搜索

[23463] 2015-01-08_IPv6：IPv4犯的错，为什么要我来弥补

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：4
最后更新：2025-01-18
2015-01-08_IPv6：IPv4犯的错，为什么要我来弥补 I P v 6 ： I P v 4 犯 的 错 ， 为 什 么 要 我 来 弥 补 L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 1 - 0 8 在 过 去 的 十 年 间 ， I P v 6   本 来 应 该 得 到 很 大 的 发 展 ， 但 事 实 上 这 种 好 事 并 没 有 降 临 。 由 此 导 致 了 一 个 结 果 ， 那 就 是 大 部 分 人 都 不 了 解   I P v 6   的 一 些 知 识 ： 它 是 什 么 ， 怎 么 使 用 ， 以 及 ， 为 什 么 它 会 存 在 ？ I P v 4   做 错 了 什 么 ？ 自 从 1 9 8 1 年 发 布 了   R F C   7 9 1   标 准 以 来 我 们 就 一 直 在 使 用   I P v 4 。 在 那 个 时 候 ， 电 脑 又 大 又 贵 还 不 多 见 ， 而   I P v 4   号 称 能 提 供 4 0 亿 条 亿 条   I P   地 址 地 址 ， 在 当 时 看 来 ， 这 个 数 字 好 大 好 大 。 不 幸 的 是 ， 这 么 多 的   I P   地 址 并 没 有 被 充 分 利 用 起 来 ， 地 址 与 地 址 之 间 存 在 间 隙 。 举 个 例 子 ， 一 家 公 司 可 能 有 2 5 4 ( 2 8 - 2 ) 条 地 址 ， 但 只 使 用 其 中 的 2 5 条 ， 剩 下 的 2 2 9 条 被 空 占 着 ， 以 备 将 来 之 需 。 于 是 这 些 空 闲 着 的 地 址 不 能 服 务 于 真 正 需 要 它 们 的 用 户 ， 原 因 就 是 网 络 路 由 规 则 的 限 制 。 最 终 的 结 果 是 在 1 9 8 1 年 看 起 来 那 个 好 大 好 大 的 数 字 ， 在 2 0 1 4 年 看 起 来 变 得 好 小 好 小 。 互 联 网 工 程 任 务 组 （ I E T F ） 在 9 0 年 代 初 指 出 了 这 个 问 题 ， 并 提 供 了 两 套 解 决 方 案 ： 无 类 型 域 间 选 路 （ C I D R ） 以 及 私 有 I P 地 址 。 在   C I D R   出 现 之 前 ， 你 只 能 选 择 三 种 网 络 地 址 长 度 ： 2 4   位 位   ( 共 1 6 , 7 7 7 , 2 1 4 个 可 用 地 址 ) ,   2 0 位 位   ( 共 1 , 0 4 8 , 5 7 4 个 可 用 地 址 ) 以 及 1 6 位 位   ( 共 6 5 , 5 3 4 个 可 用 地 址 ) 。 C I D R   出 现 之 后 ， 你 可 以 将 一 个 网 络 再 划 分 成 多 个 子 网 。 举 个 例 子 ， 如 果 你 需 要 5 个 个   I P   地 址 地 址 ， 你 的   I S P   会 为 你 提 供 一 个 子 网 ， 里 面 的 主 机 地 址 长 度 为 3 位 ， 也 就 是 说 你 最 多 能 得 到 6 个 地 址 个 地 址 （ L C T T ： 抛 开 子 网 的 网 络 号 ， 3 位 主 机 地 址 长 度 可 以 表 示 0 ～ 7 共 8 个 地 址 ， 但 第 0 个 和 第 7 个 有 特 殊 用 途 ， 不 能 被 用 户 使 用 ， 所 以 你 最 多 能 得 到 6 个 地 址 ） 。 这 种 方 法 让   I S P   能 尽 最 大 效 率 分 配   I P   地 址 。 “ 私 有 地 址 ” 这 套 解 决 方 案 的 效 果 是 ， 你 可 以 自 己 创 建 一 个 网 络 ， 里 面 的 主 机 可 以 访 问 外 网 的 主 机 ， 但 外 网 的 主 机 很 难 访 问 到 你 创 建 的 那 个 网 络 上 的 主 机 ， 因 为 你 的 网 络 是 私 有 的 、 别 人 不 可 见 的 。 