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如今，全球互聯網都在發生翻天覆地的變化，在我國，網絡正在快速向IPv6升級中——2023年2月，我國移動網絡IPv6流量首次超過IPv4，這意味著我國信息基礎設施IPv6服務能力已基本具備。
事實上，IPv6不是一個神秘莫測的互聯網“黑詞”，它早已進入我們日常的網絡生活中，那么，到底什么是IPv6？它和我們的工作生活又有什么關系呢？今天就為大家揭秘從通信圈到互聯網行業都在熱議的IPv6到底是個啥？
01、IPv6是什么？
眾所周知，互聯網的核心基礎就是大名鼎鼎的IP協議（Internet Protocol，網際互連協議）。作為互聯網基礎協議，沒有IP協議以及基于它的IP地址，我們就沒法線上刷劇、“吃雞”、聊天。換句話說，我們只要上網就必須遵守IP協議，就像開車必須遵守交通法規一樣。
我們也可以把互聯網看成一套“快遞系統”，IP地址就是快遞地址，而IP協議就是快遞公司的“工作流程和制度”。我們日常傳遞的信息，如文字、圖片、音頻、視頻等都需要被打包成“快遞”，通過IP協議將數據發往正確的“目的地”，從而實現數據交互。
互聯網誕生后， IPv4（互聯網通信協議第四版）版本的 IP 協議作為第一代“快遞系統” 被長期使用。但隨著互聯網的高速發展，新一代的互聯網通信協議IPv6終于閃亮登場！作為互聯網通信協議第六版（Internet Protocol Version 6），IPv6進行了一些技術上的改進升級，不僅解決了網絡地址資源數量匱乏、多種接入設備連入互聯網障礙的問題，還具有更高的安全性。有人曾形象地比喻：“IPv6 可以讓地球上每一粒沙子都擁有一個IP地址。”
說到這里，就不得不提到一個重要的問題，我們為什么需要升級IPv4呢？
02、IPv4地址枯竭?
理論上來說，在萬物互聯時代，我們身邊的一切物體都能進行聯網，IP地址可以讓每一個網站、終端和連接設備彼此區分、相互聯系，是一種重要的互聯網基礎資源。
目前廣泛使用的IPv4地址由32位的二進制代碼構成，理論上可以提供的IP地址總量是2的32次方，也就是近43億個。放眼全球，隨著互聯網的迅猛發展，每個人手中需要聯網的終端設備并非只有一個，而是可能有手機、平板電腦等多個電子設備需要連接互聯網。如果每個終端都需要占用一個IP地址，IPv4所能提供的地址數量就遠遠不夠。
事實上，43億個IPv4地址早在2019年11月26日就已經被分配完畢，其資源趨于枯竭。而IPv4還沒有退出歷史舞臺，是由于網絡地址轉換（NAT）、虛擬專用網絡（VPN）等補丁技術的使用，延緩了IPv4地址用盡的進程。
公網IP地址和私網IP地址的轉換
我們可以這樣理解：IPv4快遞系統中的郵箱地址不夠，快遞員只能將快遞送到小區門口或建筑樓下，并不能直達每一個住戶家里，需要由門衛二次派送給用戶。
比如我們在辦公樓或學校上網時，電腦中有一個類似于“192.168.0.1”的IP地址，這其實是小區每個住戶的快遞地址，而它們的進出口是同一個公網IP地址，也就是小區的地址，這種分發機制往往會影響網絡的處理效率。
隨著5G、云和物聯網的蓬勃發展，人與人的通信將進一步延伸到人與物、物與物的聯接，網絡需要支持的節點和聯接數量擴大到了前所未有的規模，原有的IPv4已不能滿足萬物互聯的網絡業務需求，IPv6發展才終于進入快車道。
03、IPv6有何優勢？
簡單來講，IPv6是為解決IPv4地址枯竭而制定的。相較IPv4，IPv6能夠提供更多海量的網絡地址資源和更廣闊的創新空間，主要有如下優勢：
海量IP地址資源
IPv6的地址長度達到了128位，理論上可以提供“2的128次方”個IP地址，足夠在未來許多年內連接大量的設備，這也解釋了IPv6為什么可以給每一粒沙子都標上編號。
更好的移動性
因為IPv6引入了自動配置（auto-configuration）功能，物聯網設備就可以通過自身獲取IPv6地址，減少了對網絡管理員的依賴，提高了設備的可部署性和可管理性。用戶在使用IPv6網絡時，可以在不同設備之間靈活切換，不必擔心網絡連接的中斷問題，提高了網絡的靈活性和可用性。
更高的安全性
IPv6引入了諸多安全特性，如IPSec（互聯網協議安全）模塊，這是一種能夠在網絡層提供更高級的加密和認證的安全協議，提供了端到端的安全通信機制，增強了網絡安全性，將有效保護用戶的信息和隱私。
知識點
