關(guān)于IPv6的秘密史

IPv6大家都知道，是當(dāng)前大力推崇的解決IPv4地址緊缺問題的新技術(shù)。說它是新技術(shù)，其實(shí)一點(diǎn)也不算新，從IPv6最早的工作組成立1992年到現(xiàn)在，已過去27年，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程中，IPv6年齡甚至有些太大了，IPv6也經(jīng)歷了不少成長的煩惱，而且除了IPv4和IPv6兄弟倆，還有不少不為人知的，接下來就讓我們見識(shí)一下，了解一下IPv6的秘密史。

IPv6的“6”表示的是TCP/IP協(xié)議的第六個(gè)版本，IPv4的“4”表示的是TCP/IP協(xié)議的第四個(gè)版本，除了這兩個(gè)版本，當(dāng)然還有其它版本，TCP/IP協(xié)議其實(shí)從IPv1開始，到現(xiàn)在IPv10都已經(jīng)出現(xiàn)了，這些不同版本之間并沒有關(guān)聯(lián)，也不是簡單IP地址長度的長短。

TCP/IP協(xié)議來自于DARPA(美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局Defense Advanced Research Projects Agency)，1973年夏天，DARPA的卡恩和瑟夫開發(fā)出了一個(gè)基本的改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就是TCP/IP的雛形，很快在1974年，DARPA和BBN(位于美國麻塞諸塞州劍橋的高科技公司)、斯坦福和倫敦大學(xué)簽署了協(xié)議開發(fā)不同硬件平臺(tái)上均可支持的運(yùn)行版本。當(dāng)時(shí)總共有四個(gè)版本被開發(fā)出來，最開始有TCPV1和TCPV2。1975年，在斯坦福和倫敦大學(xué)之間進(jìn)行了測試，1977年11月，在美國、英國和挪威三個(gè)國家之間又進(jìn)行了測試，在這個(gè)過程中不斷對(duì)TCP/IP協(xié)議做修補(bǔ)。到了1978年春天，TCP/IP被分成為TCPV3和IPv3的改進(jìn)版本，后來一版就是穩(wěn)定的TCP/IPv4版本，IPv4從此走向上歷史舞臺(tái)，世界迎來了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，IPv4因此也統(tǒng)治了互聯(lián)網(wǎng)近五十年。在IPv4之前有IPv1~IPv3 三個(gè)版本，這些版本的內(nèi)容現(xiàn)在已經(jīng)很難找到，鮮有資料對(duì)這些版本定義的內(nèi)容做介紹。IPv3和IPv4最為接近，IPv4在IPv3定義的基礎(chǔ)上又做了些刪減，最終定稿。1983年1月1日IPv4得以正式部署，1984年，美國國防部將TCP/IP作為所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，后來IPv4很快成為互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

IPv4的巨大成功掩蓋了其它IPvX 的鋒芒，其實(shí)在IPv4取得普及之前，DARPA自己也沒有想到會(huì)有這樣的巨大影響效果，它們設(shè)計(jì)之初也只是想解決軍方內(nèi)部的一些通信問題，再加上當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)和光纖通信技術(shù)都不成熟，所以最初二十年里IPv4也過得并不好，IPv4就沒引起多少人的關(guān)注和使用。

不過研究還得繼續(xù)，很快又出現(xiàn)了IPv5。IPv5是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的資源預(yù)留協(xié)議，被稱為因特網(wǎng)流協(xié)議(Stream Protocol，流協(xié)議)，目的是為了提供服務(wù)質(zhì)量QoS，支持多媒體(語音\視頻和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流量)，在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸，IPv5由兩個(gè)協(xié)議組成，一個(gè)是用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟T協(xié)議，另一個(gè)是流控制消息協(xié)議SCMP(Stream Control Message Protoco)，又稱為ST2。IPv5設(shè)計(jì)的目的并不是要取代IPv4，而是希望多媒體應(yīng)用同時(shí)使用這兩類協(xié)議，采用IPv4傳送傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包，IPv5則用于傳送承載了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。RFC 1700就是IPv5標(biāo)準(zhǔn)定義的雛形，雖然從未真正實(shí)現(xiàn)過，IPv5最終被融入IPv4協(xié)議當(dāng)中。在IPv4中有個(gè)資源預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)是傳輸層協(xié)議RSVP(Resource Reservation Protocol，資源預(yù)留協(xié)議)，可實(shí)現(xiàn)在IPv4上由接收端發(fā)起的資源預(yù)留請求，有關(guān)RSVP在RFC 2205中有詳細(xì)闡述。到了1994年，IETF工作組開始研究“互聯(lián)網(wǎng)下一代協(xié)議”時(shí)，他們需要一個(gè)新版本號(hào)，但I(xiàn)Pv5已分配給ST協(xié)議，他們選用了IPv6。IPv6是IPv4的替代版本，與IPv5并沒有關(guān)系。

