Здравствуйте, это сайт Альянса сетевых технологий.

В условиях взрывного роста глобального Интернета мы неизбежно сталкиваемся с актуальной проблемой: не хватает IPv4-адресов. Хотя IPv6 в качестве своего преемника предлагает огромные преимущества, почему IPv4 до сих пор доминирует в мире Интернета? В этой статье будут рассмотрены причины нехватки адресов IPv4, проанализированы характеристики IPv4 и IPv6, а затем представлен углубленный анализ причин, по которым IPv6 не заменил IPv4.

Оглавление:

TOC

1. Предыстория

В качестве основного протокола интернет-коммуникаций IPv4 использует 32-битные адреса и предоставляет примерно 4,2 миллиарда уникальных IP-адресов для интернет-устройств. На заре разработки этой суммы казалось достаточно, чтобы удовлетворить тогдашние ограниченные потребности в Интернете. Однако с быстрым распространением Интернета и увеличением числа пользователей и устройств по всему миру истощение ресурсов адресов IPv4 постепенно стало актуальной проблемой.

Мы все знаем, что IPv4 исчерпан, но знаете ли вы, когда он закончится в каждом регионе?

Согласно статистике авторитетных организаций, прогнозная диаграмма потребления оставшегося пула адресов RIR выглядит следующим образом:

Что такое адрес RIR?

RIRполное английское имяRegional Internet Registry,Районный орган регистрации доменов в Интернете,RIR — это организация по распространению и управлению глобальными интернет-ресурсами. Эти ресурсы включают IP-адреса (IPv4 и IPv6) и номера автономных систем (номера AS). RIR отвечает за распределение этих ресурсов среди интернет-провайдеров, организаций и предприятий в различных географических регионах. РИР Address（RIR адрес) относится к блоку IP-адресов, назначенных RIR. Каждый RIR отвечает за распределение IP-адресов в пределах определенного географического региона, например, Азия, Европа, Северная Америка и т. д. Эти блоки IP-адресов назначаются поставщикам интернет-услуг и другим организациям для обеспечения надлежащего распределения и управления интернет-ресурсами.

Давайте кратко рассмотрим IPv4 и IPv6.

2. IPv4

2.1 Что такое IPv4?

IPv4, Интернет-протокол версии 4, является одним из основных протоколов Интернет-коммуникаций. Он был разработан в начале 1980-х годов. Несмотря на более позднее появление более современного протокола IPv6, IPv4 по-прежнему доминирует в маршрутизации интернет-трафика во всем мире.

IPv4адресэто32 битдвоичное число,Обычно выражается в десятичной системе счисления. Эти 32-битные двоичные числа образуют адрес IPv4.,тем самым обеспечивая примерно40миллиарды уникальныхIPадрес。Этиадрес Используется для идентификации Интернетаизкомпьютер、сервер、Маршрутизаторы и другие устройства.

Адрес IPv4 состоит из четырех десятичных цифр, каждая из которых находится в диапазоне от 0 до 255. Эти числа разделены точками. Адрес, состоящий из этих четырех цифр, имеет форму: X.X.X.X, где каждый X представляет число от 0 до 255. Этот четырехсегментный формат упрощает понимание и запись IPv4-адресов.

Пример адреса IPv4:

192.168.1.1

заголовок IPv4

2.2 Преимущества и недостатки IPv4

Преимущества IPv4

1. Простой：IPv4адрес Использование четырехсегментных десятичных цифр,Легко читать и запоминать. Этот простой формат упрощает использование адресов IPv4.,Особенно подходит для человеческой памяти.
2. существующая инфраструктура：Большая часть существующей интернет-инфраструктурыи Использование веб-сайтаIPv4。это означаетIPv4оборудованиеиIPv4Строительство сети стало очень зрелыми Широко распространен。
3. зрелая технология：IPv4Это основа интернет-общения.,После многих лет развития и совершенствования,Его технологии и протоколы очень зрелые. Это обеспечивает надежность и стабильность IPv4.

