IPv4有什么问题,以及为什么我们要转向IPv6

在过去的10年左右,这是IPv6将变得广泛的一年。它还没有发生。因此,几乎没有广泛

在过去的10年左右的时间,这一直是当年那个IPv6将成为广泛的传播。 它还没有发生。 因此,很少有关于什么是IPv6的知识,如何使用它,或为什么它是不可避免的。

IPv4和IPv6比较

IPv4和IPv6比较

IPv4有什么问题?

我们已经使用自从RFC 791发布于1981年在当时的IPv4已,电脑体积巨大,价格昂贵,并不多见。 的IPv4有规定4十亿的IP地址,这似乎是一个巨大的数目相比的计算机的数量。 不幸的是,IP地址不使用。 在寻址中存在间隙。 例如,一个公司可能有254(2 ^ 8-2)地址的地址空间,并仅使用其中的25。 其余229个留作将来扩展。 这些地址不能被任何人使用,因为网络路由流量的方式。 因此,在1981年似乎是一个很大的数字实际上是一个小数在2014年。

互联网工程任务组(IETF)在90年代初认识到这个问题,并与两个解决方案上来:无类别Internet域路由(CIDR)和私有IP地址。 以CIDR的发明前,你可以得到三个网络尺寸之一:24位 (16777214地址),20位 (1048574地址)和16位 (65,534地址)。 一旦CIDR被发明,就有可能将网络拆分成子网络。

因此,举例来说,如果你需要5 IP地址,您的ISP会给你一个网络的大小为3位,这将使你6 IP地址。 这样,您的ISP可以更有效地使用地址。 私有IP地址允许您创建一个网络,网络上的每台机器都可以轻松连接到互联网上的另一台机器,但互联网上的机器很难连接到您的机器。 您的网络是私有的,隐藏的。 您的网络可能非常大,16,777,214个地址,您可以将您的专用网络划分为较小的网络,以便您可以轻松管理自己的地址。

您现在可能正在使用私人地址。 检查自己的IP地址:如果是在10.0.0.0的范围内- 10.255.255.255 172.16.0.0或- 172.31.255.255192.168.0.0 - 192.168.255.255,那么你使用的是私有IP地址。 这两种解决方案帮助防止了灾难,但是它们是停滞的措施,现在的计算时间在我们身上。

IPv4的另一个问题是IPv4标题是可变长度。 当由软件完成路由时,这是可以接受的。 但现在路由器是用硬件构建的,并且在硬件中处理可变长度头部是困难的。 允许数据包进入世界各地的大型路由器在处理负载时遇到问题。 显然,需要具有固定长度报头的新方案。

仍与IPv4的另一个问题是,当该地址被分配,互联网是美国发明。 世界其他地方的IP地址是分散的。 需要一种方案来允许地址稍微按地理位置聚集,以便可以使路由表更小。

IPv4的另一个问题,这听起来令人惊讶,是很难配置,很难改变。 这可能不是显而易见的,因为您的路由器为您照顾所有这些细节。 但是你的ISP的问题驱使他们坚果。
所有这些问题都考虑到下一个版本的互联网。

关于IPv6及其特性

IETF发布了下一代IP在1995年12月新版本被称为IPv6,因为5号已分配给错别的东西。 包括IPv6的一些特征。

  1. 128位地址(3.402823669×10 38地址)
  2. 用于逻辑聚合地址的方案
  3. 固定长度头
  4. 用于自动配置和重新配置网络的协议。

让我们一一看看这些功能:

地址

大家注意到有关IPv6的第一件事就是地址的数量是巨大的。 为什么这么多? 答案是,设计师关注地址的低效组织,所以有很多可用地址,我们可能无效率地分配,以实现其他目标。 所以,如果你想建立自己的IPv6网络,有可能你的ISP给你的64位 (1.844674407×10 19地址)的网络,让你子网的空间,你的心脏的内容。

聚合

使用这么多地址,可以稀疏地分配地址空间以便有效地路由分组。 所以,你的ISP得到的80位的网络空间。 在这80位中,其中16位用于ISP子网,64位用于客户的网络。 因此,ISP可以有65,534个网络。

然而,地址分配不是石头,如果ISP想要更小的网络,它可以这样做(虽然可能ISP只需要80位的另一个空间)。 上部的48位被进一步划分,以便互联网服务供应商是“ 接近 ”具有彼此类似的网络地址范围,以允许网络中的路由表进行聚合。

固定长度头

IPv4报头具有可变长度。 IPv6标题总是具有40字节的固定长度。 在IPv4中,额外的选项导致报头大小增加。 在IPv6中,如果需要附加信息,那么该附加信息存储在扩展报头中,其在IPv6报头之后,并且通常不由路由器处理,而是由目的地处的软件处理。

IPv6报头中的一个字段是流。 甲流是一种创建伪随机一个20位的数字,它更容易为路由器路由数据包。 如果分组具有流,则路由器可以使用该流号作为到表中的索引,这是快的,而不是表查找,这是慢的。 这一特性使得IPv6的非常容易的路线。

自动配置

IPv6中,当机器第一次启动时,它会检查本地网络,看是否有其他设备使用其地址。 如果地址未使用,则机器接下来在本地网络上寻找IPv6路由器。 如果找到路由器,则它要求路由器使用IPv6地址。 现在,机器设置并准备好在互联网上通信 - 它有一个自己的IP地址,它有一个默认路由器。

如果路由器应该关闭,则网络上的机器将检测到该问题,并重复寻找IPv6路由器的过程,以找到备份路由器。 这实际上很难在IPv4。 类似地,如果路由器想要改变其网络上的寻址方案,它可以。 机器将不时地查询路由器并且自动地改变它们的地址。 路由器将支持旧地址和新地址,直到所有机器切换到新配置。

IPv6自动配置不是一个完整的解决方案。 还有一些其他的东西,机器需要为了有效地使用互联网:Nameservers,时间服务器,也许一个文件服务器。 因此,有DHCP6它做同样的事情作为DHCP,只是因为机器启动的路由状态,一台DHCP守护程序可以支持大量的网络。

有一个大问题

所以,如果IPv6是好多了比IPv4,为什么没有被采纳更广泛(如2014年5月 ,谷歌估计,其IPv6流量是其总流量的4%左右 )? 最根本的问题是它是第一位的,有鸡还是先有蛋 某人运行服务器想要服务器作为广泛使用的可能,这意味着它必须具有一个IPv4地址。

它也可以有一个IPv6地址,但很少有人会使用它,你必须改变你的软件稍微适应IPv6。 此外,很多家庭网络路由器不支持IPv6。 很多ISP不支持IPv6。 我问我的ISP有关它,我被告知,他们会提供它,当客户要求它。 所以我问有多少客户要求。 一,包括我。

通过对比的方式,所有的主流操作系统中,Windows,Mac OS X和Linux的支持IPv6的“ 开箱即用 ”,并有多年。 操作系统甚至有软件,让IPv6数据包的“ 隧道 ”内的IPv4到一个地步,IPv6报文可以从周围的IPv4数据包中取出并在他们的方式发送。

结论

IPv4已经为我们服务了很长时间。 IPv4有一些限制,这将在不久的将来呈现不可逾越的问题。 IPv6将通过改变分配地址的策略来解决这些问题,进行改进以简化数据包的路由,并且使得在首次加入网络时更容易配置机器。

然而,IPv6的接受和使用一直很慢,因为变化是困难和昂贵的。 好消息是,所有操作系统都支持IPv6,因此当您准备好进行更改时,您的计算机将无需花费大量精力来转换为新方案。