自 1998 年以来，IPv6 一直在努力解决 IPv4 可用 IP 地址的不足的问题，然而尽管 IPv6 在效率和安全方面具有优势，但其采用速度仍然缓慢。

• 来源：linux.cn • 作者：Keith Shaw, Josh Fruhlinger • 译者：Xingyu.Wang •

（本文字数：3016，阅读时长大约：4 分钟）

 

在大多数情况下，已经没有人一再对互联网地址耗尽的可怕境况发出警告，因为，从互联网协议版本 4（IPv4）的世界到 IPv6 的迁移，虽然缓慢，但已经坚定地开始了，并且相关软件已经到位，以防止许多人预测的地址耗竭。

但在我们看到 IPv6 的现状和发展方向之前，让我们先回到互联网寻址的早期。

什么是 IPv6，为什么它很重要？

IPv6 是最新版本的 互联网协议(Internet Protocol)（IP），它可以跨互联网识别设备，从而确定它们的位置。每一个使用互联网的设备都要通过自己的 IP 地址来识别，以便可以通过互联网通信。在这方面，它就像你需要知道街道地址和邮政编码一样，以便邮寄信件。

之前的版本 IPv4 采用 32 位寻址方案，可以支持 43 亿台设备，本以为已经足够。然而，互联网、个人电脑、智能手机以及现在物联网设备的发展证明，这个世界需要更多的地址。

幸运的是， 互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force)（IETF）在 20 年前就认识到了这一点。1998 年，它创建了 IPv6，使用 128 位寻址方式来支持大约 340 亿亿亿(trillion trillion)（或者 2 的 128 次幂，如果你喜欢用这种表示方式的话）。IPv4 的地址可表示为四组一至三位十进制数，IPv6 则使用八组四位十六进制数字，用冒号隔开。

IPv6 的好处是什么？

IETF 在其工作中为 IPv6 加入了对 IPv4 增强的功能。IPv6 协议可以更有效地处理数据包，提高性能和增加安全性。它使互联网服务提供商（ISP）能够通过使他们的路由表更有层次性来减少其大小。

网络地址转换（NAT）和 IPv6

IPv6 的采用被推迟，部分原因是 网络地址转换(network address translation)（NAT）导致的，NAT 可以将私有 IP 地址转化为公共 IP 地址。这样一来，拥有私有 IP 地址的企业的机器就可以向位于私有网络之外拥有公共 IP 地址的机器发送和接收数据包。

如果没有 NAT，拥有数千台或数万台计算机的大公司如果要与外界通信，就会吞噬大量的公有 IPv4 地址。但是这些 IPv4 地址是有限的，而且接近枯竭，以至于不得不限制分配。

NAT 有助于缓解这个问题。有了 NAT，成千上万的私有地址计算机可以通过防火墙或路由器等 NAT 设备呈现在公共互联网上。

NAT 的工作方式是，当一台拥有私有 IP 地址的企业计算机向企业网络外的公共 IP 地址发送数据包时，首先会进入 NAT 设备。NAT 在翻译表中记下数据包的源地址和目的地址。NAT 将数据包的源地址改为 NAT 设备面向公众的地址，并将数据包一起发送到外部目的地。当数据包回复时，NAT 将目的地址翻译成发起通信的计算机的私有 IP 地址。这样一来，一个公网 IP 地址可以代表多台私有地址的计算机。

谁在部署 IPv6？

运营商网络和互联网服务供应商是最早开始在其网络上部署 IPv6 的群体，其中移动网络处于领先地位。例如，T-Mobile USA 有超过 90% 的流量通过 IPv6，Verizon Wireless 紧随其后，占 82.25%。根据行业组织 World Ipv6 Launch 的数据，Comcast 和 AT&T 的网络分别为 63% 和 65%。

主要网站则排在其后 —— World IPv6 Launch 称，目前 Alexa 前 1000 的网站中只有不到 30% 可以通过 IPv6 到达。

企业在部署方面比较落后，根据 互联网协会(Internet Society)的 《2017年 IPv6 部署状况》报告 ，只有不到四分之一的企业宣传其 IPv6 前缀。复杂性、成本和完成迁移所需时间都是他们给出的理由。此外，一些项目由于软件兼容性的问题而被推迟。例如，一份 2017 年 1 月的报告 称，Windows 10 中的一个 bug “破坏了微软在其西雅图总部推出纯 IPv6 网络的努力”。

何时会有更多部署？

互联网协会表示，IPv4 地址的价格将在 2018 年达到顶峰，然后在 IPv6 部署通过 50% 大关后，价格会下降。目前， 根据 Google ，全球的 IPv6 采用率为 20% 到 22%，但在美国约为 32%。

