人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)，其實都是和我們未來的生活息息相關，但是，這一切的基礎設施都需要一個位置身份標識符：IPv4 或 IPv6

有了身份標識符 IPv4 或 IPv6，才能構建我們想象中的下一個時代。然而IPv6的中國之路卻異常尷尬，近20的發(fā)展，IPv6被人們反復提及，但又不斷地被淹沒和遺忘。

本文原文轉自米撲博客：IPv6 地址數(shù)量有多少，能夠分配到地球上的每一粒塵埃嗎

近日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》正式終結了IPv6的尷尬。

20年的“原地踏步”到“全球領先”，中國的IPv6要想加速跑，必須擁有“魔鬼的步伐”，當然絕非“摩擦，摩擦”這么簡單，而是一個循序漸進式的飛躍。

為了讓“魔鬼的步伐”更有力，下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心雙劍出鞘，在中國首次架設IPv6根服務器，并面向公眾免費提供DNS服務。

IPv6

地址長度：128位

地址數(shù)量：2^128（約3.4×10^38）

IPv4

地址長度：32位

地址數(shù)量：2^32（約4×10^9）

往事不堪：我國IPv6“起大早，趕晚集”

TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基石，其中IP是網(wǎng)絡層協(xié)議，規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)中分組信息的交換和選路。目前采用的IPV4協(xié)議地址長度為32位，總數(shù)約43億個IPv4地址已分配殆盡。

在當時，“40億空間已經(jīng)大得不得了。沒想到互聯(lián)網(wǎng)急劇發(fā)展，人們開始意識到，這個數(shù)量級并不能滿足互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的需求”。中國工程院院士、清華大學教授吳建平說。

為了修正IPv4的不足，IPv6被寄予厚望。“IPv6的地址空間擴大到2的128次方（米撲博客注：3.410^38*）。這個空間大到無法想象，也就是說，地球上每一平方米，都可以有10的26次方的地址，甚至可以分配地址到空中的塵埃。”吳建平說。

對于以“萬物互聯(lián)”為目標的物聯(lián)網(wǎng)建設來說,這意味著所有想要連上網(wǎng)的物體都能被分配到IP地址。可以說，IPv6將成為下一代人類智能生活的樞紐工程。

TCP/IP協(xié)議共同開發(fā)者、被譽為“互聯(lián)網(wǎng)之父”之一的文頓·瑟夫博士表示：“IPv4是實驗網(wǎng)絡，IPv6網(wǎng)絡是未來發(fā)展的必由之路。”

然而，IPv6這條通往未來的必由之路在中國竟是“起了大早，趕了晚集”！

數(shù)據(jù)顯示，在IPv6用戶比例上，美國是第三名，比利時是第一名，兩者這一比例都達到了30%到50%，日本也有15%的用戶，基礎設施比較落后的印度也有11%的用戶，而中國排第52名，只有7%的用戶。

“截至2017年6月底，我們固網(wǎng)的網(wǎng)民數(shù)是7.51億，移動互聯(lián)網(wǎng)用戶7.24億，但我國的IPv4地址只有3.3845億，平均每個固網(wǎng)網(wǎng)民人均IPv4地址是0.45個，半個都不到。”中國工程院院士鄔賀銓表示。

鄔賀銓指出，“實際上，中國是最需要IPv6的國家，也是全球最早開展Ipv6及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術研究、標準制定、應用研發(fā)和規(guī)模商用的國家之一，首創(chuàng)以純IPv6建成了當時全球最大的IPv6網(wǎng)絡。但是截至今年7月數(shù)據(jù)顯示，IPv6用戶占網(wǎng)絡用戶之比到56%左右了，美國也到了30%多，中國是最需要IPv6的，但中國的IPv6占比還不到0.3%。”

談到我國IPv6發(fā)展為何起了大早，趕了晚集，鄔賀銓分析有5大原因：

1）落入了私有地址的陷阱難以自拔；

2）缺乏明確的市場導向和政府應用先行意識；

3）應用和網(wǎng)站向IPv6遷移嚴重滯后拖后腿；

4）一些誤解和干擾影響了國家發(fā)展IPv6戰(zhàn)略的執(zhí)行；

5）將IPv6與網(wǎng)絡安全對立，過分擔心IPv6的內(nèi)容過渡困難，舉棋不定。

加速的現(xiàn)在：需要“魔鬼步伐”

1998年，CERNET（中國教育和科研計算機網(wǎng)）首次在中國引進IPv6。實際上，IPv6在中國的發(fā)展，已經(jīng)接近20個年頭。這期間，IPv6被人們反復提及，但是又不斷地被淹沒和遺忘。

近日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳近日印發(fā)了《推進互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動計劃》（下稱計劃），政府的一紙公文正式終結了IPv6的尷尬狀態(tài)。