Недостатки IPv4

1. Ограниченные ресурсы：IPv4из Самая большая проблема в том, что этоадресресурсизиметьограниченный。Он обеспечивает ок.40миллиардыадрес В современном Интернете уже недостаточно поддерживать глобальнуюизоборудованиеитребования к подключению。
2. Проблемы с подсетями：IPv4подсетииадрес Метод распространенияиметьчас Недостаточно гибкий,Это может привести к напрасной трате или недостаточности ресурсов. Это может стать проблемой для крупных сетевых организаций.

2.3 Запрос IPv4-адреса

В системах Windows и Linux для запроса адресов IPv4 можно использовать разные команды.

Запрос IPv4-адреса в Windows

1. Используйте командную строку：

Откройте командную строку (найдите «cmd» в меню «Пуск» или нажмите клавиши Win + R, введите «cmd» и нажмите Enter).

В окне командной строки введите следующую команду и нажмите Enter:

ipconfig

Найдите информацию о своем сетевом адаптере (обычно адаптере Ethernet или адаптере Wi-Fi). В этой информации найдите «IPv4-адрес». Это ваш IPv4-адрес.

1. Использовать графический интерфейс：
2. Щелкните правой кнопкой мыши значок сети вашего компьютера (обычно на панели задач).
3. Выберите «Открыть настройки сети и Интернета» или аналогичный вариант.
4. В новом окне выберите «Изменить параметры адаптера» или «Изменить параметры адаптера».
5. Щелкните правой кнопкой мыши свое сетевое подключение (Ethernet или Wi-Fi) и выберите «Состояние».
6. В новом окне нажмите «Подробнее» и вы увидите IPv4-адрес.

Запрос IPv4-адреса в Linux

1. с помощью терминала：

Откройте терминал (обычно его можно найти в меню «Приложения» или нажав сочетание клавиш Ctrl+Alt+T).

В терминале введите следующую команду и нажмите Enter:

ifconfig

Найдите информацию о своем сетевом адаптере. Обычно вы увидите информацию об адаптере Ethernet (например, eth0) или адаптере Wi-Fi (например, wlan0). В этой информации найдите «Inet addr», число после него — ваш IPv4-адрес.

1. Использовать графический интерфейс：

В некоторых дистрибутивах Linux сведения о сетевом подключении, включая адреса IPv4, можно найти в настройках системы или настройках сети.

3. IPv6

3.1 Что такое IPv6?

IPv6 (Интернет-протокол версии 6) — это последняя версия Интернет-протокола, предназначенная для устранения ограничений IPv4. IPv4 — это основной протокол связи в Интернете. Его основная проблема заключается в ограниченности адресных ресурсов. Он использует 32-битные адреса и предоставляет около 4 миллиардов уникальных IP-адресов. В связи с быстрым развитием глобальной сети Интернет пул адресов IPv4 быстро исчерпывается, что делает необходимым развитие IPv6.

IPv6Усыновленный128 битадрес,В сравнении,IPv4 имеет только 32-битные адреса. Это огромное адресное пространство может предоставить примерно 340 миллиардов различных IP-адресов.,Это гораздо больше, чем IPv4. Адресное пространство IPv6 может предоставить уникальный IP-адрес практически каждой песчинке на планете.,Это решает проблему исчерпания ресурсов IPv4.

IPv6 первоначально назывался IPng, что означало «Интернет-протокол следующего поколения». В названии подчеркивается, что IPv6 является преемником IPv4 и предназначен для обеспечения будущих подключений к Интернету.

Разработкой и стандартизацией IPv6 занимается Инженерная группа Интернета (IETF). Эта рабочая группа была создана в начале 1994 года и занимается разработкой и продвижением развития IPv6. Благодаря усилиям IETF IPv6 стал международным стандартом и широко используется для подключений к Интернету.

