IPv4與IPv6有什么不同，如何升級到IPv6

自1981年Jon Postel 在RFC791中定義了IPv4到現(xiàn)在，IPv4在IP領(lǐng)域稱王已有30余年，并一度成為IP的代名詞，但是IPv4面臨枯竭的危機(jī)，已經(jīng)失去了實(shí)用價值。到1998年，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)正式確立了IPv6后繼協(xié)議，用于處理IPv4地址耗盡的長期預(yù)期問題，旨在取代IPv4并成為互聯(lián)網(wǎng)的骨干。
如今，網(wǎng)絡(luò)世界正在緩慢地向IPv6標(biāo)準(zhǔn)過渡。根據(jù)據(jù)谷歌公班尼路統(tǒng)計(jì)，2016年全球大約15%的互聯(lián)網(wǎng)流量使用了IPv6協(xié)議。到2017年底，大約20%的互聯(lián)網(wǎng)流量使用了新的協(xié)議，而到2019年采用新協(xié)議的流量可能會上升到35%。
切換到IPv6是否緊急?
我國準(zhǔn)備IPv6已有十余年，中國工程院院士吳建平反思國內(nèi)IPv6的發(fā)展：“起了個大早，趕了個晚集”，IPv6的推進(jìn)已刻不容緩。去年11月兩辦印發(fā)了《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計(jì)劃》，使得IPv6開始落地，并強(qiáng)制執(zhí)行。計(jì)劃提出要用5到10年時間，形成下一代互聯(lián)網(wǎng)自主技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建成全球大規(guī)模的IPv6商業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域的深度融合應(yīng)用。
IPv6與IPv4有何不同?
(1)更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32,即有2^{32個地址;而IPv6中IP地址的長度為128,即有2}128個地址。夸張點(diǎn)說就是，如果IPV6被廣泛應(yīng)用以后，全世界的每一粒沙子都會有相對應(yīng)的一個IP地址。
⑵更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類(Aggregation)的原則,這使得路由器能在路由表中用一條記錄(Entry)表示一片子網(wǎng),大大減小了路由器中路由表的長度,提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
(3)增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對流的支持(Flow-control)。這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長足發(fā)展的機(jī)會，為服務(wù)質(zhì)量(QoS)控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺。
(4)加入了對自動配置(Auto-configuration)的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。
(5)更高的安全性。每個IPv6數(shù)據(jù)包的完整性和真實(shí)性都是通過加密和防止數(shù)據(jù)包欺騙的技術(shù)來保證的。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對IP報文進(jìn)行校驗(yàn)，這極大地增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全。
企業(yè)為什么要遷移到IPv6標(biāo)準(zhǔn)呢?
網(wǎng)絡(luò)專家Jeff Carrell表示，他認(rèn)為遷移到IPv6有內(nèi)部和外部兩方面因素。
Carrell解釋說：“在企業(yè)內(nèi)部，大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行，默認(rèn)情況下啟用IPv6協(xié)議，如果IT團(tuán)隊(duì)不能保證和支持默認(rèn)運(yùn)行用戶操作系統(tǒng)的協(xié)議，則IT團(tuán)隊(duì)可能會遇到問題。
從外部因素來看，這個問題主要集中在世界上大部分地區(qū)，特別是移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)流量正在IPv6上運(yùn)行。 Carrell說：“全球越來越多的實(shí)體只能獲得IPv6連接，而企業(yè)的前瞻性內(nèi)容對于這些用戶可能是重要的?！?br />Horley說，這可以歸結(jié)為一個簡單的問題：“想成為互聯(lián)網(wǎng)的一部分嗎?”他補(bǔ)充說，“如果組織想在互聯(lián)網(wǎng)上開展業(yè)務(wù)，則需要有一個與IPv6接口的方式。”
IPv4設(shè)備是否仍能工作/連接到Internet?
IPv4和IPv6并不直接兼容，但研究人員意識到，他們不能簡單地翻轉(zhuǎn)交換機(jī)并關(guān)閉IPv4，因?yàn)槭澜缟洗蠖鄶?shù)人仍然依賴它。IPv6設(shè)備使用稱為雙堆棧的進(jìn)程構(gòu)建，允許IPv6和IPv4同時并行運(yùn)行。IPv4的支持不會很快被淘汰，傳統(tǒng)的IPv4硬件應(yīng)該繼續(xù)在未來發(fā)揮良好的作用。
中小型企業(yè)切換到IPv6的三大理由是什么?
