互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之路IPv6

時(shí)間:2022-07-03 08:25:44

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互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之路IPv6

近年來(lái),關(guān)于IPv4地址行將枯竭的警鐘已經(jīng)多次敲響,同時(shí)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求正與3G通信技術(shù)一起成為未來(lái)IP地址的需求大戶,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展,加之三網(wǎng)融合等相關(guān)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步推進(jìn),人類對(duì)于IP地址的需求將成倍增長(zhǎng)。隨著應(yīng)用需求的日益迫近,已經(jīng)發(fā)展了30多年的IPv4,其理論上43億的IP地址將在近兩年內(nèi)徹底告急,IPv6攜其近乎于無(wú)限量的IP地址空間優(yōu)勢(shì),正日益得到全球各國(guó)的關(guān)注,2012年也成為中國(guó)關(guān)注和發(fā)展IPv6的一個(gè)新紀(jì)元,IPv6將是未來(lái)新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必由之路?;ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的IPv4與ipv6IPv4在30多年的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用,從技術(shù)與容量層面正走向發(fā)展的盡頭。

IPv4(InternetProtocolversion4),是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol,IP)的第四版,也是第一個(gè)被廣泛使用,構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議。IPv4可以運(yùn)行在各種各樣的底層網(wǎng)絡(luò)上,比如端對(duì)端的串行數(shù)據(jù)鏈路(PPP協(xié)議和SLIP協(xié)議)、衛(wèi)星鏈路等。瑟夫在二十世紀(jì)70年代創(chuàng)立了名為IPv4的32位地址,地址總?cè)萘?3億個(gè)IP地址。1981年RFC791標(biāo)準(zhǔn),IPv4正式進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的歷史進(jìn)程。2000年以后,全球互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,IPv4的IP地址開(kāi)始了加速的消耗過(guò)程,這一歷史進(jìn)程中,互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量與產(chǎn)業(yè)規(guī)模同時(shí)出現(xiàn)快速上升,而可供分配的IPv4地址數(shù)量也在急劇下降,2011年2月,隨著最后一批IP地址的分配完成,IPv4的IP地址已經(jīng)全部分配完。IPv6(InternetProtocolversion6)的出現(xiàn)是歷史的必然,也是NGN發(fā)展工作的重心。早在1990年,就有專家指出,IPv4地址將要枯竭,而下一代互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議技術(shù)開(kāi)始提上議事日程。下一代互聯(lián)網(wǎng)是業(yè)界為了解決目前互聯(lián)網(wǎng)的地址瓶頸、質(zhì)量和安全等問(wèn)題而提出的未來(lái)發(fā)展的總體設(shè)想,盡管IPv6并不能概括下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部,多年的發(fā)展過(guò)程中,已經(jīng)形成了一個(gè)完整成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,而業(yè)界一般泛指的下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容即指IPv6。因而,從這種意義上講,下一代互聯(lián)網(wǎng)的工作重心其實(shí)就是要平穩(wěn)有效地向IPv6過(guò)渡,在這一進(jìn)程中,要盡可能地提升網(wǎng)絡(luò)可用、可控、可管、可擴(kuò)、可信、安全服務(wù)等方面的能力。IPv4地址面臨枯竭IPv4地址數(shù)量有限,而且在全球的發(fā)展及其分布很不均勻。貝葉思咨詢?cè)谙盗袑n}報(bào)告《全球及中國(guó)域名系統(tǒng)市場(chǎng)研究報(bào)告》中跟蹤了域名工具(DomainTools)的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)表明,截至2012年3月底,全球246個(gè)國(guó)家與地區(qū)分配的IP地址數(shù)量為34.85億,距離理論上近43億的IP地址數(shù)量已經(jīng)消耗殆盡,而且考慮到其在全球分布的不均衡性,IP地址枯竭的現(xiàn)象體現(xiàn)更為突出。全球IPv4地址在一些主要國(guó)家與地區(qū)的分布情況如下表所示。盡管中國(guó)擁有的IP地址數(shù)量排在美國(guó)之后居第二位,但是僅從互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民數(shù)量來(lái)看,中國(guó)擁有全球四分之一的互聯(lián)網(wǎng)用戶,卻僅占有9.4%的IP地址數(shù)量,可見(jiàn)中國(guó)IP地址資源更為緊缺。IPv4地址2011年全部分配完,地址資源庫(kù)枯竭。2011年2月3日,國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)名稱和編號(hào)分配公司(ICANN)公布:最后一批IPv4地址當(dāng)天分配已經(jīng)完畢,IP地址總庫(kù)已經(jīng)枯竭。IANA將最后5個(gè)A分配給五大區(qū)域地址分配機(jī)構(gòu)(RIR),標(biāo)志著全球IPv4地址總庫(kù)完全耗盡,IPv4地址資源時(shí)代已經(jīng)結(jié)束。2011年4月,亞太互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(APNIC)宣布亞太地區(qū)IPv4地址也已經(jīng)分配完畢,最后1個(gè)A只用于IPv6過(guò)渡。

