長期以來，全球IPv4地址耗盡令人擔(dān)憂，今天這一時刻終于來臨——所有43億個IPv4地址已分配完畢，這意味著沒有更多的IPv4地址可以分配給ISP和其他大型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供商。
該過程自80年代以來就已預(yù)見到，頂級地址實際上已經(jīng)在2012年耗盡。那時，所有IPv4地址空間已分配給五大區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊機構(gòu)，非洲網(wǎng)絡(luò)信息中心 (AFRINIC)針對非洲，北美網(wǎng)絡(luò)信息中心（ARIN）針對南極洲、加拿大、部分加勒比海地區(qū)和美國，亞太互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（APNIC）針對東亞、大洋洲、南亞和東南亞，拉丁美洲網(wǎng)絡(luò)信息中心（LACNIC）針對加勒比海的大部分地區(qū)和整個拉丁美洲，以及歐洲網(wǎng)絡(luò)信息中心（RIPE NCC）針對歐洲、中亞、俄羅斯和西亞。
那些區(qū)域性Internet注冊很快就開始耗盡。2011年4月15日，亞太（APNIC）在2012年9月14日為歐洲，中東和中亞（RIPE NCC）分配了最后一個IPv4區(qū)塊，在2014年6月10日為拉丁美洲和加勒比海（LACNIC）分配了最后一個IPv4區(qū)塊。2015年9月24日為北美，直到今天，歐洲RIPE（世界互聯(lián)網(wǎng)組織） NCC終于耗盡了存儲。
該消息是在一封電子郵件（由Nikolas Pediaditis發(fā)布）中宣布的，內(nèi)容為：
親愛的同事們
今天，在2019年11月25日UTC + 1 15:35，我們從可用池中的最后剩余地址進(jìn)行了最終的/22 IPv4分配?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)用完了IPv4地址。
對于網(wǎng)絡(luò)運營商來說，我們的宣布并不令人驚訝– RIPE社區(qū)早就預(yù)料到并計劃IPv4耗盡。實際上，正是由于社區(qū)對這些資源的負(fù)責(zé)任管理，我們才能夠在2012年達(dá)到最后一個/8后，向我們服務(wù)區(qū)域內(nèi)的數(shù)千個新網(wǎng)絡(luò)提供/22分配。
從理論上講，IPv4地址耗盡應(yīng)該意味著不能將任何新的IPv4設(shè)備添加到Internet，但是實際上，許多因素會進(jìn)行緩解。
首先是ISP可以重用和回收未使用的IPv4地址。第二個原因是由于NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換），因此可以在ISP路由器后面私下使用相同的IP地址。當(dāng)然，最后是向IPv6的過渡，現(xiàn)在應(yīng)該建立良好的秩序，從而可以通過具有3.4×10^38巨大地址空間的Internet直接進(jìn)行對等連接。
IPv4地址耗盡該怎么辦？
為了解決IPv4地址耗盡問題，目前有兩種技術(shù)路線：采用IPv4地址翻譯技術(shù)(NAT44)或升級到IPv6。NAT44是IPv4公有地址與IPv4私有地址之間的有狀態(tài)翻譯技術(shù)，已經(jīng)非常成熟，但由于其破壞了端到端特性，只能支持單向發(fā)起的通信。多年以來，NAT44在用戶接入端被廣泛使用，但在核心網(wǎng)絡(luò)上使用時，需要在NAT44翻譯器上維護(hù)大量狀態(tài)。
為了長遠(yuǎn)地解決IP地址的問題，建設(shè)下一代IPv6網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展IPv6信息資源，發(fā)展IPv6用戶勢在必行。10多年前，業(yè)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識到IPv4地址枯竭問題，發(fā)明了下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6，該協(xié)議具有2128個地址空間，從根本上解決了地址耗盡的問題。
IPV6與IPV4的區(qū)別1、IPv6的地址空間更大。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32,即有2^32-1個地址；而IPv6中IP地址的長度為128,即有2^128-1個地址。夸張點說就是，如果IPV6被廣泛應(yīng)用以后，全世界的每一粒沙子都會有相對應(yīng)的一個IP地址。
2、IPv6的路由表更小。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類(Aggregation)的原則,這使得路由器能在路由表中用一條記錄(Entry)表示一片子網(wǎng),大大減小了路由器中路由表的長度,提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
3、IPv6的組播支持以及對流的支持增強。這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長足發(fā)展的機會，為服務(wù)質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺。
4、IPv6加入了對自動配置的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴展，使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。
5、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對IP報文進(jìn)行校驗，這極大地增強了網(wǎng)絡(luò)安全。
6、更好的QoS支持。QoS是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制，通常情況下不需要QoS，但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS 能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。在IPv6 的包頭中定義了如何處理與識別傳輸， IPv6 包頭中使用 Flow Label 來識別傳輸，可使路由器標(biāo)識和特殊處理屬于一個流量的封包。流量是指來源和目的之間的一系列封包，因為是在 IPv6 包頭中識別傳輸，所以即使透過 IPSec 加密的封包 payload，仍可實現(xiàn)對 QoS 的支持。
IPV6的優(yōu)勢：
- 可以有更多的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，有一句流傳很廣的話是“IPv6可以讓每一粒沙子都上網(wǎng)”，未來，我們身邊會有更多的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，冰箱、微波爐、手環(huán)甚至桌子、椅子。
- 可以有更快的速度，這個呢，用專業(yè)的話講，人類無法感受到的微小的速度提升。
- 更加安全，以前大家會經(jīng)常莫名其妙的中木馬或者病毒，這個在IPv6里會明顯減少。
因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)最早推薦從IPv4向IPv6過渡采用雙棧技術(shù)和隧道技術(shù)，全世界很多運營商在不同規(guī)模上進(jìn)行了IPv6的試驗，若干信息提供商也提供了IPv6的服務(wù)。但截至2012年，全世界IPv6網(wǎng)的流量平均不到IPv4的1%。實踐表明，升級到雙棧不僅沒有給運營上帶來直接的收益，反而影響了用戶的體驗。
這就是為什么雙棧和隧道技術(shù)應(yīng)用10多年，卻沒有推動完成IPv4互聯(lián)網(wǎng)向IPv6互聯(lián)網(wǎng)過渡的原因。目前國內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站及應(yīng)用正在改造過程中，根據(jù)對部分典型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的實時監(jiān)測和采樣統(tǒng)計，截至2019 年6 月，我國IPv6 活躍用戶數(shù)已達(dá)1.30 億。我國基礎(chǔ)電信企業(yè)已分配IPv6 地址的用戶數(shù)達(dá)12.07 億。
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