为什么推广ipv6?以及网站ipv6如何改造?

本文介绍了IPv6的优势,如无限地址资源、安全性提升和路由效率改进,并指出我国IPv6普及的现状及面临的挑战。文章还探讨了IPv6测试方法,以及网站从IPv4向IPv6改造的基本步骤,包括双栈、映射等技术,并强调全链路支持的重要性。

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IPV6介绍

地址资源无限多

通常见到的124.33.24.116这种形式的是ipv4版本的地址,这种地址由32位二进制数表示。
ipv6是一种新的ip地址的表示方式形如fc80::2367:7cff:fed2:abc9,由128位二进制数表示。
以电话号码为例,本来4位数的电话号码就能够一个城市的居民使用,但是随着电话的普及,安装电话的家庭超过了9999户,4位数的电话号码就不够用了。如果改成8位的电话号码,那么就够99999999户居民使用。ipv6和ipv4就类似8位电话号码和4位电话号码的关系,当然对比更夸张。ipv4总量一共42.9亿个,还没有全球人口多,面临使用枯竭问题,尤其是物联网时代的临近,每个家用电器可能都需要一个公网ip。ipv6地址资源可以认为无限多,一种说法是地球上每一粒沙子都有一个地址,另一种说法是地球上每平方米会有1000个ipv6地址,按照保守的说法,每平方米有1000个ip地址,也足够物联网时代万物互联用了。

其它改进

当然除了数量的原因,ipv6还有在安全、路由效率以及流媒体数据方面的改进。

我国现状

我国ipv6网络的使用比例远不如欧美日。因此现在ipv6的普及已经上升到国家战略,各行业信息系统都要经历一次ipv6改造的阶段。

普及推广成本较高

Ipv6改造普及是一个比较长期的过程。特别是对于已有的旧系统,如何兼容很麻烦。因为早期大部分信息系统都是基于ipv4地址来通信的,而ipv4的地址和ipv6的地址无法通信。好比4位电话号码可以给4位电话号码打电话,8位电话号码可以给8位电话号码打电话,但是4位电话号码没法给8位电话号码打电话,8位也没法打通4位。就是说如果两个节点使用ipv6协议通信,节点和节点之间的整个链路必须都支持ipv6才能访问通。只要有一个环节不支持,就和电话线断了一样,是无法通信的。

测试设备是否支持ipv6

如何测试自己的网络环境是否支持ipv6呢?大家首先打开手机浏览器或者打开电脑浏览器,地址输入http://test-ipv6.com。如果你看见的是下面这样,说明你的设备没有分配ipv6地址。

如果是下面这样,说明设备分配了ipv6地址。

有ipv6地址是不是就可以访问ipv6的系统呢?参考我上面的描述,必须全链路都支持ipv6才行。http://IPv6.baidu.com这个地址是ipv6单栈的结构,如果使用ipv4的设备访问它会报错,链路有不支持ipv6的设备也会报错。

我无论用有ipv6地址的设备还是用没有ipv6地址的设备都无法成功访问IPv6.baidu.com。应该就是设备到网站之间的链路的某部分设备不支持ipv6地址导致的吧。可见我国的网络环境对ipv6的支持率比较低,各部分需要较长的时间来升级。如果你的某个设备能访问通IPv6.baidu.com,说明你到这个网站之间的链路设备都支持ipv6,恭喜你可以提前体验浏览ipv6网站的感觉了。

网站ipv6改造

### IPv6的定义 IPv6(Internet Protocol Version 6)是互联网工程任务组(IETF)设计的下一代IP协议,旨在解决IPv4地址耗尽问题并提供更多的功能改进。它通过128位地址空间显著增加了可用地址的数量,从而满足全球互联设备快速增长的需求。 --- ### IPv6与IPv4的主要区别对比 #### 1. **地址空间** - IPv4使用32位地址,总共可提供约43亿个唯一地址[^1]。 - IPv6则采用了128位地址,极大地扩展了地址池,理论上可以提供 \(2^{128}\) 个地址,几乎无限满足未来需求[^5]。 #### 2. **报头结构** - IPv4的报头长度为固定的20字节,包含多个字段用于控制数据包的行为[^2]。 - IPv6的报头长度固定为40字节,去除了部分冗余字段(如标识符、标志和分片偏移量),简化了报头结构,减少了路由器处理负担[^3]。 #### 3. **自动配置能力** - IPv4主要依赖于DHCP服务器分配动态地址,手动配置静态地址较为常见。 - IPv6引入了无状态地址自动配置(SLAAC, StateLess Address Auto Configuration),允许设备自动生成全局唯一的地址,无需额外的服务器支持。 #### 4. **安全性** - IPv4的安全性通常由外部机制(如IPSec)来保障,但并非强制实施。 - IPv6内置了IPSec支持,作为标准特性之一,增强了端到端加密和身份验证的能力。 #### 5. **移动性和服务质量(QoS)** - IPv4缺乏对移动性的原生支持,需借助其他技术实现。 - IPv6优化了移动IP的支持,并新增了Flow Label字段,能够更好地识别流量类别,提升QoS性能。 #### 6. **数据包大小和支持** - IPv4的最大传输单元(MTU)通常是1500字节,限制了单次发送的数据量。 - IPv6规定最小MTU为1280字节,同时支持更大的数据包尺寸,提高了大文件传输效率。 #### 7. **兼容性与过渡方案** - IPv4和IPv6属于不同的协议族,无法直接互操作。为了平滑迁移,提出了多种过渡技术,例如双栈模式、隧道技术和NAT-PT等。 --- ### 示例代码:IPv6地址表示方式 以下是Python中如何判断一个字符串是否为合法的IPv6地址: ```python import ipaddress def is_valid_ipv6(address): try: ipaddress.IPv6Address(address) return True except ipaddress.AddressValueError: return False print(is_valid_ipv6("2001:db8::ff00:42:8329")) # 输出True ``` --- ### 总结 IPv6不仅解决了IPv4地址枯竭的问题,还在安全、自动化配置以及网络管理等方面提供了诸多优势。然而,在实际部署过程中仍面临一些挑战,比如现有系统的兼容性和升级成本等问题[^4]。 ---
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