漫画 | IPv6让脚下的每一粒沙子都与众不同

我是茫茫沙海中一颗普普通通的沙子。

如果人类希望精准地找到我，

那铁定.......无门！

当然了，

估计暂时不会有人想做这种无聊的事情了。

但是以后的事情谁又说得准呢？

不过我也知道，

未来我们每一粒沙子都将有机会拥有一个地址，

就像人类能够具体到门牌号的地址一样，

是独一无二的。

有了这个地址，

我们也算得上是有身份的沙子了。

如果有人发出这样的疑问：

你们的地址也是XX省XX市······D栋一单元602吗？

那肯定不是！

我们的地址表示方法略独特，

是一串数字+字母的组合。

其实我们用的地址是大家常听说的IP地址，

它是IP协议里面的概念，

每一粒沙子想要在网络世界有身份，

就要拥有这么一个地址，

这点就很容易理解，

你们人类寄快递不也需要一个收件地址，

每个联网设备想要接受数据就必须拥有IP地址。

所谓的IP地址，它是指：

沙子没有被分配到IP地址，

可能有两方面的原因：

而IP地址有限这一点就得从IPv4说起了。

IPv4即网际协议版本4（InternetProtocolversion4），

可以将其理解为联网计算机的"第四代身份证"，

是互联网的核心，

也是迄今为止使用最为广泛的网际协议版本。

IPv4地址数量一共有2的32次方，

也就是大约42.9亿个，

为什么说是2的32次方？

因为IPv4的地址格式是

随着全球联网设备的爆炸式增长，

IPv4地址池开始枯竭，

根本无法满足互联网发展的需要。

人们迫切需要更高版本的IP协议，

更大数量的IP地址池。

这个听起来有点像固定电话号码升位。

时至今日，

这个场景相信很多人仍然历历在目！

直到去年某一天，

欧洲网络协调中心（RIPE NCC）发布了一封邮件，

正式宣告全球IPv4地址耗尽，

IPv4即将退出历史舞台，

这也意味着IPv6将正式接管这一使命，

继续完成伟大的联网使命。

而所谓IPv6，

顾名思义就是互联网协议第6版（InternetProtocolversion6），

它是IPv4的下一代版本，

其实它并不是一个新鲜事物，

早在上个世纪90年代就已经诞生了。

这又得说回IPv4了，

实际上早在2011年IANA IPv4地址就已经完全用尽了，

但是当时IPv6仍在初步部署时期，

难承此重担！

因此想出了缓解此冲突的方法，

比如网络服务提供商可以重用和回收未使用的IPv4地址；

也可以用网络地址转换（NAT）的方法，

在网络服务提供商路由器后私下使用相同的IP地址。

它就像在一个公网下接入了很多私网，

当与外界连接时，

大家就又披上了公网的"马甲"，

这样一来，

一个公网地址下可以提供给数十甚至数百个计算机使用。

这也是为什么直到去年RIPENCC才正式宣告的原因，

已经再也没有办法通过其他方式解决IPv4的资源问题了。

这也足以表明了IPv6稳步推进的重要性。

相比IPv4，

IPv6的地址池数量为2的128次方。

大概是这么多：

340282366920938463463374607431768211456个

这个数量值是怎么得来的呢？

还是它的地址位的长度决定的。

如果以二进制来写，

IPv6的地址是128位。

不过为了方便表达，

通常采用十六进制将其缩短成32位，

再将其分为8组，每组4位。

所以一个标准的、合法的IPv6地址长这样：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

值得注意的是，

IPv6的地址是可以简写的，

每项数字前导的0可以省略。

例如，红色的"0"就可以省略，变成：

甚至如果有一组或连续几组都是0，

那么可以简写成"::"：

除了地址数量之外，IPv6还有很多优点，如：

· 使用更小的路由表，因此路由器转发数据包的速度更快。

· 增加了增强的组播支持以及对流的控制，对多媒体应用很有利，对服务质量（QoS）控制也很有利。

· 加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

· 具有更高的安全性。用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大地增强了网络的安全性。

· 具有更好的扩容能力。如果新的技术或应用需要时，IPV6允许协议进行扩充。

· 具有更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，就简化和加速了路由选择过程，提高了效率。

写在最后

随着十多年的发展，IPv6已经被很多通信网络和终端设备厂商支持，取得了长足的进步。

IPv6可直接解决当前物联网承载数量问题，海量的物联网终端设备也将迎来新的"门牌"——基于IPv6协议的多地址性，从而实现专网连接。但IPv6并非没有"缺陷"：

· IPv6虽然是下一代互联网通信协议，但由于应用时间问题，IPv6协议的发展还是缺少具体的商业化应用，在未来一段时间内，IPv6依然会与IPv4共存；

· 由于IPv6和IPv4间的非对称性、过渡形式的多样性等问题，从IPv4过渡到IPv6的数据将面临着更为复杂的安全性问题；

· 由于IPv6和IPv4传输数据报的基本机制没有发生改变，IPv4网络中除IP层以外的其他四层中出现的攻击在IPv6网络中依然会存在；

· 由于缺乏大规模实践和深入的研究，IPv6实际安全防护能力如何还未明确。

在这一系列问题下，IPv6又将如何进行解决和修复，这将是物联网时代所必须解决的问题。