計劃提出要用5到10年時間，形成下一代互聯(lián)網(wǎng)自主技術體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建成全球最大規(guī)模的IPv6商業(yè)應用網(wǎng)絡，實現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟社會各領域深度融合應用，并成為全球下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要主導力量。

同時，計劃提出，到2018年末，中國IPv6活躍用戶數(shù)將達到2億，在互聯(lián)網(wǎng)用戶中的占比不低于20%，國內(nèi)用戶量排名前50位的商業(yè)網(wǎng)站全面支持IPv6；到2020年末，IPv6活躍用戶數(shù)超過5億；到2025年末，網(wǎng)絡、應用、終端全面支持IPv6。

從“趕晚集”到“全面領跑”，中國的IPv6要想加速跑，必須擁有“魔鬼的步伐”，當然絕非“摩擦，摩擦”這么簡單，而是一個循序漸進式的飛躍。

“明年年底，要形成良性的思想驅動環(huán)境，IPv6的活躍用戶數(shù)要達到2個億，在互聯(lián)網(wǎng)用戶的占比不低于20%；到2020年底，IPv6的活躍用戶數(shù)要超過5個億，占比要超過50%，新增的網(wǎng)絡地址不允許再使用私有的IPv4地址。到2025年底，我們國家IPv6的網(wǎng)絡規(guī)模、用戶規(guī)模、流量規(guī)模位居世界第一位，網(wǎng)絡應用終端全面支持IPv6，全面完成向下一代的互聯(lián)網(wǎng)的平滑演進升級，形成全球領先的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術產(chǎn)業(yè)體系。”

下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心主任劉東在接受采訪時指出，國家政策對于IPv6的統(tǒng)籌部署已經(jīng)明確，最關鍵的是產(chǎn)業(yè)各界要停止“觀望”。“IPv6對于企業(yè)來說不是成本，而應該是投資，會帶來效益，IPv6與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等的應用更是息息相關。企業(yè)如果現(xiàn)在還不順勢而為，很可能喪失發(fā)展先機。”

在2017年至2018年的重點工作中，計劃明確提出要開展LTE網(wǎng)絡端到端IPv6業(yè)務承載能力建設，推動LTE網(wǎng)絡、業(yè)務及終端全面支持IPv6，移動互聯(lián)網(wǎng)IPv6用戶規(guī)模不少于5000萬戶。此外，還涉及骨干網(wǎng)IPv6互聯(lián)互通、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)改造、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡和云服務平臺IPv6升級等方面。

針對IPv6發(fā)展的原則，鄔賀銓提出了四點建議：

第一是統(tǒng)籌規(guī)劃、重點突破，著力彌補IPv6應用的短板，實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡應用的協(xié)同推進。

第二是政府引導、企業(yè)主導，加強政府的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、扶持和應用引領，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，強調(diào)發(fā)揮企業(yè)在IPv6里的主體作用，激發(fā)市場需求和企業(yè)的內(nèi)生動力。

第三是創(chuàng)新發(fā)展保障安全，把發(fā)展跟安全同時推動。

第四是注重市場、匯聚民生，讓互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展匯集億萬人民。

未來已來：“雙劍”已出鞘

人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)，其實都是和我們未來的生活息息相關，但是，這一切的基礎設施就是IPv6。

有了它，才能構建我們想象中的下一個時代，同樣的，要想實現(xiàn)這些，我們必須成為共建者，而不是單純的使用者。

IPv6的規(guī)模化部署首先需要網(wǎng)絡設備和軟件的支持，包括路由器、交換機、服務器等；

其次是基礎設施改造，包括數(shù)據(jù)中心（IDC）、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）等；

最后是互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容服務商包括APP等也需要支持IPv6。

其中，除了實力雄厚的BAT等互聯(lián)網(wǎng)巨頭外，一些中小互聯(lián)網(wǎng)公司也需要第三方解決方案公司來提供IPv6轉化的解決方案，蘊含大量的商機。

此前，在下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程（CNGI）中，運營商、設備商、應用服務提供商大規(guī)模參與，對IPv4到IPv6的演進起到了比較好的驗證作用。

為了促進IPv6的發(fā)展，下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心雙劍出鞘，在中國首次架設IPv6根服務器，并面向公眾免費提供DNS服務。

在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，根服務器即根域名服務器地位重要，主要用來管理互聯(lián)網(wǎng)的主目錄，被稱為互聯(lián)網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”。

由下一代互聯(lián)網(wǎng)國家工程中心牽頭發(fā)起“雪人計劃”，已在全球完成25臺IPv6根服務器架設，其中1臺主根服務器和3臺輔根服務器設在中國，打破了我國過去沒有根服務器的境況。

最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2017年8月，25臺IPv6根服務器在全球范圍內(nèi)已累計收到2391個遞歸服務器的查詢，主要分布在歐洲、北美和亞太地區(qū)，一定程度上反映出全球IPv6網(wǎng)絡部署和用戶發(fā)展情況。從流量看，IPv6根服務器每日收到查詢近1.2億次。