眾所周知，IPv6的設(shè)計(jì)主要是為解決IPv4地址短缺問題，所以IPv6協(xié)議定義中多少都有些IPv4協(xié)議的影子。IPv6并不是將IPv4推到重來，大多數(shù)協(xié)議的處理都有繼承，并針對(duì)IPv4實(shí)際使用中遇到的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。

在IPv6出現(xiàn)之前，其實(shí)早有IPv7出現(xiàn)了，只不過IPv6定義出來的早些，先搶了一個(gè)版本號(hào)。IPv7是在1992年就由Robert Ullmann提出來了。1993年，在RFC1475中進(jìn)行了更詳細(xì)描述，其標(biāo)題為“TP/IX：下一代Internet”，TP/IX設(shè)計(jì)有64位地址，后來TP/IX演變成了RFC 1707中定義另一個(gè)協(xié)議CATNIP(Common Architecture for the Internet)。按照當(dāng)時(shí)的預(yù)估IPv7的64位IP地址數(shù)量也不少，當(dāng)時(shí)是足夠用了，畢竟IP地址設(shè)計(jì)的越長，數(shù)據(jù)包載荷就越短，傳輸效率會(huì)更低。

然而IPv4網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度出乎了所有人的預(yù)料，尤其是第三世界國家的經(jīng)濟(jì)崛起，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)有極大需求，但I(xiàn)Pv4地址卻很少，IPv4地址面臨不足的問題，有人也預(yù)測大概到什么時(shí)候IPv4地址會(huì)被分光，而且按照這樣的速度發(fā)展下去，IPv7的64位IP地址分配也很可能很快遇到瓶頸，于是大家將目光都投向了IPv6，IPv6有128位IP地址長度，足夠?yàn)槭澜缟系拿恳涣Ｉ匙臃峙湟粋€(gè)IP地址，IP是海量的，即便到現(xiàn)在也想象不到IPv6何時(shí)能被用完，所以IPv6作為下一代協(xié)議獲得了極大關(guān)注。

這兩年IPv4地址已被分光，物聯(lián)網(wǎng)又有迫切發(fā)展的需要，IPv6被推上歷史舞臺(tái)，全網(wǎng)展開了IPv6改造IPv4的熱潮。IP協(xié)議依然沒有停止發(fā)展的腳步，IPv8也出現(xiàn)了，IPv8繼承和拓寬IPv4性能，避免IPv6存在與IPv4差異太大，系統(tǒng)不兼容等不足，IPv8主要實(shí)現(xiàn)IP層的安全，它是通過類似與IPv6的安全選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)在IPv6里也有IPv8的影子，這也是IPv8最終沒有替代IPv4的原因，IPv8只能解決IPv4的安全問題，新一代網(wǎng)絡(luò)的需求IPv8都滿足不了，逐漸變成了一個(gè)純理論的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。到了1994年的愚人節(jié)，英國工程師Julian Onions發(fā)表了《使用IPv9歷史觀》，成為RFC1606草案，IPv9正是被人提出。IPv9當(dāng)時(shí)帶有科幻色彩，描述的是若干年以后一種新的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議產(chǎn)生以及其在未來時(shí)代中的應(yīng)用。后來我國對(duì)IPv9做了重新定義，它再次對(duì)IPv6可能存在的協(xié)議缺陷進(jìn)行改良，而且IPv4和IPv6都采用十六進(jìn)制技術(shù)，IPv9卻采用十進(jìn)制技術(shù)，能分配的地址量比IPv6多了7倍，當(dāng)然IPv9依然是一種理論，并未在國際上獲得廣泛認(rèn)同。再往后直到2017年，IPv10也出來了。IPv10用一個(gè)非常簡單和有效的方法解決了使用IPv6協(xié)議主機(jī)與使用IPv4協(xié)議主機(jī)之間相互通信的問題，在兩者之間使用IPv10進(jìn)行通信，無需協(xié)議轉(zhuǎn)換。

從IPv1到IPv10，鑒證了互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展史。這里很多協(xié)議故事鮮為人知，成為了封存已久的秘史。再次重提，多有幾番韻味。原來，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不僅僅只有IPv4和IPv6，到現(xiàn)在已有了10個(gè)。

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