为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

admin 2023年10月13日21:13:09评论3 views字数 5646阅读18分49秒阅读模式

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

来源:网络技术联盟站 

你好,这里是网络技术联盟站。

随着全球互联网的爆炸性增长,我们不可避免地面临了一个紧迫的问题:IPv4地址不够用了。尽管IPv6作为其继任者提供了巨大的优势,但为什么IPv4仍然主导着互联网世界?本文将探讨IPv4地址不足的背景,分析IPv4和IPv6的特点,然后深入剖析IPv6未替代IPv4的原因。

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

目录:

  • 一、背景

  • 二、IPv4

    • 2.1 什么是IPv4?

    • 2.2 IPv4优缺点

    • 2.3 查询IPv4地址

  • 三、IPv6

    • 3.1 什么是IPv6?

    • 3.2 IPv6优缺点

  • 四、IPv4 与 IPv6:有什么区别?

  • 五、IPv6如何解决IPv4地址耗尽的问题?

  • 六、IPv6 会耗尽吗?

  • 七、为什么IPv6还没有完全取代IPv4?

一、背景

IPv4作为互联网通信的基础协议,使用32位地址,为互联网设备提供了约42亿个唯一IP地址。在其设计初期,这个数量似乎足够应对当时有限的互联网需求。然而,随着互联网的迅猛扩张,全球用户和设备数量的不断增加,IPv4地址资源的枯竭逐渐成为一个紧迫问题。

我们都知道,IPv4已经被用完了,但是你知道每个地区大概是什么时间用完的吗?

根据权威机构统计, 剩余 RIR 地址池消耗预测走势图如下:

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

什么是RIR Address?

RIR英文全称为Regional Internet Registry,区域互联网注册管理机构,RIR是全球互联网资源的分配和管理组织。这些资源包括IP地址(IPv4和IPv6)和自治系统号码(AS号码)。RIR负责将这些资源分配给各个地理区域内的互联网服务提供商、组织和企业。

RIR Address(RIR 地址)指的是由RIR分配的IP地址块。每个RIR负责特定地理区域内的IP地址分配,如亚洲、欧洲、北美等。这些IP地址块被分配给互联网服务提供商和其他组织,以确保互联网资源的合理分配和管理。

下面我们先简单的了解一下IPv4和IPv6。

二、IPv4

2.1 什么是IPv4?

IPv4,即互联网协议版本 4,是互联网通信的基础协议之一,它在20世纪80年代初就已经被开发出来。尽管后来出现了更现代的IPv6协议,IPv4仍然占据了全球互联网流量路由的主导地位。

IPv4地址是一个32位二进制数,通常以十进制表示。这32位二进制数形成了IPv4地址,从而提供了大约40亿个唯一的IP地址。这些地址用于标识互联网上的计算机、服务器、路由器和其他设备。

IPv4地址由四个十进制数字组成,每个数字的范围从0到255。这些数字之间用句号分隔。这四个数字组成的地址的形式是:X.X.X.X,其中每个X代表一个0到255之间的数字。这种四段分隔的格式使得IPv4地址易于理解和书写。

IPv4地址示例:

192.168.1.1
为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?
IPv4头

2.2 IPv4优缺点

IPv4的优点

  1. 简单:IPv4地址采用四段十进制数字,易于阅读和记忆。这种简单的格式使得IPv4地址更容易使用,特别适合人类记忆。

  2. 现有基础设施:大多数现有的互联网基础设施和网站使用IPv4。这意味着IPv4设备和IPv4网络构建已经非常成熟和广泛部署。

  3. 成熟的技术:IPv4是互联网通信的基础,经过多年的发展和改进,其技术和协议非常成熟。这确保了IPv4的可靠性和稳定性。

IPv4的缺点

  1. 资源有限:IPv4的最大问题是其地址资源的有限性。它提供的约40亿个地址在现代互联网中已经不足够支撑全球的设备和连接需求。

  2. 子网划分问题:IPv4的子网划分和地址分配方式有时不够灵活,这可能导致资源浪费或不足。这对于大型网络和组织来说可能是一个挑战。

2.3 查询IPv4地址

在Windows和Linux系统中,可以使用不同的命令来查询IPv4地址。

在Windows上查询IPv4地址

  1. 使用命令提示符

打开命令提示符(在开始菜单中搜索“cmd”或按Win + R键,输入“cmd”,然后按Enter键)。

在命令提示符窗口中,输入以下命令,并按Enter键:

ipconfig
为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

查找您的网络适配器(通常是以太网适配器或Wi-Fi适配器)的信息。在该信息中,找到"IPv4 地址",这是您的IPv4地址。

  1. 使用图形界面
  • 右键单击计算机的网络图标(通常在任务栏中)。
  • 选择“打开网络和Internet设置”或类似的选项。
  • 在新窗口中,选择“更改适配器选项”或“更改适配器设置”。
  • 右键单击您的网络连接(以太网或Wi-Fi),选择“状态”。
  • 在新窗口中,点击“详细信息”,然后您将看到IPv4地址。
为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

在Linux上查询IPv4地址

  1. 使用终端

打开终端(通常可以在应用程序菜单中找到,或者按Ctrl + Alt + T快捷键打开)。

在终端中,输入以下命令,并按Enter键:

ifconfig

查找您的网络适配器信息。通常,您会看到以太网适配器(例如eth0)或Wi-Fi适配器(例如wlan0)的信息。在该信息中,找到"Inet addr",后面的数字就是您的IPv4地址。

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?
  1. 使用图形界面

在某些Linux发行版中,可以在系统设置或网络设置中找到网络连接的详细信息,包括IPv4地址。

三、IPv6

3.1 什么是IPv6?

IPv6(Internet Protocol version 6)是互联网协议的最新版本,旨在解决IPv4的限制问题。IPv4是互联网通信的基础协议,它的主要问题在于地址资源的有限性,采用32位地址,提供了大约40亿个唯一的IP地址。由于全球互联网的迅猛发展,IPv4地址池迅速枯竭,这使得IPv6的发展成为必要。

IPv6采用了128位地址,相比之下,IPv4只有32位地址。这巨大的地址空间可以提供大约340十亿个不同的IP地址,这远远超过了IPv4。IPv6的地址空间几乎可以为地球上的每颗沙粒提供一个唯一的IP地址,从而解决了IPv4资源枯竭的问题。

IPv6最初被称为IPng,这代表了"下一代互联网协议"。这个名字强调了IPv6作为IPv4的继任者,旨在为未来的互联网连接提供支持。

IPv6的开发和标准化是由互联网工程特别工作组(Internet Engineering Task Force,IETF)进行的。这个工作组于1994年初成立,致力于设计和推动IPv6的发展。通过IETF的努力,IPv6成为了一个国际标准,广泛用于互联网连接。

IPv6地址示例:

2001:db8:3333:5555:CCCC:DDDD:EEEE:FFFF
为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?
IPv6头

3.2 IPv6优缺点

IPv6的优点

  1. 更多唯一地址:IPv6的128位地址提供了比IPv4多得多的地址空间,可以为每个设备分配一个唯一的IP地址。这解决了IPv4中地址枯竭的问题,使得支持大规模互联网连接成为可能。

  2. 新设备支持:IPv6是一种现代的协议,旨在适应新设备的连接需求。它更适合支持未来的物联网(IoT)设备和智能家居设备等新兴技术。

  3. 没有子网划分问题:IPv6引入了更灵活的地址分配方法,消除了IPv4中的子网划分问题。这使得网络管理更加简化,减少了资源浪费。

IPv6的缺点

  1. 较长的地址:IPv6地址比IPv4地址长得多,这可能使得地址难以记忆。IPv6地址通常以冒号分隔的八组四位十六进制数表示,例如:2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

  2. 尚未得到所有网站的支持:尽管IPv6得到了广泛的支持,但并不是所有网站和互联网服务都已经完全支持IPv6。这可能导致在IPv6-only网络上访问某些IPv4-only的内容时需要进行协议转换或代理。

  3. 可能存在系统问题:一些旧版操作系统和网络设备可能存在与IPv6的兼容性问题。尤其是在升级到IPv6时,可能需要额外的配置和测试,以确保一切正常运行。

四、IPv4 与 IPv6:有什么区别?