IPv6+在IPv6基礎上增加智能識別和控制。這就相當于對傳統快遞包裝進行升級和改造，在包裝上貼更多“貨物”標簽類別屬性標識以識別分類，從而提供不同的傳遞服務。
04、IPv6的前世今生
事實上，IPv6并不是近幾年才被研究出來，其發展歷程最早可以追溯到20世紀90年代初。
互聯網工程任務組（Internet Engineering Task Force, 簡稱IETF）成立了一個專門負責研究推進下一代互聯網協議的特別工作組。1994年，該工作組在IETF會議中正式提出IPv6發展計劃。
1998年，IPv6的第一個正式規范發布。但由于IPv4和IPv6地址格式不相同，所以很長一段時間里，互聯網保持著IPv4和IPv6共存的局面，對于僅有IPv4地址或僅有IPv6地址的端系統，兩者是無法直接通信的，只能依靠中間網關或者使用其他過渡機制實現通信。
2003年1月22日，IETF發布了IPv6測試性網絡，即6bone網絡。該工程目的是測試如何將IPv4網絡向IPv6網絡遷移。
從2011年開始，個人計算機和服務器系統上的操作系統基本都開始支持高質量IPv6配置產品。例如，Microsoft Windows從Windows 2000起就已經開始支持IPv6。
2012年6月6日，Google、Facebook和Yahoo等網站于當天全球標準時間0點（北京時間8點整）開始永久性支持IPv6訪問，全球IPv6網絡正式啟動。國際互聯網協會也將這一天定為了世界IPv6啟動紀念日。
2016年IETF提出建議，要求新制定的國際互聯網標準，只支持IPv6，不再兼容IPv4網絡。但由于現有網絡架構都采用的IPv4協議，很難在短時間內完成從IPv4到IPv6協議的替換，因此在很長一段時間里，IPv6推進比較緩慢。
05、我國IPv6的發展
近年來，互聯網飛速發展，引發對IP地址的巨大需求，IPv6步入快車道。
由于IPv4協議年代根服務器都部署在國外，我國一直面臨著“卡脖子”的尷尬局面。在IPv6正式在全球啟用后，我國積極鼓勵IPv6網絡的規模化部署，在政策引領和各行業合力推動下，IPv6發展取得了積極成效，網絡基礎設施全面就緒，應用基礎設施服務提升。
早在2003年，中國政府就啟動了中國下一代互聯網示范工程CNGI，并于2006年開展了現網試驗。2008年，我國建成當時世界上規模最大的純IPv6下一代互聯網，并取得了一些領先技術和應用成果。
2017年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》，明確提出了推進IPv6發展的目標和任務。該計劃的發布，為我國IPv6的發展提供了重要的政策支持。
我國在IPv6的核心技術研發方面取得了一些突破，如根服務器、網絡架構、網絡安全等方面的技術研發和應用。同時，我國也在推進IPv6在工業互聯網、物聯網、云計算等領域的應用，以推動數字化轉型和升級。從2003年啟動中國下一代互聯網示范工程至今，我國IPv6活躍用戶數達到7.63億。我國用20年時間，讓IPv6實現了飛躍式發展。
時代浪潮澎湃，激蕩萬千氣象。
隨著5G、工業互聯網、物聯網等新技術的持續演進，萬物互聯已成為未來網絡發展的主要方向。對于我國來說，IPv6規模部署和應用是網絡技術創新的重要方向，更是加快數字中國、網絡強國建設的關鍵支撐。通過IPv6的部署和應用，我國在下一代互聯網領域的國際競爭力將進一步增強。對于我們每個人來說，IPv6能提供更快的數據傳輸速度、更安全的數據傳輸方式和更好的隱私保護，讓我們更加便捷地訪問互聯網和享受信息服務。
IPv6，未來可期。它注定將為互聯網的發展注入新的活力，推動數字化轉型和創新發展。讓我們共同期待IPv6帶來的無限可能！
參考資料：
1. 澎湃政務：南京發布《一起聊聊IPv6那些事！》；
2. 中國信息雜志社：《讓地球上每一粒沙子都有IP地址 IPv6主導的互聯網時代來了？》；
3. 上觀號微信公眾號：《關于IPv6，你了解多少？看完這篇就明白了！》，作者：上海金山；
4. IT之家：《我國移動網絡 IPv6 流量首次突破 50%，超越 IPv4 流量》，作者：汪淼責編：汪淼；
5. 人民郵電報：《全球IPv6支持度大幅提升 前10000網站IPv6支持率首次超過50%》；
6. 網信天津：《深化行業融合應用賦能 “IPv6+”發展駛入快車道》。
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