IPv6开启标准化工作，独立IP未来将不再稀缺

相信很多朋友在使用淘宝、京东、支付宝，以及其他互联网大厂的APP时，在开屏页面除了能看到广告外，往往还会在中下部发现一行小字“XX支持IPv6网络”。这是因为自2017年开始，相关部门已经开始从宏观层面推广部署IPv6，为下一代互联网的升级“打基础”。 

然而除了在APP打开时的这一行字外，似乎IPv6的存在感较为稀薄。为推进这一协议，日前IPv6标准工作组成立大会在北京召开。据了解，IPv6标准工作组是在中央网信办、国家发改委、工信部、国家市场监管总局指导支持下，成立的专业标准化组织，也标志着IPv6标准化工作进入新的阶段，将加速IPv6国内国际标准化工作进程，加快互联网演进升级。 

事实上，IPv6标准工作组成立的背景，是国内IPv6的建设进展并不太尽如人意。根据谷歌方面此前公布的统计数据显示，截止2020年5月，我国IPv6的普及率仅有0.24%。尽管早在2017年就已开始鼓励IPv6的升级，但其普及速度，却远没有那么快速。 

所谓的IPv6，其实是“Internet Protocol Version 6”（互联网协议第6版）的缩写，是互联网工程任务组（IETF）为IPv4地址资源枯竭而设计的下一代IP协议。对于互联网有着一定了解的朋友想必都听说过“IP地址”，这是在互联网中定位到相应设备的核心元素，相当于是互联网世界中的门牌号。 

互联网协议（Internet Protocol，IP）是TCP/IP协议族中网络层的协议，上世纪80年代由美国南加州大学教授Jon Postel定义，同时也是Internet这张由无数局域网链接起来的互联网诞生的基石。IPv4顾名思义就是互联网协议的第四版，也是第一个被广泛使用，构成如今互联网技术的基石协议，其根本目的是为了在网络中定位一台接入网络并且有TCP/IP协议栈的设备。 

由于IPv4使用的是32位（4字节）地址，因此理论上整个地址空间中有2^32（约43亿）个地址，并采用点分四段十进制即xxx.xxx.xxx.xxx来表示IP地址。尽管43亿这个数字在绝对量上很大，但在经过了40年的沧海桑田，特别是上世纪90年代以来互联网的爆发式增长，早已使得IPv4地址不够用了。 

早在1993年，国际互联网工程任务组就开始规划下一代协议，以解决IPv4地址枯竭的问题，随后在2004年就已经有媒体报道IPv4地址资源不足一事，到了2019年，欧洲网络信息中心正式宣布库存的IPv4地址用完。虽然按照正常情况，在IPv4完成了历史使命后，接下来登场的就是IPv6，但现实却是IPv4“并不想退场”。 

IPv6作为更新的协议，其将IPv4中32位的地址长度扩展到了128位，也就是说拥有2^128-1个地址，几乎能够让地球上的每一粒沙子都配到一个IP地址。并且由于IPv6支持IPSec协议，有着更高的安全性，再加上更强的聚合能力，也使得数据转发的路径更短、传输效率更高。 

既然IPv6的优势如此之大，为何在其取代IPv4的道路上走得如此慢呢？这其中的关键，就在于应对IPv4地址枯竭这一问题上，除了升级IPv6网络外，业界找到了切实可行的替代方案。而这一方案就是NAT（网络地址转换）技术的升级版NAPT（网络地址端口转换），NAPT可以利用源端口将多个私网IP地址映射到一个公网IP地址，使得多个用户可需使用一个公网IP地址就可以同时与Internet进行通信。 

例如PC的IP地址往往集中在192.168.1.0网段，而移动4G的IP地址则通常是10.x.x.x/8，这二者都是路由器或基站分配的私有IP，不过这些都是设备在局域网下的IP，而公网IP则是与其他很多用户共同使用的。 

当然，NAPT技术作为权宜之计，也存在着明显的缺陷。NAPT破坏了端对端连接这一互联网的核心协议，违反了网络分层结构的设计原则，会让相当多的互联网服务受到限制。并且更为重要的是，NAPT是将多个私网IP地址映射到一个公网IP地址上，这就意味着私网地址访问互联网地址更方便，但互联网地址访问私网地址时，网关设备需要将请求正确的分配到对应的私网地址上，所以会大幅降低通信的效率。 

运营商（ISP）当然是知道NAPT的问题，但是奈何从IPv4升级到IPv6实在是太麻烦。有观点认为，IPv6完全放弃兼容IPv4，或是导致其普及缓慢的关键问题，对于运营商来说，IPv6将会让过去的基础网络投资变成沉没成本，并且升级IPv6需要额外的海量投入，在目前提速降费及5G建设的背景下，运营商还有没有足够的资源和意愿来升级IPv6，其实是要打一个问号的。 

而5G之所以能够实现快速普及，靠的就是我国率先采用了基于5G Sub-6GHz频段的NSA组网，可以在原有基站设备的基础上升级5G网络。而目前部署IPv6的主要方式，是借助双栈、隧道机制来联通IPv4网络，这就造成了部署成本很高的问题。 

对于互联网厂商（ICP）而言，用户流量几乎是一切的关键，现在的问题是来自于IPv6的流量占比非常低，所导致的结果就是除了核心服务为了合规需要支持IPv4和IPv6外，其它服务仅需支持IPv4即可。而对于用户来说，除了PC、智能手机，以及近年的新款路由器外，机顶盒、智能电视、智能音箱和相当多的智能家居产品还仅仅只支持IPv4，一旦将自己的局域网升级到IPv6网络，就可能会导致这些设备无法使用了。 

这些问题，也就使得IPv6的普及变成了一个“死结”。运营商在有了NAPT这个暂时性的解决方案来缓解IPv4地址不足的问题，同时IPv4地址不足反过来又让这一稀缺资源的价值升高后，售卖公网IP也成为了运营商的财源，因此在部署成本太高的IPv6面前踟蹰不前。而互联网厂商则因为来自IPv6的流量实在过于杯水车薪，目前全方位支持几乎毫无必要，所以也基本将IPv6排除在优先选用之外。 

此外，用户所面临的就是在使用IPv6后，接入的互联网是残缺的。例如目前四大门户网站基本只在主站支持IPv6，旗下的各个分站点基本并不支持。而许多号称支持IPv6的APP，如果真的使用IPv6进行连接就会发现，在打开APP后要么只有文字，图片与视频无法显示出来，要么就是部分功能无法使用。 

因此，IPv6标准工作组的成立就相当于是一条“鲶鱼”，将有助于打破目前萦绕在IPv6上的这个死循环。并且也只有运营商先行动起来，互联网厂商在面对更多IPv6接入的情况下，才有动力去提升对这一协议的支持力度，而用户面对越来越好用的IPv6，自然就会选择用脚来投票。 

本文来自微信公众号 “三易生活”（ID：IT-3eLife），作者：三易菌，36氪经授权发布。

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