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什麼是 IPv6，為什麼採用需要這麼長時間？

IPv6 自 1998 年以來一直在努力解決 IPv4 下可用 IP 地址的短缺問題，儘管它具有效率和安全性優勢，但企業採用緩慢

在大多數情況下，關於網際網路地址用盡的可怕警告已經停止，因為從網際網路協議第 4 版 (IPv4) 到 IPv6 的世界緩慢但肯定地遷移已經開始，並且軟件已經到位以防止許多人認為的地址災難。正在預測。

但在我們了解 IPv6 的發展方向和發展方向之前，讓我們回到網際網路尋址的早期。

什麼是 IPv6，為什麼它很重要？

IPv6 是 Internet 協議的最新版本，可識別 Internet 上的設備，以便定位它們。每個使用網際網路的設備都通過其自己的 IP 地址進行識別，以便網際網路通信正常工作。在這方面，它就像您在郵寄信件時需要知道的街道地址和郵政編碼一樣。

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之前的版本 IPv4 使用 32 位尋址方案來支持 43 億台設備，這在實施時被認為已經足夠了。然而，隨著網際網路、個人電腦、智能手機以及現在的物聯網的發展，很明顯，世界需要更多的地址。

幸運的是，網際網路工程任務組 (IETF) 在近 25 年前就認識到了這一點。1998 年，它創建了 IPv6，改為使用 128 位尋址來支持大約 340 萬億（或 2 的 128 次方）。與四組一到三位數字的 IPv4 地址方法不同，IPv6 使用八組四位十六進制數字，用冒號分隔。

IPv6有什麼好處？

在其工作中，IETF 不僅增加了更多的地址空間，還包括與 IPv4 相比對 IPv6 的增強。IPv6 協議可以更有效地處理數據包，提高性能並增加安全性。它使網際網路服務提供商能夠通過使路由表更具層次性來減小其路由表的大小。

IPv6 地址是什麼樣的

您可能對 IPv4 地址很熟悉，它由四部分組成，由點分隔，如下所示：45.48.241.198。用傳統的 Base 10 數字編寫的每個部分代表一個從 0 到 255 的八位二進制數（000000 到 1111111，以二進制編寫）。

IPv6 地址如下所示：2620:cc:8000:1c82:544c:cc2e:f2fa:5a9b。不是四個數字，而是八個，它們用冒號而不是逗號分隔。是的，它們都是數字。裡面有字母是因為 IPv6 地址是用十六進制（Base 16）表示法編寫的，這意味著需要 16 個不同的符號來唯一地表示 Base 10 數字 1-16。使用的是數字 0-9 加上字母 AF。這些數字中的每一個都代表一個 16 位二進制數，範圍從 000000000000 到 11111111111111。

網絡地址轉換 (NAT) 和 IPv6

IPv6 的採用已經延遲，部分原因是網絡地址轉換 (NAT)，它將私有 IP 地址轉換為公共 IP 地址。這樣，具有私有 IP 地址的公司機器可以發送和接收來自位於私有網絡之外的具有公共 IP 地址的機器的數據包。

如果沒有 NAT，擁有數千或數万台電腦的大公司如果想要與外界通信，就會吞噬大量的公共 IPv4 地址。但是這些 IPv4 地址是有限的，並且已經接近枯竭到不得不配給的地步。

NAT 有助於緩解這個問題。使用 NAT，數千台私人尋址的電腦可以通過 NAT 機器（例如防火牆或路由器）呈現給公共網際網路。

NAT 的工作方式是，當具有私有 IP 地址的公司電腦將數據包發送到公司網絡外部的公共 IP 地址時，它首先到達 NAT 設備。NAT 在轉換錶中記錄數據包的源地址和目標地址。

NAT 將數據包的源地址更改為 NAT 設備的面向大眾的地址，並將其發送到外部目的地。當數據包回覆時，NAT 將目標地址轉換為發起通信的電腦的私有 IP 地址。這樣做可以使單個公共 IP 地址可以代表多個私有地址的電腦。