特点 IPv4 IPv6
基本性能 32位地址 128位地址
数据包大小 需要576字节,可选分段 需要1280字节,可选分段
配置性能 必须手动配置和安装 基本配置可选,功能取决于需求
网络性能 需要手动建立基本网络结构或使用DHCP 自动配置,减少基本网络结构的需求
碎片测试和性能 分段机制使用标准传输和转发路由 传输过程用于分片实现和改进
移动性能 基本网络拓扑,限制移动性和互操作性 提供嵌入式互操作性和移动性功能
安全性和性能 缺乏内部安全层,依赖于应用程序 内置Internet协议安全(IPSec),更安全
支持和性能升级 大型社区和文档库支持 最活跃的社区之一,广泛支持IPv6
路由性能 支持多种路由协议 缺乏特定路由协议支持,依赖静态路由
高级功能性能 NAT设备用于地址转换,增强端到端完整性 更多可用地址空间,实现直接寻址过程
速度 更大标头,但简化结构,更快的传输 直接连接,更快的传输,TCP级别验证
校验和 有校验和 没有校验和
组播支持
广播支持
DNS记录 指针 (PTR) 记录、IN-ADDR.ARPA DNS 域 指针 (PTR) 记录、IP6.ARPA DNS 域
本地子网组管理 互联网组管理协议 (IGMP) 组播侦听器发现 (MLD)
IP 转 MAC 解决方案 广播ARP 多播邻居请求

五、IPv6如何解决IPv4地址耗尽的问题?

IPv6采用了128位地址,相比IPv4的32位地址,拥有更广泛的地址空间。理论上,IPv6支持多达340亿亿亿亿个唯一地址,这个数字足够庞大,足以满足未来数十年内的设备增长需求。即便考虑到地址空间的某些部分保留供特殊用途,IPv6的可用地址数量仍然是庞大的。

另一个IPv6的亮点是其灵活的地址分配方法。网络运营商可以获得大型地址块,以满足其大规模部署的需求,而小型企业和家庭用户也可以获得足够的地址,以支持其未来的扩展计划。这种分配方法的灵活性确保了地址资源的合理分配和可持续性。

此外,IPv6引入了预留地址范围,以满足各种特殊需求。例如,有一种地址范围用于私有网络(ULA),另一种用于环回测试。这些预留地址范围使网络管理员能够更好地管理地址分配,同时确保了全球范围内的唯一性。

相较于IPv4,IPv6减少了对网络地址转换(NAT)的依赖。IPv6的地址空间足够大,不再需要频繁使用NAT来解决地址不足的问题,这有助于简化网络结构,提高网络性能。

IPv6的设计考虑了未来互联网的需求,包括支持物联网(IoT)和智能设备的不断增长。这意味着IPv6具备了未来的可扩展性,可以适应新兴技术的快速发展。

六、IPv6 会耗尽吗?

IPv6 地址不太可能耗尽。IPv6采用了128位地址,这相当于2的128次方,也就是340万亿亿亿亿个地址。这个数字几乎是地球上每个人都能拥有数百亿个地址的数量级。实际上,IPv6的地址空间如此之大,以至于难以想象会耗尽。

相比之下,IPv4的32位地址空间只能支持大约43亿个地址。由于互联网的爆炸性增长,IPv4的地址已经枯竭,这迫使引入了各种技术,如网络地址转换(NAT),以在有限的地址下支持更多设备。

IPv6的设计不仅仅是为了解决地址枯竭问题,还考虑了未来的互联网需求,包括大规模的物联网设备和智能城市。它提供了更多的地址以支持这些新兴应用。此外,IPv6还引入了一些新功能,如改进的网络性能、安全性和移动性,这些功能将为用户带来巨大好处。

七、为什么IPv6还没有完全取代IPv4?

