現(xiàn)在是 9102 年，有一個(gè)嚴(yán)重的問題，困擾著資深宅男二狗子。那就是偶像團(tuán)體沒新名了。今年開始，偶像團(tuán)體 XKB48 已經(jīng)在無法取更多的新名字了，排列組合的所有方式都已經(jīng)經(jīng)過了歷史長河的洗禮，除非偶像們的人數(shù)從 48 改變，不然今年開始都得叫“XXKB48”。

除了偶像名字不夠用了，二狗子還發(fā)現(xiàn)用于粉絲網(wǎng)站的服務(wù)器公網(wǎng) IP，也不夠了。雖然現(xiàn)在已經(jīng)是 9102 年，二狗子還是喜歡用 IPv4，用愛發(fā)電的粉絲網(wǎng)站，一定要用吉利的數(shù)字才行，可二狗子在找到一篇 2019 年的文章后，毫不猶豫的選擇了 IPv6。

文章標(biāo)題很直白，《IPv6 優(yōu)于 IPv4 的十大功能》。下面來看看文章中具體說了些什么吧。

更大的 IP 地址空間

需要連接到 Internet 的每臺計(jì)算機(jī)或在線設(shè)備都需要全球唯一的 IP 地址。IPv4 使用 32 位作為 IP 地址長度，允許大約 40 億個(gè)唯一 IP 地址。當(dāng) IPv4 在 20 世紀(jì) 70 年代被引入并作為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議被接受時(shí)，他們沒有預(yù)見到互聯(lián)網(wǎng)的普及程度。因此當(dāng)時(shí)的人們堅(jiān)信這 40 億個(gè)地址足以應(yīng)對未來的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

今天，地球人口約為 66 億，而互聯(lián)網(wǎng)的人口僅為 13 億，甚至不到全世界人口的 22%。很明顯，在不久的將來會有越來越多的人連接到互聯(lián)網(wǎng)。此外，隨著通過 IP 融合通信技術(shù)(如數(shù)據(jù)，音頻，視頻和語音)的巨大進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和擴(kuò)展仍有巨大的空間。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)等方法用于在唯一的全局IP地址和多個(gè)私有 IP 地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，與每個(gè)用戶具有唯一全球 IP 地址的情況相比，具有撥號服務(wù)的人在十個(gè)用戶之間共享一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，從而節(jié)省了大約 90% 的地址。此外，甚至企業(yè)用戶也采用相同的方法讓許多計(jì)算機(jī)共享一個(gè)地址，從而節(jié)省地址。然而，這在網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件中帶來了額外的復(fù)雜性。

而 IPv6 使用 128 位用于 IPv6 地址長度，允許 3.402823669 × 10³⁸個(gè)唯一地址。要了解所涉及的規(guī)模，可以將整個(gè) IPv4 空間視為一臺經(jīng)典 iPhone 4 大小，那么 IPv6 空間將是地球的大小。從這些數(shù)字可以看出，使用 IPv6 后，可以為每個(gè)人提供數(shù)十億個(gè)地址，并確保必須連接到 Internet 的任何設(shè)備都具有唯一的 IP 地址。

擴(kuò)大地址空間的***個(gè)優(yōu)點(diǎn)就在于，當(dāng)沒有 NAT 的情況下，網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件的復(fù)雜性降低，并且配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更加簡單。其次，它可以加快物聯(lián)網(wǎng)家庭建設(shè)，家庭內(nèi)不同的小配件和設(shè)備都都想上網(wǎng)沖浪，這就要求每個(gè)這樣的設(shè)備具有唯一的 IP 地址，專屬于自己的沖浪板。***，IP 地址的大量可用性基本消除了以前在無線和移動設(shè)備的全面部署中出現(xiàn)過的絕大部分障礙。

IPv6 提供比 IPv4 更好的端到端體驗(yàn)

點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用程序是 IPv6 最近熱門的場景，比如大型網(wǎng)游，視頻會議(流媒體)，文件共享和VoIP。在點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，一組計(jì)算機(jī)可以彼此直接通信，而不需要中央服務(wù)器搭把手。

具有大地址空間的 IPv6 也不再依賴 NAT，并且可以確保實(shí)現(xiàn)真正的端到端連接。這就意味著像 VoIP 或流媒體這樣的點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用程序可以非常有效地使用 IPv6。

配置自動化程度更高

只要有節(jié)點(diǎn)進(jìn)入并希望成為網(wǎng)絡(luò)的一部分，就需要配置對應(yīng)的 IP 地址信息和路由器信息。過去，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和計(jì)算機(jī)較少時(shí)，幾乎所有設(shè)備和計(jì)算機(jī)都是靜態(tài)配置的，并且手動分配了IP地址。然而，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)和其他支持 IP 的設(shè)備的快速增長，為了更高效的設(shè)備管理和資源的重用，自動配置必不可缺。

IPv6 中一個(gè)名為Stateless Auto Configuration 的功能，可以不借助 DHCP 服務(wù)器完成 IP 地址的分配。這一特殊功能使路由器能夠輕松的自動配置其接口，并動態(tài)的提供用戶網(wǎng)關(guān)。