你 可 以 创 建 一 个 非 常 大 的 网 络 ， 因 为 你 可 以 使 用 1 6 , 7 7 7 , 2 1 4 个 主 机 地 址 ， 并 且 你 可 以 将 这 个 网 络 分 割 成 更 小 的 子 网 ， 方 便 自 己 管 理 。 也 许 你 现 在 正 在 使 用 私 有 地 址 。 看 看 你 自 己 的   I P   地 址 ， 如 果 这 个 地 址 在 这 些 范 围 内 ： 1 0 . 0 . 0 . 0   –   1 0 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 、 1 7 2 . 1 6 . 0 . 0   – 1 7 2 . 3 1 . 2 5 5 . 2 5 5 或 1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 0   –   1 9 2 . 1 6 8 . 2 5 5 . 2 5 5 ， 就 说 明 你 在 使 用 私 有 地 址 。 这 两 套 方 案 有 效 地 将 “ I P   地 址 用 尽 ” 这 个 灾 难 延 迟 了 好 长 时 间 ， 但 这 毕 竟 只 是 权 宜 之 计 ， 现 在 我 们 正 面 临 最 终 的 审 判 。
I P v 4   还 有 另 外 一 个 问 题 ， 那 就 是 这 个 协 议 的 消 息 头 长 度 可 变 。 如 果 数 据 的 路 由 通 过 软 件 来 实 现 ， 这 个 问 题 还 好 说 。 但 现 在 路 由 器 功 能 都 是 由 硬 件 提 供 的 ， 处 理 变 长 消 息 头 对 硬 件 来 说 是 一 件 困 难 的 事 情 。 一 个 大 的 路 由 器 需 要 处 理 来 自 世 界 各 地 的 大 量 数 据 包 ， 这 个 时 候 路 由 器 的 负 载 是 非 常 大 的 。 所 以 很 明 显 ， 我 们 需 要 固 定 消 息 头 的 长 度 。 在 分 配   I P   地 址 的 同 时 ， 还 有 一 个 问 题 ， 因 特 网 是 美 国 人 发 明 的 （ L C T T ： 这 个 万 恶 的 资 本 主 义 国 家 占 用 了 大 量   I P   地 址 ） 。 其 他 国 家 只 得 到 了   I P   地 址 的 碎 片 。 我 们 需 要 重 新 定 制 一 个 架 构 ， 让 连 续 的   I P   地 址 能 在 地 理 位 置 上 集 中 分 布 ， 这 样 一 来 路 由 表 可 以 做 的 更 小 （ L C T T ： 想 想 吧 ， 网 速 肯 定 更 快 ） 。 还 有 一 个 问 题 ， 这 个 问 题 你 听 起 来 可 能 还 不 大 相 信 ， 就 是   I P v 4   配 置 起 来 比 较 困 难 ， 而 且 还 不 好 改 变 。 你 可 能 不 会 碰 到 这 个 问 题 ， 因 为 你 的 路 由 器 为 你 做 了 这 些 事 情 ， 不 用 你 去 操 心 。 但 是 你 的   I S P   对 此 一 直 是 很 头 疼 的 。 下 一 代 因 特 网 需 要 考 虑 上 述 的 所 有 问 题 。 I P v 6   和 它 的 优 点 I E T F   在 1 9 9 5 年 1 2 月 公 布 了 下 一 代   I P   地 址 标 准 ， 名 字 叫   I P v 6 ， 为 什 么 不 是   I P v 5 ？ → _ →   因 为 某 个 错 误 原 因 ， “ 版 本 5 ” 这 个 编 号 被 其 他 项 目 用 去 了 。 I P v 6   的 优 点 如 下 ： 1 2 8 位 地 址 长 度 （ 共 有 3 . 4 0 2 8 2 3 6 6 9 × 1 0 ³ ⁸ 个 地 址 ） 其 架 构 下 的 地 址 在 逻 辑 上 聚 合 消 息 头 长 度 固 定 支 持 自 动 配 置 和 修 改 你 的 网 络 。 我 们 一 项 一 项 地 分 析 这 些 特 点 ： 地 址 人 们 谈 到   I P v 6   时 ， 第 一 件 注 意 到 的 事 情 就 是 它 的 地 址 好 多 好 多 。 为 什 么 要 这 么 多 ？ 因 为 设 计 者 考 虑 到 地 址 不 能 被 充 分 利 用 起 来 ， 我 们 必 须 提 供 足 够 多 的 地 址 ， 让 用 户 去 挥 霍 ， 从 而 达 到 一 些 特 殊 目 的 。 