随着 IPv4 地址的价格开始下降，互联网协会建议企业出售现有的 IPv4 地址，以帮助资助其 IPv6 的部署。根据 一个发布在 GitHub 上的说明 ，麻省理工学院已经这样做了。这所大学得出的结论是，其有 800 万个 IPv4 地址是“过剩”的，可以在不影响当前或未来需求的情况下出售，因为它还持有 20 个 非亿级(nonillion) IPv6 地址。（非亿级地址是指数字 1 后面跟着 30 个零）。

此外，随着部署的增多，更多的公司将开始对 IPv4 地址的使用收费，而免费提供 IPv6 服务。 英国的 ISP Mythic Beasts 表示，“IPv6 连接是标配”，而 “IPv4 连接是可选的额外服务”。

IPv4 何时会被“关闭”？

在 2011 年至 2018 年期间，世界上大部分地区 “用完”了新的 IPv4 地址 —— 但我们不会完全没有 IPv4 地址，因为 IPv4 地址会被出售和重新使用（如前所述），而剩余的地址将用于 IPv6 过渡。

目前还没有正式的 IPv4 关闭日期，所以人们不用担心有一天他们的互联网接入会突然消失。随着越来越多的网络过渡，越来越多的内容网站支持 IPv6，以及越来越多的终端用户为 IPv6 功能升级设备，世界将慢慢远离 IPv4。

为什么没有 IPv5？

曾经有一个 IPv5，也被称为 互联网流协议(Internet Stream Protocol)，简称 ST。它被设计用于跨 IP 网络的面向连接的通信，目的是支持语音和视频。

它在这个任务上是成功的，并被实验性地使用。它的一个缺点是它的 32 位地址方案 —— 与 IPv4 使用的方案相同，从而影响了它的普及。因此，它存在着与 IPv4 相同的问题 —— 可用的 IP 地址数量有限。这导致了发展出了 IPv6 并和最终得到采用。尽管 IPv5 从未被公开采用，但它已经用掉了 IPv5 这个名字。

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via: www.networkworld.com

作者： Keith Shaw , Josh Fruhlinger 选题： lujun9972 译者： wxy 校对： wxy

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我们现在经常在各种网站和APP上发现这样一句话：本网站/APP支持IPv6。

那么IPv6到底是个啥玩意？

IPv6的全称是Internet Protocol version 6。

协议名称Internet Protocol译为“互联网协议”。所以，IPv6就是互联网协议第6版。

网络上所有的行为都有公认的约定，被称为：协议。可以参考作者这篇文章：。

简单来说，我们上互联网的时候必须使用/遵守IP协议，但是因为操作系统已经用软件自动实现了IP协议的功能，不用用户自己动手进行操作。

最开始我们使用IPv4，当初认为IPv4的IP地址数量已经足够使用好多年，但这些年移动互联网、物联网的飞速发展导致IPv4地址数量已经耗尽，（但目前还是在使用，可以参考作者文章：）而且IPv4地址的分配并不公平，欧美多，中国少，我们被迫大量使用地址转换，造成各种网络安全问题，所以2018年起我们开始大规模转向IPv6。

IPv4的地址为什么会耗尽？

 

IPv4和IPv6地址数区别

 

2的32次方大约数43亿个地址，而全世界网民已经达到40亿，加上网络设备平均每人分配不到一个IPv4地址。

2的128次方是多少呢？是
340282366920938463463374607431768211456。可以给地球上每一粒沙子分配一个。

 

IPv6地址很长

 

相应的，IPv6的地址也很长：2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13。是一个32位分4组的十六进制数。

IPv6是IP协议的下一代版本，解决IP地址不够用的问题。

作者其它介绍网络知识的文章：

 

 

 

 

近日，工信部启动部署开展2019年IPv6网络就绪专项行动。

2019年末主要目标包括

“

获得IPv6地址的LTE终端比例达到90%

获得IPv6地址的固定宽带终端比例达到40%

LTE网络IPv6活跃连接数达到8亿

完成全部13个互联网骨干直联点IPv6改造

等等

IPv6到底是什么，你知道吗？

IPv6是什么意思？

IPv6的全称是Internet Protocol version 6。其中，Internet Protocol译为“互联网协议”。所以，IPv6就是互联网协议第6版。

 