Пример адреса IPv6:

2001:db8:3333:5555:CCCC:DDDD:EEEE:FFFF

IPv6-заголовок

3.2 Преимущества и недостатки IPv6

Преимущества IPv6

1. Больше уникальных адресов：IPv6из128 битадресобеспечивает лучшее, чемIPv4гораздо большеизадрескосмос,Каждому устройству может быть присвоен уникальный IP-адрес. Это решает проблему исчерпания адресов в IPv4.,Позволяет поддерживать крупномасштабные подключения к Интернету.
2. Поддержка новых устройств：IPv6это современныйизпротокол,Разработан для удовлетворения потребностей в подключении новых устройств. Он больше подходит для поддержки новых технологий, таких как будущие устройства Интернета вещей (IoT) и устройства умного дома.
3. Нет Проблемы с подсетями：IPv6Добавлена ​​большая гибкостьизадрес Метод распределения,Устранены Проблемы с подсетями в IPv4. Это упрощает управление сетью.,Сократите растрату ресурсов.

Недостатки IPv6

1. более длинный адрес：IPv6адрес СравниватьIPv4адресгораздо дольше,Это может затруднить запоминание адреса. Адреса IPv6 обычно выражаются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями.,Например: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.
2. Пока поддерживается не всеми сайтами：хотяIPv6получил широкое распространениеизподдерживать,Но не все веб-сайты и интернет-сервисы уже полностью поддерживают IPv6. Это может привести к необходимости переключения протоколов или проксирования при доступе к определенному контенту только для IPv4 в сети только для IPv6.
3. Возможно, проблема в системе：Некоторые старые операционные системыисетьоборудованиеможет существоватьиIPv6из Проблемы совместимости。Особенно после обновления доIPv6час,Может потребоваться дополнительная настройка и тестирование.,чтобы убедиться, что все работает правильно.

4. IPv4 и IPv6: в чем разница?

5. Как IPv6 решает проблему исчерпания адресов IPv4?

IPv6 использует 128-битный адрес, который имеет более широкое адресное пространство, чем 32-битный адрес IPv4. Теоретически IPv6 поддерживает до 34 миллиардов триллионов уникальных адресов, и это число достаточно велико, чтобы обеспечить рост числа устройств в течение следующих нескольких десятилетий. Даже если принять во внимание, что определенные части адресного пространства зарезервированы для специального использования, количество доступных адресов для IPv6 по-прежнему огромно.

Еще одной особенностью IPv6 является гибкий метод распределения адресов. Сетевые операторы могут получить большие блоки адресов для удовлетворения своих крупномасштабных потребностей в развертывании, в то время как малые предприятия и домашние пользователи также могут получить достаточно адресов для поддержки своих будущих планов расширения. Гибкость этого метода распределения обеспечивает разумное распределение и устойчивость адресных ресурсов.

Кроме того, IPv6 вводит зарезервированные диапазоны адресов для удовлетворения различных особых потребностей. Например, существует один диапазон адресов для частных сетей (ULA), а другой — для тестирования по шлейфу. Эти зарезервированные диапазоны адресов позволяют сетевым администраторам лучше управлять распределением адресов, обеспечивая при этом глобальную уникальность.

По сравнению с IPv4, IPv6 снижает зависимость от трансляции сетевых адресов (NAT). Адресное пространство IPv6 достаточно велико, и NAT больше не нужен для решения проблемы нехватки адресов. Это помогает упростить структуру сети и повысить ее производительность.

IPv6 был разработан с учетом будущих потребностей Интернета, включая поддержку продолжающегося роста Интернета вещей (IoT) и интеллектуальных устройств. Это означает, что IPv6 имеет будущую масштабируемость и может адаптироваться к быстрому развитию новых технологий.

6. Будет ли IPv6 исчерпан?

Адреса IPv6 вряд ли будут исчерпаны. IPv6 использует 128-битные адреса, что эквивалентно двойке в 128-й степени, что составляет 340 триллионов триллионов триллионов адресов. Это число составляет порядка десятков миллиардов адресов почти каждого жителя планеты. На самом деле адресное пространство IPv6 настолько велико, что исчерпать его невозможно.

Для сравнения, 32-битное адресное пространство IPv4 может поддерживать только около 4,3 миллиарда адресов. Из-за бурного роста Интернета адреса IPv4 были исчерпаны, что привело к внедрению различных технологий, таких как трансляция сетевых адресов (NAT), для поддержки большего количества устройств с ограниченными адресами.