1、必然性
簡單的事實(shí)是，IPv6將很快成為在互聯(lián)網(wǎng)上添加新設(shè)備或主機(jī)的唯一選擇。中小企業(yè)應(yīng)該過渡到IPv6，以便在不可避免的日子到來時不再支持IPv4。盡快采用IPv6將使中小型企業(yè)能夠安心使用IPv4，不會對其業(yè)務(wù)造成影響。
2、效率
IPv6通過更有效地處理數(shù)據(jù)包來簡化和加速數(shù)據(jù)傳輸，消除了檢查數(shù)據(jù)包完整性的需要，從而節(jié)省了移動數(shù)據(jù)所花費(fèi)的寶貴的路由器時間。有了足夠的IP地址，企業(yè)將不必依靠NAT來連接到Internet。IPv6消除了IPv4中常見的大部分地址沖突問題，并為設(shè)備提供了更多簡化的連接和通信。
3、安全
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)大師和研究人員開發(fā)IPv4安全性的時候，并沒有真正跨越他們的想法。IPv4從未被認(rèn)為是安全的。IPv6從頭到尾都是建立在安全的基礎(chǔ)上的，作為可選功能，已經(jīng)在IPv4之后進(jìn)行管道綁定的許多安全功能都作為默認(rèn)要求集成到IPv6中。IPv6加密流量并檢查數(shù)據(jù)包完整性，為標(biāo)準(zhǔn)Internet流量提供類似于VPN的保護(hù)。
如何遷徙到IPv6?
針對決定遷移到新標(biāo)準(zhǔn)的組織，美國網(wǎng)絡(luò)專家Horley和Carrell推薦了五個關(guān)鍵的好實(shí)踐：
1、培訓(xùn)IT人員關(guān)于IPv6的知識
Carrell說：“IPv6標(biāo)準(zhǔn)的一些基本組件與IPv4完全不同。 IT團(tuán)隊(duì)需要做好功課，了解新的協(xié)議，以及它將如何影響基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用。”
Carrell和Horley都表示，IPv6培訓(xùn)應(yīng)該擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)以外的IT人員。Horley說：“你應(yīng)該全面地訓(xùn)練每個工作人員，針對正在發(fā)生的事情對他們進(jìn)行教育和培訓(xùn)?！?br />2、分析組織當(dāng)前的基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用程序
組織還需要評估其現(xiàn)有環(huán)境的IPv6準(zhǔn)備情況。Carrell說：“組織需要了解其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的整體基礎(chǔ)設(shè)施，不僅僅是交換機(jī)、路由器、網(wǎng)卡以及操作系統(tǒng)，還要查看所有支持IPv6的設(shè)備?！彼嬲f，組織遺留的系統(tǒng)和應(yīng)用程序可能部分支持或完全不支持新協(xié)議。
3、設(shè)置一個測試環(huán)境
Carrell還建議組織建立一個“模擬組織基本業(yè)務(wù)的測試實(shí)驗(yàn)室”。工作人員可以在該測試環(huán)境中啟用IPv6，看看會發(fā)生什么情況。他指出，IPv6有時會導(dǎo)致應(yīng)用程序或硬件意外出現(xiàn)一些問題。
4、編寫一份IPv6計(jì)劃
根據(jù)他們從培訓(xùn)，評估和測試中學(xué)到的信息，企業(yè)可以計(jì)劃如何在自己的環(huán)境中推出新的協(xié)議。
Horley指出，這個規(guī)劃過程也可以為組織重新配置IT環(huán)境提供獨(dú)特的機(jī)會。他說：“我認(rèn)為在這個早期階段，人們所看到的大的錯誤是，他們正在評估并找出他們想去的地方，而沒有利用v6提供的獨(dú)特機(jī)會來改變或重新設(shè)計(jì)已經(jīng)擁有了的東西，無論是利用IPv6提供的網(wǎng)絡(luò)新功能，還是只是一個結(jié)構(gòu)性改變網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的機(jī)會，以更好地滿足組織的業(yè)務(wù)需求。”
5、分階段推出IPv6
Carrell表示，組織在生產(chǎn)中推出IPv6時，應(yīng)該“在一個更容易管理的地方進(jìn)行小規(guī)模部署”。分階段推出可以更容易地處理出現(xiàn)的任何問題變。
Horley對剛剛開始實(shí)施IPv6遷移過程的企業(yè)進(jìn)行了鼓勵：“這并不像人們都認(rèn)為的那樣痛苦，其過程并不令人望而生畏。”

當(dāng)前題目：IPv4與IPv6有什么不同，如何升級到IPv6
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