IPv6只是增加了地址數量？其實真相并沒有那么簡單！
10月20日，在烏鎮舉辦的第六屆世界互聯網大會上，中國電信副總經理劉桂清表示：“中國電信城域網、移動網、骨干網、IDC等均實現了IPv6的商用部署，目前已建成規模最大、業務形態最全的IPv6網絡”，“已為超過3億用戶分配IPv6地址”。
這一新聞再次引起了公眾對IPv6的廣泛關注。
那么問題來了，究竟什么是IPv6?它到底是干啥用的?……
IPv6到底是什么意思?
其實，IPv6并不是一個新鮮事物。早在上個世紀90年代，它就已經誕生了。我相信，從事IT或通信相關工作的人，或多或少聽說過它。
IPv6的全稱是Internet Protocol version 6。其中，Internet Protocol譯為“互聯網協議”。所以，IPv6就是互聯網協議第6版。
任何網絡工作都是基于協議的。協議是網絡進行運作的規則和標準。
我們現在所說的上網，就是上“國際互聯網(Internet)”?；ヂ摼W是基于TCP/IP協議族的，而IP是這個協議族中的核心組成部分。
TCP/IP模型對應的協議
IP是網絡層協議。它的主要任務，就是根據源主機和目的主機的地址，進行數據的傳送。
大家一定經常聽說IP地址。是的，IP地址就是IP協議里面的概念。你要聯網，就要有IP地址，就像你要寄信，就要有門牌地址一樣。
小棗君的IP地址(不要攻擊我啊)
既然IPv6是第6版(Version 6)，說明在它之前有更老的版本。我們現在廣泛使用的，就是IPv4，也就是第4版(Version 4)。
為什么要用IPv6取代IPv4呢?
最主要的原因，就是地址數量不夠用了。
IPv4迄今為止已經使用了30多年。最早期的時候，互聯網只是設計給美國軍方用的，根本沒有考慮到它會變得如此龐大，成為全球網絡。
尤其是進入21世紀后，隨著計算機和智能手機的迅速普及，互聯網開始爆發性發展，越來越多的上網設備出現，越來越多的人開始連接互聯網。這就意味著，需要越來越多的IP地址。
根據互聯網數據研究機構的統計，全世界 76 億人口，網民總數已經超過了 40 億(2018年1月)。
IPv4到底一共有多少個IP地址呢?答案是2的32次方，也就是約42.9億個。
所以說，IPv4地址池接近枯竭，根本無法滿足互聯網發展的需要。人們迫切需要更高版本的IP協議，更大數量的IP地址池。(有點像固定電話號碼升位。)
其實地址不夠的問題，并不是這幾年才發現的。
早在1990年，IETF(互聯網工程任務小組，成立于1985年底，是全球互聯網最具權威的技術標準化組織)就開始規劃IPv4的下一代協議。他們還建立了IPng(下一代IP)，拉了一幫人，專門推進相關工作。
1994年，各IPng的代表們于多倫多舉辦的IETF會議中，正式提議IPv6發展計劃。該提議直到同年的11月17日才被認可，并于1996年8月10日成為IETF的草案標準。
1998年12月，IPv6被IETF正式推出，也就是互聯網標準規范RFC2460。
2003年1月22日，IETF發布了IPv6測試性網絡，即6bone網絡。
隨著十多年的發展，IPv6已經被很多通信網絡和終端設備廠商支持，取得了長足的進步。
以我們用的最多的windows電腦操作系統來說，從Windows 2000開始，就已經支持IPv6了。到Windows XP時，進入了產品完備階段。而Windows Vista及以后的版本，如Win7、Win8、Win10等，都已經完全支持IPv6。
Win10中的IPv6選項
2012年6月6日，國際互聯網協會專門舉行了“世界IPv6啟動紀念日”。這一天，多家知名網站(如Google、Facebook和Yahoo等)正式開始永久性支持IPv6訪問。
IPv6會帶給我們什么?
首先，最重要的一點，就是前面所說的地址池擴容。
IPv4的地址池是約42.9億，IPv6能達到多少呢?