IPv6 был разработан не только для решения проблемы исчерпания адресов, но и для учета будущих потребностей Интернета, включая крупномасштабные устройства IoT и умные города. Он предоставляет больше адресов для поддержки этих новых приложений. Кроме того, IPv6 также представляет некоторые новые функции, такие как улучшенная производительность сети, безопасность и мобильность, что принесет пользователям огромные преимущества.

7. Почему IPv6 не полностью заменил IPv4?

Давайте сначала посмотрим, что думают большие парни на форуме.

Этот парень имеет в виду следующее: «Обеспечение совместимости и взаимодействия между сетями IPv4 и IPv6 — сложная задача. Хотя эти два протокола могут сосуществовать, обеспечение бесперебойной связи между ними может быть сложной задачей. Эта сложность привела к осторожности в отношении внедрения IPv6».

Этот босс из Египта. В переводе на китайский этот отрывок звучит так:

в моей стране Египет,IPv6 еще не полностью заменил IPv4.,Причины следующие：Инерция и отсутствие срочности：широко используетсяизсетьадресизменять Изменять（NAT）иметьпомогите избежатьIPv4адрескризис истощения,Снижение прямых стимулов для организаций к переходу на IPv6. также,Если некоторые предприятия все еще смогут нормально работать под IPv4,Вы можете не увидеть систему обновленийизнеобходимость。 Совместимость：IPv4иIPv6Инструментыиметь Совместимость,Они могут сосуществовать в Интернете。Этот вид Совместимостьеще больше снижает необходимость полного перехода наIPv6изсрочность。 Устаревшие системы и инфраструктура：какой-то большойорганизовать Все еще сильно зависит отIPv4беги дальшеизстарая система,Мигрировать вIPv6Может потребоваться полное обновление операционной системы.。Этот видиспользоватьиз Барьеры могут быть дорогостоящими и отнимать много временичас。 отсутствие сильных стимулов：недостаточная интенсивностьиз Мотивирующие факторы,В результате все стороны, участвующие в системе, не полностью перешли на IPv6. Например,Почему некоторые корпоративные рынки не переходят на IPv6,потому что они не считают это значительным улучшением по сравнению с IPv4.,И еще, чтобы облегчить будущееизриск。 Разнообразие рынка и цена IPv4：двигатьсяи Потребительский рынок быстро принялIPv6,Но корпоративный рынок не меняется быстро.,Потому что нет острой необходимости. Цена IPv4-адресов также играет роль.,Потому что организации могут решить продолжить использование IPv4.,Вместо того, чтобы инвестировать в более дорогую инфраструктуру IPv6.

Южноафриканский пользователь сети заявил, что «переход Южной Африки на IPv6 происходит крайне медленно».

Этот пользователь сети из Португалии сказал:

В Португалии примерно 13% сервисов с поддержкой IPv6 и 40% конечных пользователей с поддержкой IPv6. Таким образом, пройдет некоторое время, прежде чем мы получим 100% сервисов, использующих IPv6. Нам еще предстоит пройти долгий путь.

Для меня одна из основных проблем замены IPv4 на IPv6 — это сложный процесс миграции. Это требует координации между интернет-провайдерами (ISP), сетевыми администраторами и поставщиками контента, чтобы обеспечить плавный переход. Это серьезная задача, но необходимо устранить ограничения IPv4 и обеспечить долгосрочную устойчивость Интернета. Такой совместный подход имеет решающее значение для плавного сосуществования и возможного внедрения IPv6.

Различные мнения указывают на то, что «IPv6 — это хорошо, но для достижения 100%-ной популяризации потребуется время».

Что вы думаете об этом?

Есть еще вопрос, даже если будет достаточно времени, сможет ли IPv6 полностью заменить IPv4? Или IPv4 действительно бесполезен?

Добро пожаловать для обсуждения этой темы в комментариях!

я принимаю участие виНа третьем этапе специального тренировочного лагеря Tencent Technology Creation 2023 года будет проводиться конкурс сочинений. Соберите команду, чтобы выиграть приз!