所 以 如 果 你 想 架 设 自 己 的   I P v 6   网 络 ， 你 的   I S P   可 以 给 你 分 配 拥 有 6 4 位 位 主 机 地 址 长 度 的 网 络 （ 可 以 分 配 1 . 8 4 4 6 7 4 4 0 7 × 1 0 ¹ ⁹ 台 主 机 ） ， 你 想 怎 么 玩 就 怎 么 玩 。 聚 合 有 这 么 多 的 地 址 ， 这 些 地 址 可 以 被 稀 稀 拉 拉 地 分 配 给 主 机 ， 从 而 更 高 效 地 路 由 数 据 包 。 算 一 笔 帐 啊 ， 你 的   I S P   拿 到 一 个 8 0 位 位 地 址 长 度 的 网 络 空 间 ， 其 中 1 6 位 是   I S P   的 子 网 地 址 ， 剩 下 6 4 位 分 给 你 作 为 主 机 地 址 。 这 样 一 来 ， 你 的   I S P   可 以 分 配 6 5 , 5 3 4 个 子 网 。 然 而 ， 这 些 地 址 分 配 不 是 一 成 不 变 地 ， 如 果   I S P   想 拥 有 更 多 的 小 子 网 ， 完 全 可 以 做 到 （ 当 然 ， 土 豪   I S P   可 能 会 要 求 再 来 一 个 8 0 位 网 络 空 间 ） 。 最 高 的 4 8 位 地 址 是 相 互 独 立 地 ， 也 就 是 说   I S P   与   I S P   之 间 虽 然 可 能 分 到 相 同 地 8 0 位 网 络 空 间 ， 但 是 这 两 个 空 间 是 相 互 隔 离 的 ， 好 处 就 是 一 个 网 络 空 间 里 面 的 地 址 会 聚 合 在 一 起 。 固 定 的 消 息 头 长 度 I P v 4   消 息 头 长 度 可 变 ， 但   I P v 6   消 息 头 长 度 被 固 定 为 4 0 字 节 。 I P v 4   会 由 于 额 外 的 参 数 导 致 消 息 头 变 长 ， I P v 6   中 ， 如 果 有 额 外 参 数 ， 这 些 信 息 会 被 放 到 一 个 紧 挨 着 消 息 头 的 地 方 ， 不 会 被 路 由 器 处 理 ， 当 消 息 到 达 目 的 地 时 ， 这 些 额 外 参 数 会 被 软 件 提 取 出 来 。 I P v 6   消 息 头 有 一 个 部 分 叫 “ f l o w ” ， 是 一 个 2 0 位 伪 随 机 数 ， 用 于 简 化 路 由 器 对 数 据 包 的 路 由 过 程 。 如 果 一 个 数 据 包 存 在 “ f l o w ” ， 路 由 器 就 可 以 根 据 这 个 值 作 为 索 引 查 找 路 由 表 ， 不 必 慢 吞 吞 地 遍 历 整 张 路 由 表 来 查 询 路 由 路 径 。 这 个 优 点 使   I P v 6   更 容 易 被 路 由 。 自 动 配 置 I P v 6   中 ， 当 主 机 开 机 时 ， 会 检 查 本 地 网 络 ， 看 看 有 没 有 其 他 主 机 使 用 了 自 己 的   I P   地 址 。 如 果 地 址 没 有 被 使 用 ， 就 接 着 查 询 本 地 的   I P v 6   路 由 器 ， 找 到 后 就 向 它 请 求 一 个   I P v 6   地 址 。 然 后 这 台 主 机 就 可 以 连 上 互 联 网 了   — —   它 有 自 己 的   I P   地 址 ， 和 自 己 的 默 认 路 由 器 。
如 果 这 台 默 认 路 由 器 宕 机 ， 主 机 就 会 接 着 找 其 他 路 由 器 ， 作 为 备 用 路 由 器 。 这 个 功 能 在   I P v 4   协 议 里 实 现 起 来 非 常 困 难 。 同 样 地 ， 假 如 路 由 器 想 改 变 自 己 的 地 址 ， 自 己 改 掉 就 好 了 。 主 机 会 自 动 搜 索 路 由 器 ， 并 自 动 更 新 路 由 器 地 址 。 路 由 器 会 同 时 保 存 新 老 地 址 ， 直 到 所 有 主 机 都 把 自 己 地 路 由 器 地 址 更 新 成 新 地 址 。 I P v 6   自 动 配 置 还 不 是 一 个 完 整 地 解 决 方 案 。 想 要 有 效 地 使 用 互 联 网 ， 一 台 主 机 还 需 要 另 外 的 东 西 ： 域 名 服 务 器 、 时 间 同 步 服 务 器 、 或 者 还 需 要 一 台 文 件 服 务 器 。 