誰在部署 IPv6？

據Google稱，截至 2022 年 3 月，全球 IPv6 採用率約為 34%，但在美國約為 46%。

運營商網絡和 ISP 是第一批開始在其網絡上部署 IPv6 的群體，其中移動網絡處於領先地位。例如，截至 2002 年 3 月，T-Mobile USA 有超過 90% 的流量通過 IPv6，Verizon Wireless 緊隨其後，為 82.63%。根據行業組織World Ipv6 Launch的數據，康卡斯特和 AT&T 的網絡佔比分別為 70% 和 73% 。過去幾年，亞洲和南美洲的 IPv6 採用率越來越高，印度目前約佔 62%，印度無線運營商 Reliance Jio Infocomm 在 World IPv6 Launch 的網絡採用率排行榜上名列前茅，超過 93%。

World IPv6 Launch 表示，目前只有不到 30% 的 Alexa Top 1000 網站可以通過 IPv6 訪問，而這一數字近年來一直停滯不前。

SEO廠商以及其他企業在部署方面落後。例如，RIPE Labs 關於 IPv6 採用的報告指出，美國對 IPv6 的使用實際上從 2020 年到 2021 年有所下降，並推測原因可能是在 COVID-19 大流行初期在家工作的人正在返回辦公室，基於 IPv4 的企業網絡。

完成遷移所需的複雜性、成本和時間都是企業 IT 對遷移項目避之不及的原因。此外，許多中小型企業將其網絡需求外包給服務提供商，在沒有客戶推動的情況下，這些服務提供商本身並沒有強烈的遷移動機。

什麼時候會有更多的部署？

企業對大規模 IPv6 遷移的抵制正在減緩整體採用速度。Charter Communications 的 IT 企業網絡和電信主管 Patrick Hunter列出了許多影響因素，並指出雖然大多數網絡管理員都知道遷移是不可避免的，但如果風險導致問題，沒有人願意成為先驅者。他們自己的網絡和應用程序。

正如他所說，管理員的態度是“我不會因為一些人堅持每個人都應該快點使用新協議而破壞事情並讓生活變得困難”。並非所有公司都在抵制——亞馬遜正在將其無服務器和容器 AWS 工作負載遷移到 IPv6。但是惰性，再加上如前所述，NAT 的廣泛使用避免了 IPv4 的災難，降低了採取行動的動機。過渡可能要到 2030 年或更晚才能完成。

儘管如此，隨著 IPv4 地址的價格開始下降，網際網路協會建議企業出售其現有的 IPv4 地址以資助 IPv6 的部署。根據GitHub 上發布的一份說明，麻省理工學院已經做到了這一點。該大學得出的結論是，其 IPv4 地址中有 800 萬個“過剩”，可以在不影響當前或未來需求的情況下出售，因為它還擁有 20 個非十億 IPv6 地址。（十億是數字一後跟 30 個零。）

此外，隨著更多部署的發生，更多公司將開始對 IPv4 地址的使用收費，同時免費提供 IPv6 服務。總部位於英國的 ISP Mythic Beasts表示“IPv6 連接是標準配置”，而“IPv4 連接是可選的附加功能”。

推動更快的過渡將需要政府採取行動，儘管許多西方政府的待辦事項清單上並沒有這方面的內容。一個大規模轉向 IPv6 的國家是中國。2021年，中國國家網際網路訊息辦公室公佈了雄心勃勃的路線圖，目標是到2025年底擁有8億活躍的IPv6用戶。

IPv4何時會“關閉”？

2011 年至 2018 年間，世界上大部分地區都“用完了”新的 IPv4 地址——但隨著 IPv4 地址被出售和重複使用，我們不會完全用完它們，任何剩餘的地址都將用於 IPv6 轉換。

沒有正式的關閉日期，所以人們不應該擔心他們的網際網路訪問會在某一天突然消失。隨著越來越多的網絡過渡、越來越多的內容站點支持 IPv6 以及越來越多的終端用戶升級他們的設備以獲得 IPv6 功能，世界將慢慢遠離 IPv4。

為什麼沒有 IPv5？

有一個 IPv5 也被稱為 Internet 流協議，簡稱 ST。它專為跨 IP 網絡的面向連接的通信而設計，旨在支持語音和視頻。

它在這項任務上取得了成功，並被用於實驗。破壞其流行使用的一個缺點是其 32 位地址方案——與 IPv4 使用的方案相同。結果，它遇到了與 IPv4 相同的問題——可能的 IP 地址數量有限。這導致了 IPv6 的開發和最終採用。儘管 IPv5 從未被公開採用，但它已經用完了 IPv5 的名稱。