IPv4技術(shù)本身存在浪費(fèi)資源與分配不均等問(wèn)題導(dǎo)致其地址資源更為緊缺。專家指出,從IPv4的技術(shù)本身來(lái)看,在采用A、B、C三類編址方式后,雖然方便了IP地址的管理,但卻浪費(fèi)了上千萬(wàn)的地址,特別是B類地址。而且全球各國(guó)IPv4地址分布存在著極為不均的情況,比如美國(guó)一些大學(xué)和公司占用了大量的IP地址,造了明顯的閑置。國(guó)際電信聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)趙厚麟曾經(jīng)表示,美國(guó)人口只有3億,但掌握的IP地址接近全球總數(shù)的40%,其中,大部分一直閑置。本來(lái)已經(jīng)總體緊張的IPv4地址,在區(qū)域配置極不均衡的情況下,更顯緊缺。

同時(shí),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等對(duì)于IP地址的需求正如饑似渴。近幾年隨著全球移動(dòng)通信由2G向3G的逐漸過(guò)渡,使得移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新型移動(dòng)應(yīng)用具備了在多方支持下大力發(fā)展的基礎(chǔ),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)正加速啟動(dòng),從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民的數(shù)據(jù)量來(lái)看,其增長(zhǎng)勢(shì)頭更是遠(yuǎn)勝過(guò)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng),在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)寬帶化拓展的同時(shí),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于IP地址的需求將日益釋放出來(lái),將提出數(shù)十億的IP地址的潛在需求。物聯(lián)網(wǎng)作為近幾年快速啟動(dòng)和發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到了全球各國(guó)與地區(qū)的重視與發(fā)展,考慮到云計(jì)算的支撐,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)于IP地址的需求將加倍增長(zhǎng)。以我國(guó)為例,目前我國(guó)分配的IPv4地址數(shù)量不足3.3億個(gè),CNNIC的數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)2011年底已經(jīng)有5.13億網(wǎng)民,手機(jī)網(wǎng)民達(dá)3.56億,網(wǎng)民數(shù)量正加速增長(zhǎng)。而如果按照未來(lái)5年發(fā)展100億物聯(lián)網(wǎng)用戶、5億固定寬帶、10億移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶來(lái)計(jì)算,CATR(工業(yè)和信息化部電信研究院)估算,未來(lái)5年我國(guó)IP地址需求量將為345億。這個(gè)數(shù)字就已經(jīng)是現(xiàn)有分配的IPv4地址數(shù)量的100倍以上,缺口之大可以想象。在IP地址枯竭的情況下,如果沒(méi)有足夠的IP地址,將意味著未來(lái)人們將不得不更多地共享IP地址,網(wǎng)絡(luò)連接的速度也將受到限制,同時(shí)費(fèi)用有可能升,網(wǎng)絡(luò)安全與服務(wù)質(zhì)量面臨下降。因而,解決IPv4地址枯竭的問(wèn)題已經(jīng)成為擺在全球各國(guó)面前的迫切要求,尤其對(duì)于IP地址本身就緊缺的中國(guó)而言,這一要求就更加迫切。IPv6作為技術(shù)種子之一,將會(huì)促進(jìn)全球互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。對(duì)于缺少IP地址的中國(guó)來(lái)說(shuō),尤其如此。全球IPV6發(fā)展正日益加速與IPv4相比,IPv6最重要的一點(diǎn)在于解決了IP地址有限的數(shù)量問(wèn)題,由于地址長(zhǎng)度擴(kuò)展為128位地址,足已滿足任何可預(yù)計(jì)的地址空間分配(IPv4理論上能夠提供的上限是近43億個(gè),而IPv6理論上地址空間的上限是43億×43億×43億×43億)。

整體來(lái)看,IPv6的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在多個(gè)方面,其中至少表現(xiàn)在以下幾個(gè)主要方面:報(bào)文格式的改變-地址長(zhǎng)度由原來(lái)的32位增加為現(xiàn)在的128位,解決了地址空間匱乏的危機(jī)IPv6地址的自動(dòng)配置-完成了“即插即用”功能,減少了網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性提供了對(duì)移動(dòng)性的更好支持,處理效率大大提升提供了對(duì)IPsec的更好支持,支持端到端的安全性層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了路由效率等優(yōu)勢(shì)正是由于IPv6的優(yōu)勢(shì)特征,近年來(lái)在全球主要國(guó)家與地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。截至目前,世界主要國(guó)家已經(jīng)推出了IPv6發(fā)展的路線圖與時(shí)間表。尤其在IPv4地址更緊缺的亞洲和歐洲對(duì)IPv6更是大力推動(dòng),IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程有明顯的加快,具有IPv6技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端,以及相關(guān)的硬件平臺(tái)的推出也加快了步伐,基于IPv6的業(yè)務(wù)應(yīng)用也開(kāi)始得到大力推進(jìn)。截至2011年底,全球IPv6支持資源數(shù)量開(kāi)始加速增長(zhǎng)。

從2011年開(kāi)始,IPv6在全球支持的IPv6網(wǎng)站增長(zhǎng)19倍,部署進(jìn)入了提速階段。2011年底,全球獲取IPv6認(rèn)證ISP的(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商)已經(jīng)達(dá)到131家,網(wǎng)站達(dá)到1414個(gè)。全球315個(gè)頂級(jí)域名服務(wù)器中有267個(gè)支持IPv6。截至2012年3月,我國(guó)IPv6地址量已經(jīng)比2011年初增加了23倍以上,上升到全球第四位,擁有的IPv6地址數(shù)量達(dá)到了9405個(gè),然而,IPv6地址在全球市場(chǎng)中占有比例仍非常少,僅為7.69%。