于 是   d h c p 6   出 现 了 ， 提 供 与   d h c p   一 样 的 服 务 ， 唯 一 的 区 别 是   d h c p 6   的 机 器 可 以 在 可 路 由 的 状 态 下 启 动 ， 一 个   d h c p 进 程 可 以 为 大 量 网 络 提 供 服 务 。 唯 一 的 大 问 题 如 果   I P v 6   真 的 比   I P v 4   好 那 么 多 ， 为 什 么 它 还 没 有 被 广 泛 使 用 起 来 （ G o o g l e   在 2 0 1 4 年 年 5 月 份 月 份 估 计   I P v 6   的 市 场 占 有 率 为 4 % ） ？ 一 个 最 基 本 的 原 因 是 “ 先 有 鸡 还 是 先 有 蛋 ” 。 服 务 商 想 让 自 己 的 服 务 器 为 尽 可 能 多 的 客 户 提 供 服 务 ， 这 就 意 味 着 他 们 必 须 部 署 一 个   I P v 4 地 址 。 当 然 ， 他 们 可 以 同 时 使 用   I P v 4   和   I P v 6   两 套 地 址 ， 但 很 少 有 客 户 会 用 到   I P v 6 ， 并 且 你 还 需 要 对 你 的 软 件 做 一 些 小 修 改 来 适 应   I P v 6 。 另 外 比 较 头 疼 的 一 点 是 ， 很 多 家 庭 的 路 由 器 压 根 不 支 持   I P v 6 。 还 有 就 是   I S P   也 不 愿 意 支 持   I P v 6 ， 我 问 过 我 的   I S P   这 个 问 题 ， 得 到 的 回 答 是 ： 只 有 客 户 明 确 指 出 要 部 署 这 个 时 ， 他 们 才 会 用   I P v 6 。 然 后 我 问 了 现 在 有 多 少 人 有 这 个 需 求 ， 答 案 是 ： 包 括 我 在 内 ， 共 有 1 个 。 与 这 种 现 实 状 况 呈 明 显 对 比 的 是 ， 所 有 主 流 操 作 系 统 ： W i n d o w s 、 O S   X 、 L i n u x   都 默 认 支 持   I P v 6   好 多 年 了 。 这 些 操 作 系 统 甚 至 提 供 软 件 让 I P v 6   的 数 据 包 披 上   I P v 4   的 皮 来 骗 过 那 些 会 丢 弃   I P v 6   数 据 包 的 主 机 ， 从 而 达 到 传 输 数 据 的 目 的 。 总 结 I P v 4   已 经 为 我 们 服 务 了 好 长 时 间 。 但 是 它 的 缺 陷 会 在 不 远 的 将 来 遭 遇 不 可 克 服 的 困 难 。 I P v 6   通 过 改 变 地 址 分 配 规 则 、 简 化 数 据 包 路 由 过 程 、 简 化 首 次 加 入 网 络 时 的 配 置 过 程 等 策 略 ， 可 以 完 美 解 决 这 个 问 题 。 问 题 是 ， 大 众 在 接 受 和 使 用   I P v 6   的 过 程 中 进 展 缓 慢 ， 因 为 改 变 代 价 太 大 了 。 好 消 息 是 所 有 操 作 系 统 都 支 持   I P v 6 ， 所 以 当 你 有 一 天 想 做 出 改 变 ， 你 的 电 脑 只 需 要 改 变 一 点 点 东 西 ， 就 能 转 到 全 新 的 架 构 体 系 中 去 。 v i a :   h t t p : / / w w w . t e c m i n t . c o m / i p v 4 - a n d - i p v 6 - c o m p a r i s o n / 作 者 ： J e f f   S i l v e r m a n   译 者 ： b a z z 2   校 对 ： M r 小 眼 儿 本 文 由   L C T T   原 创 翻 译 ， L i n u x 中 国   荣 誉 推 出 阅 读 原 文
回复

举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

使用Markdown编辑器编辑 使用富文本编辑器编辑

Archiver| 手机版| 小黑屋|
Powered by Discuz! X3.4 Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud. 商业源码建议获取授权，如侵犯您的权益，请联系客服处理