IP是网络层协议。它的主要任务，就是根据源主机和目的主机的地址，进行数据的传送。

大家一定经常听说IP地址。是的，IP地址就是IP协议里面的概念。你要联网，就要有IP地址，就像你要寄信，就要有门牌地址一样。

既然IPv6是第6版（Version 6），说明在它之前有更老的版本。我们现在广泛使用的，就是IPv4，也就是第4版（Version 4）。

为什么要用IPv6取代IPv4呢？

一句话，IP地址数量不够用了。

IPv4迄今为止已经使用了30多年。最早期的时候，根本没有考虑到它会变得如此庞大，成为全球网络。

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，越来越多的上网设备出现，越来越多的人开始连接互联网。这就意味着，需要越来越多的IP地址。

IPv6会带来什么好处？

有一句流传很久的话：IPv6可以让每一粒沙子都上网。

2的128次方等于

340282366920938463463374607431768211456

这个数量，即使是给地球上每一颗沙子都分配一个IP，也是妥妥够用的。

除了地址数量，IPv6还有很多优点：

1、IPv6使用更小的路由表。使得路由器转发数据包的速度更快。

2、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。

3、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（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

4、IPv6具有更高的安全性。用户可以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。

5、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。

6、IPv6具有更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，就简化和加速了路由选择过程，提高了效率。

……

看不懂？总之，IPv6的优点很多。

使用IPv6需要更换上网设备吗？

完全不用！

无论是电脑还是笔记本，无论操作系统是Windows7还是Windows10，全部支持IPv6！

手机无论是苹果还是安卓，不管是华为、小米、三星，全部支持IPv6！

你什么都不用做，静静的等着网络运营商改造完成，只管美美的上网，刷微博、刷段子、刷抖音。一切仿佛都没有变，一切均已翻天覆地。

最后，给大家看看

《2019年IPv6网络就绪专项行动》图解

 

 

 

 

 

一、什么是vlan?

VLAN中文是“虚拟局域网”。LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络，也可以是数以百计的计算机构成的企业网络。VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络——也就是广播域。

听上面的概念，肯定有不少朋友是一头雾水的，什么是虚拟局域网？好好的，为什么要划分vlan？

这里举个例：通俗的了解

一所高中，新学期高一招了800个学生，这800个学生，如果放在一个班里，那肯定是管理不过来，面对800个人，老师看了也头疼，这边在授课，那边完全听不到，老师布置什么任务，也会有一些传达不到，老师要是想找某个学生的信息，要从800份信息中去找，极其麻烦，浪费时间；

而实际中，也是一样，电脑A要想要与电脑B通信，于是电脑A就需要发送arp请求，而网络中电脑众多，最终ARP请求会被转发到同一网络中的所有电脑，才能找到电脑B，如此一来，为了找到电脑B，消耗了网络整体的带宽，收到广播信息的计算机还要消耗一部分CPU时间来对它进行处理。造成了网络带宽和CPU运算能力的大量无谓消耗。

那么怎么办呢？

学校就针对这800个学生，分成了10个班，每个班80人，分别命名为高一（1）班，高一（2）班、、、、高一（10）班，每个人都会获得一个班级编号。

1101表示一班01号学生。

1102表示一班02号学生。

1201表示2班01号学生。

同一个班的学生编号尾数不同，其它的都相同。

那么这样老师再管理起来就轻松多了，可以把一班这80人管理的妥妥的，隔壁2班与3班乱成一锅粥也不管一班的事，我就要这一班80人好好上课就行。

这就是vlan，每个班就相当于一个vlan，而每个班名称，就相当于vlan的名称，而每个学生的编号就是ip地址；同班同学（同一个vlan的ip），因为同一个教室，朝夕相处，且可以相互通信，不同班的同学，若不做其它工作，很难往来通信。

所以同一个vlan间，可以相互通信；不同vlan，若不做配置，不能相互通信。

那么不同vlan如何通通信呢？就需要单臂路由与三层交换机。

二、单臂路由与三层交换机

我们知道要实现不同vlan间通信，就必须需要有路由功能，不同VLAN之间相互通信的两种方式（单臂路由、三层交换机）。

什么是单臂路由？

单臂路由的实现方式，其实就是普通二层交换机加路由器，从而实现不同vlan间的可以互相通信。

 

 

那什么是三层交换机呢？

对于小型的网络，单臂路由可以应付，但随着VLAN之间流量的不断增加，很可能导致路由器成为整个网络的瓶颈，出现掉包、或者通信堵塞。

为了解决上述问题，三层交换机应运而生。三层交换机，本质上就是“带有路由功能的（二层）交换机”。路由属于OSI参照模型中第三层网络层的功能，因此带有第三层路由功能的交换机才被称为“三层交换机”。

关于三层交换机的内部结构，可以参照下面的简图。

 

