带你读《互联网协议第六版 (IPv 6)》第一章概述1.2IPv6 出现的必然性-阿里云开发者社区

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带你读《互联网协议第六版 (IPv 6)》第一章概述1.2IPv6 出现的必然性

简介: 《互联网协议第六版 (IPv 6)》第一章概述1.2IPv6 出现的必然性
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1.2   IPv6出现的必然性 

 

首先,IP地址代表了一种有限的资源,因此 IPv6出现的根本原因是 IPv4地址资源的枯竭。在 IPv4中,32位的地址结构大约提供了43亿个地址,其中有 12%D类和 E类地址不能作为全球唯一的单播地址被分配使用,还有 2%是不能使用的特殊地址。截至 2007年 4月,整个 IPv4地址空间还剩余 18%没有被 IANA所分配;到 2009年 11月,只剩余 6%没有被分配;2012年顶级 IPv4地址耗尽;2019年 11月 25日欧洲网络信息中心从可用池进行最后的/22IPv4分配,表示区域性 IPv4地址库存也已耗尽,全球约 43亿个 IP地址都已分配完毕,意味着没有更多的 IPv4地址可分配给互联网服务提供商和其他大型网络基础设施提供商。


在早期的IPv4的制定过程中,由于未充分考虑网络中主机数量的规模增长,导  致了本身存在网络地址资源浪费的问题。采用ABC这 3类编码方式后,虽然从管理上获取了一定的便利,但是无形中造成了上千万地址的浪费,特别是B   类地址,对于大多数机构来说,一个 B类网络可供标识地址为65534个,太大了,然后当机构内主机数量大于 254的时候,采用一个 C类地址(254个地址)无法满足需求,采用多个 C类地址又会因为路由选择表的增加导致网络整体性能下降,在这种情况下,依旧选择 B类地址就会浪费大约 6万个地址。同时,在国际上IPv4地址分配及使用极不均衡,美国的一些大学和公司占用了大量的 IP地址,例如,MITIBM AT&T 分别占用了 1600 多万个、1700 多万个和 1900多万个 IP 地址。总体上, 美国以不足世界人口总数的5%,掌握了全球总数 40%的地址资源,其中很大一部 分被闲置了。但是中国、日本及欧洲很多互联网发展迅速的国家,由于分配的IP地 址有限,导致互联网地址的耗尽和路由表的暴涨。


虽然目前的IPv4地址已经耗尽,但全球接入互联网的人口只占 14%左右,随着社会的发展和人口数量的增加,会有更多的人需要通过配置IP地址接入互联网。另外,早期占用互联网地址的主要设备基本是国家或者科技企业的大型机构,后来 转变为 PC,自从 2007年苹果公司推出 iPhone手机后,智能手机和移动互联网技术开始了突飞猛进的发展,对地址的需求也从平均一家一台电脑,到一人一部手机, 再到一人多部手机、平板电脑等都需要配置 IP地址。近年来,随着物联网技术逐渐成熟,在社会公众服务、工业制造领域也开始向信息化和互联网化发展,各类智慧 城市、数字政府、工业互联网等信息化建设也都是在此背景下推出的。因此,对   IP地址的需求开始从传统的以人为单位计量转变为以物为单位计量,例如,公共场所 的摄像头,自动贩卖机,共享单车,带有联网功能的电视、空调、微波炉等智能家居, 制造企业的机械化装备,车间厂房的各类温度、湿度、粉尘传感器等。此外,企业 在商务贸易中的全球化业务扩张带来的网络设备增多,虚拟化技术中单个物理系统 需要通过配置多个 IP地址实现多虚拟系统的功能等。IPv4显然已经无法满足这些 需求。


正是因为上述多种因素,IETF设计了 IPv6用于代替 IPv4作为下一代互联网协议。其最主要的特点就是地址空间几乎无限。IPv6的地址长度为 128bit,在 IPv4地址空间的基础上增大了 296,可以很好地解决 IPv4地址不足的问题。目前各国都处于 IPv4向 IPv6过渡的阶段。

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