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ipv4行将耗费殆尽但IPv6仍然寸步难行

2019-12-3 编辑:admin 阅读次数:
  导读: 近期,一则全球IPv4地址正式耗尽的新闻得到了广泛的关注,报道指出,长期以来全球43亿个IPv4地址已分配完毕,这在某种程度上预示着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。该过程自80年代以来就已预见到,顶级地址实际...

近期,一则全球IPv4地址正式耗尽的新闻得到了广泛的关注,报道指出,长期以来全球43亿个IPv4地址已分配完毕,这在某种程度上预示着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。该过程自80年代以来就已预见到,顶级地址实际上已经在2012年耗尽。

IPv4迄今为止已经使用了30多年,最早期的时候,互联网只是设计给美国军方用地,根本没有考虑到它会变得如此庞大,成为全球网络。在进入21世纪后,随着计算机和智能手机的迅速普及,互联网开始爆发性发展,诞生了数以万计的企业,阿里巴巴、百度、腾讯、旷视科技、极链科技等,也有慢慢的变多的人开始连接互联网,无论是企业还是个人,都需要更多的IP地址。

互联网的运转离不开IP地址,据国外新闻媒体报道,过去使用的IPv4使用了32位二进制数字,全世界总容量为43亿个,而近年来上网设备的快速增长,从智能手机到个人电脑、电视机或物联网传感器,已经迅速吞噬了IP地址的供应。

从现在起,任何返回到该机构的IPv4地址,例如从已经停业的组织或者网络机构退回的地址都将通过等待列表进行重新分配。预计每年退回来的网络地址将达到几十万,这些地址远远无法满足每年数百万个新增网络地址的需要。

显而易见的是,只要增加IP地址的二进制数字长度,就能够大规模增加网络地址的容量。目前,行业组织已经制定了IPv4的升级版本IPv6。IPv6的网络地址数量之多,据称可以为地球上的每一粒沙子分配一个网络地址。不过,在全球范围内,IPv6协议尚未大规模推广,今天的大部分互联网仍然运行在较旧的IPv4网络上,这在某种程度上预示着运营商可能需要用复杂而昂贵的变通办法或是开始采用IPv6协议和地址。

作为互联网协议第六版,IPv6也不是一个新鲜事物。早在上个世纪90年代它就诞生了。任何网络工作都是基于协议的,协议是网络进行运作的规则和标准。我们现在所说的上网,就是上“国际互联网”。互联网是基于TCP/IP协议族的,而IP是这个协议族中的核心组成部分。

那么IPv6有什么优势呢?

1.IPv4的地址池约是42.9亿,IPv6大约能达到2的128次方。如果以二进制来写,IPv6的地址是128位。不过这样显然不太方便,所以通常用十六进制来写,也就缩短成32位。

2.IPv6使用更小的路由表,使得路由器转发数据包的速度更快。

3.IPv6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。

4.IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络的管理更加方便快捷。

5.IPv6具有更高的安全性。用户都能够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。

6.IPv6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。

7.IPv6具有更好的头部格式。IPv6使用新的头部格式,简化和加速了路由选择过程,提高了效率。

IPv4向IPv6过度难?

1996年2月,国务院令第195号《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》发布并施行,从法规的角度授权了当时中国的四大互联网主干网的运行主体,这一规定奠定了开放和竞争的格局,对于中国互联网的加快速度进行发展具有极其重大的战略意义。1998年,CERNET建设了第一张IPv6试验网。2004年,建成全球第一个纯IPv6网。在CERNET2的基础上,研发了真实源地址验证技术、4over6隧道过渡技术及IVI翻译技术,并获得多项国际互联网标准组织IETF的RFC等多个重大突破。 2017年11月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。2018年5月,工信部也发布了关于贯彻落实《推进IPv6规模部署行动计划》的通知,进一步提出明确的IPv6落地任务和指标要求。

现阶段IP网络仍旧以IPV4为主,IPV6网络仅在小范围内部署及运用,从IPv4过渡到IPv6几乎不能一气呵成,IPv4及IPv6的共存策略和过渡技术一般有三种:

1、双栈技术

在双栈技术下,主机或网络设备同时支持IPv4及IPv6双栈协议,就是主机和网络设备同时具有IPv4协议下的地址以及IPv6协议下的地址。举个例子,路由器就是一个双栈设备,在默认情况下,它能支持IPv4,能够正常转发IPv4的报文,同时,如果也为路由器分配一个IPv6的单播地址,那么这个路由器也就有了IPv6的数据转发能力。在双栈技术下,IPv4及IPv6栈道互不干扰,独立工作。

2、隧道技术

隧道技术更多的是解决IPv6通信难的问题,如今IPv6网络技术的主体是IPv4,零散的IPv6网络就成为了一个个零散的信息孤岛。在两个IPv6设备置身于IPv4网络的情境下,互联就得依靠隧道技术。

在隧道技术下,R1和R2都是双栈路由器,IPv4、IPv6分别由双栈路由器两端识别。单个双栈路由器的存在,实现了IPV4和IPV6的互联,而两个路由器的存在,则打通了IPv4向IPv6的互联隧道。

3、NAT64技术

NAT64技术实际上就是一种翻译技术,实现的是IPv4和IPv6的协议转换,能够将分组在IPv4及IPv6格式之间灵活转换。当IPv4网络的节点需要直接与IPv6网络的节点进行通信时,默认情况下当然是行不通的,因为两个协议栈无法兼容。但是借助一台设备,由该设备来实现IPv6与IPv4的协议翻译,互转,那么上述通信需求就能轻松实现了。

众多制约因素让IPv6举步维艰,除了IPv6网络要升级,网络中对应的硬件设备也有必要进行升级,包括网卡、路由器等,这也是一笔巨大的开销。对于大多数针对网络层的攻击,IPv6并没有解决。IPv6数据包默认情况下还是未加密和校验的,因此监听和篡改依然是存在的。IPv6也支持分片,但较IPv4有大幅改进,甚至有避免分片的机制,但对于恶意攻击者依旧会利用这一特性进行分片攻击。源地址欺骗和Dos攻击是超出网络层的安全问题,在现有的机制下,两者没有特别好的方案,足够的钱和资源是处理问题的好途径。2020年作为一个节点,IPv6是否可以普及,让我们拭目以待。

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