表示,而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示,例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子,注意在前96b中,压缩0位的方法依旧适用 。

额...到这可能有人就要说着ipv6地址是个什么鬼....太难记了吧,不得不说 IPv6 太复杂了,IPv4 已经很难记了,所以后面才有了 DNS ,有了域名来寻址,通过域名就能找到对应的 IP 服务器,因为域名要比 IP 要方便记、更形象化。

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中国在加紧部署IPv6应用

2018年6月,三大运营商联合阿里云宣布,将全面对外提供IPv6服务,并计划在2025年前助推中国互联网真正实现“IPv6 Only”。

2019年4月份,工信部还发布关于开展2019年IPv6网络就绪专项行动的通知。

到2019年末,武汉、西安、沈阳、南京、重庆、杭州、贵阳·贵安、福州8个互联网骨干直联点完成IPv6升级改造,支持互联网网间IPv6流量交换;2019年末主要目标为获得IPv6地址的LTE终端比例达到90%,获得IPv6地址的固定宽带终端比例达到40%;LTE网络IPv6活跃连接数达到8亿;完成全部13个互联网骨干直联点IPv6改造。鼓励典型行业、重点工业企业积极开展基于IPv6的工业互联网网络和应用改造试点示范,促进IPv6在工业互联网、物联网等新兴领域中融合应用创新。

通知还提到,华为、苹果、三星、中兴、小米、OPPO、VIVO、魅族、联想、一加、金立、TCL、海信等品牌新申请进网的相关移动终端出厂默认配置支持IPv4/IPv6双栈;终端生产企业应加快系统软件升级,推动存量移动终端支持IPv6。

截至2019年5月底,我国已分配IPv6地址用户数达12.07亿,其中LTE网络分配IPv6地址用户数为10.45亿,固定宽带接入网络分配IPv6地址的用户数为1.62亿。我国IPv6地址储备量已跃居全球第一位。


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