數量如下——
340282366920938463463374607431768211456個…
不用數了，數到后面腦子就會秀逗了…
簡單說，是2的128次方。
這個數量，即使是給地球上每一顆沙子都分配一個IP，也是妥妥夠用的。(沙子表示一臉懵逼~)
這個數量值是怎么得來的呢?還是它的地址位長決定的。
如果以二進制來寫，IPv6的地址是128位。不過，這樣寫顯然不太方便(一行都寫不下)。所以，通常用十六進制來寫，也就縮短成32位。
32位會分為8組，每組4位。
所以，下面這樣的，就是一個標準的、合法的IPv6地址示例：
- 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344
注意啦!IPv6的地址是可以簡寫的!每項數字前導的0可以省略。
例如，下面這個地址：
- 2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13
紅色的“0”，就可以省略，變成：
- 2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13
更進一步的，如果有一組或連續幾組都是0，那么可以簡寫成“::”，也就是：
- 2001:DB8:2de::e13
是不是很神奇?
注意，一個IPv6地址，只能有一個“::”。
為什么呢?很簡單，你看下面這四個地址，如果縮寫，會變成什么樣?
- 2001:0000:0000:0000:0000:25de:0000:cade
- 2001:0000:0000:0000:25de:0000:0000:cade
- 2001:0000:0000:25de:0000:0000:0000:cade
- 2001:0000:25de:0000:0000:0000:0000:cade
是的，都是2001::25de::cade，沖突了。所以，這個地址是非法的，不允許存在的。
關于IPv6地址，還有很多技術細節，因為篇幅的原因，不再贅述。
除了地址數量之外，IPv6還有很多優點，例如：
- IPv6使用更小的路由表。使得路由器轉發數據包的速度更快。
- IPv6增加了增強的組播支持以及對流的控制，對多媒體應用很有利，對服務質量(QoS)控制也很有利。
- IPv6加入了對自動配置的支持。這是對DHCP協議的改進和擴展，使得網絡(尤其是局域網)的管理更加方便和快捷。
- IPv6具有更高的安全性。用戶可以對網絡層的數據進行加密并對IP報文進行校驗，極大地增強了網絡的安全性。
- IPv6具有更好的擴容能力。如果新的技術或應用需要時，IPV6允許協議進行擴充。
- IPv6具有更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式，就簡化和加速了路由選擇過程，提高了效率。
- ……
看不懂?沒關系，總之大家記住，IPv6的優點很多。
為什么IPv6沒有迅速取代v4?
既然IPv6優點這么多，為什么它問世已經20年了，還是沒有完全替代IPv4呢?
這里面的水就很深了。。。說白了，主要還是和利益有關。
如果按照本世紀初專家們的預測，我們IPv4的地址早已枯竭幾萬次了。
但是，一直挺到現在，大家仍然還在用IPv4，對老百姓來說，并沒有因為地址不夠而無法上網。
這是為什么呢?就是因為除了IPv6之外，我們還有一些技術，可以變相地緩解地址不足。
例如NAT(Network Address Translation，網絡地址轉換)。
NAT是什么意思?當我們在家里或公司上網時，你的電腦肯定有一個類似192.168.0.1的地址，這種地址屬于私網地址，不屬于公共的互聯網地址。
私網和公網
每一個小的局域網，都會使用一個網段的私網地址，在與外界連接時，再變換成公網地址。這樣一來，幾十個或幾百個電腦，都只需要一個公網地址。
甚至還可以私網套私網，NAT套NAT，一層一層套。這樣一來，大大節約了公網IP地址數量。
正因為如此，才讓我們“續命”到了今天，不至于無法上網。