簡化的頭部結(jié)構(gòu)，更快路由

IPv4 包頭結(jié)構(gòu)包含 20 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并包含了可選字段，從而迫使中間路由器檢查 IP 包頭是否包含可選字段。另外在 IPv4 數(shù)據(jù)包頭中，這些可選字段具有一定的***允許大小。

與 IPv4 相比，IPv6 具有更簡單的數(shù)據(jù)包頭結(jié)構(gòu)，旨在***限度地減少包頭處理所需的時(shí)間和精力。它通過將可選字段以及非必要字段移動到僅在 IPv6 包頭之后放置的擴(kuò)展包頭來實(shí)現(xiàn)的。因此，中間路由器便能更有效地處理 IPv6 包頭，而不必解析包頭或重新計(jì)算網(wǎng)絡(luò)層校驗(yàn)，甚至分段和重組數(shù)據(jù)包。效率提高了，路由器的處理開銷也就減少了，硬件不必過于復(fù)雜，也可以更快地處理數(shù)據(jù)包。

IPv6 包頭結(jié)構(gòu)的另一個(gè)特性是擴(kuò)展包頭***大小沒有限制。它們可以通過擴(kuò)展來適應(yīng)高效 IPv6 通信所需的任何擴(kuò)展數(shù)據(jù)。實(shí)際上，典型的 IPv6 數(shù)據(jù)包不含括擴(kuò)展頭，只有在中間路由器或目的地需要一些特殊處理時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)包的主機(jī)才會根據(jù)需要添加一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展頭。這個(gè)新的擴(kuò)展標(biāo)頭使的 IPv6 靈活性更高，從而應(yīng)對未來發(fā)展的新需求。

更高的安全性

IPv4 在設(shè)計(jì)時(shí)幾乎沒有考慮過安全性，尤其是在端到端的模式中。而在 IPv6 中，IPSec 作為主要的協(xié)議，是確保 IPv6 提供比 IPv4 更好的安全性的因素之一。

IPSec 包含一組加密協(xié)議，用于確保安全的數(shù)據(jù)通信和密鑰交換。使用的主要協(xié)議是：

• 認(rèn)證頭(AH)協(xié)議，它支持?jǐn)?shù)據(jù)的認(rèn)證和完整性。
• 封裝安全有效負(fù)載(ESP)協(xié)議，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的身份驗(yàn)證和完整性以及數(shù)據(jù)隱私。
• 互聯(lián)網(wǎng)密鑰交換(IKE)協(xié)議。此協(xié)議套件有助于初始設(shè)置和協(xié)商兩個(gè)端點(diǎn)之間的安全性參數(shù)。然后它還會跟蹤這些信息，以便通信保持安全直至結(jié)束。

因此，IPv6 確保有端到端的安全機(jī)制，為所有應(yīng)用程序提供身份驗(yàn)證和加密功能，從而消除了應(yīng)用程序本身對這些功能的集成支持的需要。為所有應(yīng)用程序使用相同的安全機(jī)制的額外好處是，設(shè)置和管理安全策略變得更加簡單。IPv6 允許完整的端到端安全性，從而允許部署一組新的個(gè)性化服務(wù)，例如依賴安全交易的移動電子商務(wù)服務(wù)。。

更好的服務(wù)質(zhì)量(QoS)

IPv6 頭中包含一個(gè)新字段，稱為 Flow Label 字段，該字段定義了路由器如何識別和處理特定數(shù)據(jù)包，從而確保信息傳遞時(shí)不會被中間系統(tǒng)修改。因此擁有良好的QoS，對于諸如 VoIP 這類實(shí)時(shí)信較高的應(yīng)用來說往往更青睞 IPv6。

更好的多播和任播能力

IPv6 不但通過提供大型多播地址范圍來擴(kuò)展 IPv4 的多播功能，并且大大改變了任播的概念，讓任播應(yīng)用面更廣。

更好的支持移動設(shè)備

IPv6 通過其巨大的地址空間確保了每個(gè)移動設(shè)備都可以擁有自己的 IP 地址。并且擁有專門的MIPv6 協(xié)議，從而允許不同接入技術(shù)之間的快速切換，例如從蜂窩網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)，并且不會對正在進(jìn)行的連接產(chǎn)生明顯影響。

更易于管理

當(dāng)要擴(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，合并兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或更改服務(wù)提供商時(shí)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就需要重新編號，并為其分配新的地址方案。在 IPv6 中，網(wǎng)絡(luò)重新編號可以自動進(jìn)行。因此，使用 IPv6 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重新編號將不再需要手動重新配置每個(gè)主機(jī)和路由器，從而實(shí)現(xiàn)更平滑的切換或合并操作。

遵循 IPv4 關(guān)鍵設(shè)計(jì)原則，過渡更平穩(wěn)

IPv4 已成功在世界各地部署多年，大范圍的使用程度證明了 IPv4 設(shè)計(jì)的成功。因此 IPv6 遵循了許多相同的設(shè)計(jì)點(diǎn)，從而讓 IPv4 到 IPv6 平穩(wěn)過渡成為可能。目前市場上有許多熱門應(yīng)用程序需要 IPv6，吸引著越來越多的用戶加入 IPv6 的使用行列中。但是，IPv4 應(yīng)用程序依舊會在未來一段時(shí)間內(nèi)保持存在，從 IPv4 到 IPv6 的過渡必須是循序漸進(jìn)的過程。