IPv6开启标准化工作,独立IP未来将不再稀缺

2021-09-06 09:35:18
三易生活
文章摘要: IPv6标准工作组成立的背景,是国内IPv6的建设进展并不太尽如人意。根据谷歌方面此前公布的统计数据显示,截止2020年5月,我国IPv6的普及率仅有0.24%。尽管早在2017年就已开始鼓励IPv6的升级,但其普及速度,却远没有那么快速。

相信很多朋友在使用淘宝、京东、支付宝,以及其他互联网大厂的APP时,在开屏页面除了能看到广告外,往往还会在中下部发现一行小字“XX支持IPv6网络”。这是因为自2017年开始,相关部门已经开始从宏观层面推广部署IPv6,为下一代互联网的升级“打基础”。

然而除了在APP打开时的这一行字外,似乎IPv6的存在感较为稀薄。为推进这一协议,日前IPv6标准工作组成立大会在北京召开。据了解,IPv6标准工作组是在中央网信办、国家发改委、工信部、国家市场监管总局指导支持下,成立的专业标准化组织,也标志着IPv6标准化工作进入新的阶段,将加速IPv6国内国际标准化工作进程,加快互联网演进升级。

事实上,IPv6标准工作组成立的背景,是国内IPv6的建设进展并不太尽如人意。根据谷歌方面此前公布的统计数据显示,截止2020年5月,我国IPv6的普及率仅有0.24%。尽管早在2017年就已开始鼓励IPv6的升级,但其普及速度,却远没有那么快速。

所谓的IPv6,其实是“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)为IPv4地址资源枯竭而设计的下一代IP协议。对于互联网有着一定了解的朋友想必都听说过“IP地址”,这是在互联网中定位到相应设备的核心元素,相当于是互联网世界中的门牌号。

互联网协议(Internet Protocol,IP)是TCP/IP协议族中网络层的协议,上世纪80年代由美国南加州大学教授Jon Postel定义,同时也是Internet这张由无数局域网链接起来的互联网诞生的基石。IPv4顾名思义就是互联网协议的第四版,也是第一个被广泛使用,构成如今互联网技术的基石协议,其根本目的是为了在网络中定位一台接入网络并且有TCP/IP协议栈的设备。

早在1993年,国际互联网工程任务组就开始规划下一代协议,以解决IPv4地址枯竭的问题,随后在2004年就已经有媒体报道IPv4地址资源不足一事,到了2019年,欧洲网络信息中心正式宣布库存的IPv4地址用完。虽然按照正常情况,在IPv4完成了历史使命后,接下来登场的就是IPv6,但现实却是IPv4“并不想退场”。

IPv6作为更新的协议,其将IPv4中32位的地址长度扩展到了128位,也就是说拥有2^128-1个地址,几乎能够让地球上的每一粒沙子都配到一个IP地址。并且由于IPv6支持IPSec协议,有着更高的安全性,再加上更强的聚合能力,也使得数据转发的路径更短、传输效率更高。

既然IPv6的优势如此之大,为何在其取代IPv4的道路上走得如此慢呢?这其中的关键,就在于应对IPv4地址枯竭这一问题上,除了升级IPv6网络外,业界找到了切实可行的替代方案。而这一方案就是NAT(网络地址转换)技术的升级版NAPT(网络地址端口转换),NAPT可以利用源端口将多个私网IP地址映射到一个公网IP地址,使得多个用户可需使用一个公网IP地址就可以同时与Internet进行通信。

例如PC的IP地址往往集中在192.168.1.0网段,而移动4G的IP地址则通常是10.x.x.x/8,这二者都是路由器或基站分配的私有IP,不过这些都是设备在局域网下的IP,而公网IP则是与其他很多用户共同使用的。

当然,NAPT技术作为权宜之计,也存在着明显的缺陷。NAPT破坏了端对端连接这一互联网的核心协议,违反了网络分层结构的设计原则,会让相当多的互联网服务受到限制。并且更为重要的是,NAPT是将多个私网IP地址映射到一个公网IP地址上,这就意味着私网地址访问互联网地址更方便,但互联网地址访问私网地址时,网关设备需要将请求正确的分配到对应的私网地址上,所以会大幅降低通信的效率。

运营商(ISP)当然是知道NAPT的问题,但是奈何从IPv4升级到IPv6实在是太麻烦。有观点认为,IPv6完全放弃兼容IPv4,或是导致其普及缓慢的关键问题,对于运营商来说,IPv6将会让过去的基础网络投资变成沉没成本,并且升级IPv6需要额外的海量投入,在目前提速降费及5G建设的背景下,运营商还有没有足够的资源和意愿来升级IPv6,其实是要打一个问号的。

而5G之所以能够实现快速普及,靠的就是我国率先采用了基于5G Sub-6GHz频段的NSA组网,可以在原有基站设备的基础上升级5G网络。而目前部署IPv6的主要方式,是借助双栈、隧道机制来联通IPv4网络,这就造成了部署成本很高的问题。

对于互联网厂商(ICP)而言,用户流量几乎是一切的关键,现在的问题是来自于IPv6的流量占比非常低,所导致的结果就是除了核心服务为了合规需要支持IPv4和IPv6外,其它服务仅需支持IPv4即可。而对于用户来说,除了PC、智能手机,以及近年的新款路由器外,机顶盒、智能电视、智能音箱和相当多的智能家居产品还仅仅只支持IPv4,一旦将自己的局域网升级到IPv6网络,就可能会导致这些设备无法使用了。

这些问题,也就使得IPv6的普及变成了一个“死结”。运营商在有了NAPT这个暂时性的解决方案来缓解IPv4地址不足的问题,同时IPv4地址不足反过来又让这一稀缺资源的价值升高后,售卖公网IP也成为了运营商的财源,因此在部署成本太高的IPv6面前踟蹰不前。而互联网厂商则因为来自IPv6的流量实在过于杯水车薪,目前全方位支持几乎毫无必要,所以也基本将IPv6排除在优先选用之外。

此外,用户所面临的就是在使用IPv6后,接入的互联网是残缺的。例如目前四大门户网站基本只在主站支持IPv6,旗下的各个分站点基本并不支持。而许多号称支持IPv6的APP,如果真的使用IPv6进行连接就会发现,在打开APP后要么只有文字,图片与视频无法显示出来,要么就是部分功能无法使用。

因此,IPv6标准工作组的成立就相当于是一条“鲶鱼”,将有助于打破目前萦绕在IPv6上的这个死循环。并且也只有运营商先行动起来,互联网厂商在面对更多IPv6接入的情况下,才有动力去提升对这一协议的支持力度,而用户面对越来越好用的IPv6,自然就会选择用脚来投票。

信息化软件服务网 - 助力数字中国建设 | 责编:莎莉
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