但是，NAT這種方式也有很多缺點，雖然私網地址訪問互聯網地址方便，但互聯網地址訪問私網地址就困難了。很多服務，都會受到限制，你只能通過復雜的設置才能解決，也會影響網絡的處理效率。
所以，就好像汽車一樣，雖然大家可以共用，但仍然每個人還是希望能獨立擁有。
物以稀為貴，地址越稀缺，就越值錢。掌握地址的人，就越開心。
誰開心?運營商和ISP(互聯網服務提供商)。
他們就像是經銷商，從上游(互聯網域名與號碼分配機構，ICANN)申請到IP地址，再賣給下游用戶。稀缺沒關系，反正，他一定能賺取更多的差價。
如果大家去找運營商或ISP買帶寬，或者租賃云服務，帶公共地址的，一定比不帶公共地址的貴很多很多。
某云的IP地址產品
除了地址可以賺錢之外，如果升級支持IPv6，對運營商和ISP來說，也意味著很大的資金投入?，F在新設備基本都是支持的，但畢竟還是有一些老設備，如果在使用壽命到期之前就換，就是虧錢。
所以，運營商和ISP其實都不是很喜歡IPv6。
至于設備商或手機電腦廠商，出于提前考慮，早已普遍支持了IPv6，意見并不是很大，也決定不了什么。
IPv6有相關的認證
我們國家早期的時候，曾經非常積極地推動過IPv6的普及。當年，因為教育網支持IPv6，很多在校學生都能訪問404網站(你懂的)。
“偉大的墻”對IPv6來說，當時是不起作用的。
后來，因為種種原因，我們國家放慢了IPv6的推進腳步，被美國等國家超越，IPv6普及率淪落到全球排名三十以外。
現在，我們國家又重新開始大力推動IPv6的發展。
2017年11月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版(IPv6)規模部署行動計劃》，并發出通知，要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實。
2018年5月，工信部也發布了關于貫徹落實《推進IPv6規模部署行動計劃》的通知，進一步提出明確的IPv6落地任務和指標要求。
之所以這么急迫地要求推進，很大一部分原因，在于推動通信基礎設備的標準化建設，為5G打基礎，為物聯網打基礎，為工業互聯網打基礎，為全面實現“萬物互聯”做好充分的準備。
尤其是行業互聯網和工業互聯網，現在進入高速發展階段，地址需求非常大(根據預測，2025年，物聯網的連接數將超過270億)，迫切需要IPv6。
如果幾十億人口還可以勉強用IPv4的話，物聯網一旦上來，IPv4肯定是hold不住的。
除此之外，IPv6還涉及到國家的網絡安全和網絡主權。
大家都知道，我們上網需要用到DNS(域名解析)。我們訪問www.baidu.com，需要把這個地址發到DNS服務器，服務器返回一個IP地址，我們才能訪問百度的網站。
DNS查詢
在IPv4階段，全球DNS根服務器，一共只有13臺，1臺主的，12臺輔的。13臺里面，10臺在美國，另外3臺在英國、瑞典和日本。
如果發生特殊情況，DNS服務被對手切斷，我們的互聯網就將全面陷入半癱瘓狀態。
到了IPv6，情況就不一樣了。
2017年11月28日，由下一代互聯網國家工程中心牽頭發起的“雪人計劃”，已在全球完成25臺IPv6 DNS根服務器架設，中國部署了其中的4臺，由1臺主根服務器和3臺輔根服務器組成。
雪人計劃
也就是說，在IPv6下，我們一定程度上擁有了“網絡安全感”，不再受制于人。
最后，再告訴大家一個小技巧——究竟該如何知道自己現在的手機或電腦是不是支持IPv6呢?
很簡單，打開Ipv6-test.com這個網站，就會顯示你是不是支持了：
Supported，就是支持
其實大家也可以看到，當前大部分支持IPv6的網絡環境中都是雙棧環境，即同時支持IPv4和IPv6。
當我們連接運營商LTE網絡的時候，它一般會分配一個IPv4地址和一個IPv6地址。雙棧環境下，用戶自動選擇使用IPv6或者IPv4協議去連接遠端服務。如果服務端域名支持IPv6，客戶端則會優先使用IPv6協議去連接服務端;當服務端域名只支持IPv4，客戶端則會使用IPv4協議去連接服務端，完成請求。