我们先来看看论坛里这些大佬是怎么看的。

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

这位大佬的意思是“确保 IPv4 和 IPv6 网络之间的兼容性和互操作性是一项复杂的任务。虽然这两种协议可以共存,但确保它们之间的无缝通信可能具有挑战性。这种复杂性导致人们对 IPv6 的采用持谨慎态度。”

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

这位大佬来自于埃及,这段话翻译成中文就是:

在我的国家埃及,IPv6尚未完全取代IPv4,原因如下:

  1. 惯性和缺乏紧迫性:广泛使用的网络地址转换(NAT)有助于避免IPv4地址枯竭危机,减少了组织过渡到IPv6的直接激励。此外,一些企业如果仍能在IPv4下正常运作,可能不会看到升级系统的必要性。

  2. 互操作性:IPv4和IPv6都具有互操作性,它们可以共存于互联网上。这种互操作性进一步减少了对完全过渡到IPv6的紧迫性。

  3. 旧系统和基础设施:一些大型组织仍然严重依赖在IPv4上运行的旧系统,迁移到IPv6可能需要对其操作系统进行全面升级。这种采用的障碍可能会成本高昂且耗时。

  4. 缺乏强烈激励:缺乏强烈的激励因素,导致系统中涉及的各方未全面过渡到IPv6。例如,一些企业市场之所以不转向IPv6,是因为他们不认为它比IPv4有显著改进,而更多是为了减轻未来的风险。

  5. 市场多样性和IPv4的价格:移动和消费市场迅速接受了IPv6,但企业市场没有迅速转变,因为没有迫切需求。IPv4地址的价格也起到一定作用,因为组织可能选择继续使用IPv4,而不愿投资更昂贵的IPv6基础设施。

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

这位南非的网友表示“南非向 IPv6 的过渡极其缓慢。”

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

这位来自葡萄牙的网友表示:

葡萄牙约有13%的IPv6启用服务和40%的IPv6启用终端用户。因此,要等到我们拥有100%使用IPv6的服务还需要一些时间。我们仍然有很长的路要走。

对我来说,将IPv6替代IPv4的主要问题之一是涉及复杂的迁移过程。这需要互联网服务提供商(ISP)、网络管理员和内容提供商之间的协调,以确保顺利的过渡。这是一个重大挑战,但它是为了解决IPv4的限制并确保互联网的长期可持续性而必要的。这种协同的方法对于IPv6的顺畅共存和最终采用至关重要。

种种的说法,都表明一句话“IPv6很好,但是想要100%普及,需要时间”

对此,你是怎么看的?

还有一个问题,即使时间充足的情况下,IPv6可以完全取代IPv4吗?或者说IPv4真的一无是处了吗?

欢迎在评论区进行讨论这个话题!



往期推荐

最新整理的网络术语大全,强烈建议收藏!

全面剖析广域网技术PPP点对点协议,文末附常见面试题!

虚拟接口的奇妙世界:LoopBack、NULL、InLoopBack的不可思议之用

强力科普:什么是 Uptime TIER 数据中心等级认证体系?

传输层很牛逼的协议:QUIC,速度真的杠杠的!


为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?
为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?


原文始发于微信公众号(网络技术联盟站):为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?

  • 左青龙
  • 微信扫一扫
  • weinxin
  • 右白虎
  • 微信扫一扫
  • weinxin
admin
  • 本文由 发表于 2023年10月13日21:13:09
  • 转载请保留本文链接(CN-SEC中文网:感谢原作者辛苦付出):
                   为什么IPv6还没有完全100%取代IPv4?https://cn-sec.com/archives/2110129.html

发表评论

匿名网友 填写信息