 

在一台本体内，分别设置了交换机模块和路由器模块；而内置的路由模块与交换模块相同，使用ASIC硬件处理路由。因此，与传统的路由器相比，可以实现高速路由。并且，路由与交换模块是汇聚链接的，由于是内部连接，可以确保相当大的带宽，所以对于正规的项目，需要使用三层交换机来实现网网络间的通信。

三、什么是网关

在了解了vlan与三层交换机后，能不能通信，还需要看网关是否正确。

一、什么是网关

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。

二、如何来理解网关

大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。

按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。

三、网关的ip地址

那么网关到底是什么呢？

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关在网段内的可用ip中选一个，不过，一般用的是第1个和最后一个。

例如

比如有网络A和网络B，

网络A：的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩255.255.255.0；

如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.1.1，当然也可以设置为网段内其它的一个ip地址。

网络B：的IP地址范为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码255.255.255.0。

如果需要与其它网段通信，那么它的网关可以设置为192.168.2.1，当然也可以设置为网段内其它的一个ip地址。

 

四、网关是如何实现通信？

在没有路由器的情况下，不同的两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。

如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络B向网络A转发数据包的过程。

所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。

五、什么是默认网关？

如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。

四、什么是DNS

DNS是域名解析服务器（Domain Name System），是把网址变成IP地址的服务器。

DNS说白了是把域名翻译成IP地址用的，这里面举个例子，大家就很容易清楚了。

例如我们在浏览器里面输入www.baidu.com的时候，机器要跟百度这个网站进行通信，机器要往外面发送数据包，数据包里面要写百度这台服务器的IP地址，我们不知道IP地址是多少，那么就需要主机问DNS服务器，DNS服务器就自动帮我们把www.baidu.com这个域名翻译成了IP地址61.135.169.105。然后写到了数据包的目的IP地址里面就可以进行通信。

就跟我们写信一样，你得写个收信人的地址邮局才能给你发送吧，你给国外写信，你写中文地址邮局不认识，需要这个一个人帮你翻译成英语。这就是DNS的作用，所以你的在本地连接里面写DNS才可以正常浏览网页，如果不设置DNS，是无法正常访问网页的。

五、MAC地址

讲到MAC地址，就不得不提ip地址，这里顺便把ip地址也说下。

IP与MAC

虽然现在已经ipv6了，但我们基本用的大多数还是ipv4协议，所谓ip就是你电脑整个网络的编号。其他电脑想访问电脑就得需要这个编号。但是这个编号很多情况下是一直在变化的。唯一不变的是你的MAC地址：物理地址。

MAC是网络中用来标识网卡设备的唯一网络地址。由相关硬件制造商统一分配，每台电脑的MAC地址都是唯一的。

做个比喻，你经常搬家，你没搬一次家都有一个地址，XX小区XX单元XX号，这个就是IP。但是你的名字不变，这个就是MAC，不同的是我们的MAC不允许重名。

我们的IP分为两个部分：如上图分为网络部分和主机部分。网络部分好比就是你在XX省XX市XX镇，这个是国家固定下来了的。但是XX小区XX单元XX号是开发商自己定的。两个编号加起来就是你的ip了。不同的是在现实中两个编号的长度是固定的，在网络上A、B、C、D的ip地址却是变化的，这个在前天有详细讲到。

六、子网掩码

子网掩码是为了区分网络位和主机位，上面我们说到过，一个ip地址是由网络部分和主机部分。正如一个人的名字由姓与名组成。

那么我们可以把IP地址比作一个人的名字，那么子网掩码就像是一份名单，可以快速的知道那些人同姓，那些人不同姓，把同姓的人分在一组，让他们之前可以互相交流。

举个例子

有一个网段是192.168.1.0-192.1.254，这个网段就像一个村子一样，就称它为安防村，此这网段有个ip地址是192.168.1.1，我们就叫他安防一，另外一个人叫安防二，它的ip地址为192.168.1.2，我们一看他们，就知道他们是同村的。

另外有一个网段，是192.168.0.0——192.168.255.254，我们叫它安村，村里有个同样有两个ip地址为92.168.1.1与192.168.1.2，也叫安防一，安防二，那么问题来了？这个时候，如何区分他们是属于那个村的？

这个时候就需要子网掩码了来判断他们是属于那个网段的，需要把安防一、安防二带到村里去认下，就知道他们是属于那个村了，安防村的网段是255.255.255.0，安村的网段是255.255.0.0。

网络中也会出现类似于“同名”“同姓”的ip地址，如何区分他们到底是属于那个网段，就需要依靠子网掩码了。

 

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