作為網(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分，域名系統(tǒng)（DNS）因其“特殊性”，在過去30年間頻繁被攻擊，頂級域故障、DNS劫持、大規(guī)模DNS攻擊等事件時有發(fā)生，給全球互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來嚴重影響。而當前，提升用戶體驗、保障網(wǎng)絡安全的大部分公共DNS均僅面向IPv4，這也是IPv6用戶不斷詬病的問題之一。

此外，為全面助力IPv6的發(fā)展，下一代互聯(lián)網(wǎng)工程中心依托自主研發(fā)的高性能IPv6 DNS系統(tǒng)，面向公眾免費提供DNS服務，首選DNS：240c::6666，備用DNS：240c::6644

本次推出的IPv6公共DNS以精準快速、安全穩(wěn)定、DNS64三大特性來保障IPv6網(wǎng)絡的高效和穩(wěn)定。

據(jù)介紹，工程中心在北京、廣州、蘭州、武漢、芝加哥、弗里蒙特、倫敦、法蘭克福等全球眾多地區(qū)部署遞歸節(jié)點。基于IPv6 BGP Anycast方式部署，讓用戶可以實現(xiàn)就近訪問，使得域名在解析到根服務器的訪問時延明顯縮小，在速度上可以得到重要保障。不僅如此，IPv6公共DNS將通過主動同步com/net域名、緩存熱點域名等舉措，減少遞歸過程，以最大程度實現(xiàn)快速應答。

在安全性方面，IPv6公共DNS支持單IP解析限速，通過安全限速可有效攔截惡意攻擊等，用戶的訪問安全將受到實時保護。同時，IPv6公共DNS支持DNSSEC安全解析驗證，用戶在訪問過程中無任何劫持，既不會出現(xiàn)惡意跳轉，也不會有強制性廣告出現(xiàn)。

同時為方便IPv6用戶訪問IPv4相關服務的切實需求，IPv6公共DNS特別推出DNS64解析服務，即通過該解析系統(tǒng)同樣可以響應純IPv6用戶對純IPv4網(wǎng)絡資源的解析請求，這也在一定程度上避免了IPv4至IPv6過渡期所帶來的內(nèi)容尚未完全改造升級的困擾。

劉東表示，“早發(fā)展、快發(fā)展IPv6網(wǎng)絡是我國爭取全球互聯(lián)網(wǎng)主動權的關鍵舉措。而公共基礎設施的建設和提升，是IPv6大規(guī)模部署的先決條件。本次IPv6公共DNS面向全球免費服務，不僅為全球IPv6用戶提供了一個可以速度更快安全性更高的選擇，也希望可以對我國全面推進IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)部署起到促進作用。”

IPv6 頭結構

| 版本號 | 表示協(xié)議版本．值為6 | | 流量等級 | 主要用于QoS | | 流標簽 | 用來標識同一個流里面的報文 | | 載荷長度 | 表明該IPv6包頭部后包含的字節(jié)數(shù)，包含擴展頭部 | | 下一報頭 | 該字段用來指明報頭后接的報文頭部的類型，若存在擴展頭，表示第一個擴展頭的類型，否則表示其上層協(xié)議的類型，它是IPv6各種功能的核心實現(xiàn)方法 | | 跳數(shù)限制 | 該字段類似于IPv4中的TTL，每次轉發(fā)跳數(shù)減一，該字段達到0時包將會被丟棄 | | 源地址 | 標識該報文的來源地址 | | 目的地址 | 標識該報文的目的地址 |

**IPv6 **擴展頭部

IPv6報文中不再有“選項”字段，而是通過“下一報頭”字段配合IPv6擴展報頭來實現(xiàn)選項的功能。

使用擴展頭時，將在IPv6報文下一報頭字段表明首個擴展報頭的類型，再根據(jù)該類型對擴展報頭進行讀取與處理。

每個擴展報頭同樣包含下一報頭字段，若接下來有其他擴展報頭，即在該字段中繼續(xù)標明接下來的擴展報頭的類型，從而達到添加連續(xù)多個擴展報頭的目的。

在最后一個擴展報頭的下一報頭字段中，則標明該報文上層協(xié)議的類型，用以讀取上層協(xié)議數(shù)據(jù)

IPv6 表示方法

IPv6的地址長度為128bit，是IPv4地址長度的4倍。

于是IPv4點分十進制格式不再適用，采用十六進制表示。

IPv6有3種表示方法：

一、冒分十六進制表示法

格式為X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個X表示地址中的16b，以十六進制表示，例如：

ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

這種表示法中，每個X的前導0是可以省略的，例如：

2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A

二、0位壓縮表示法

在某些情況下，一個IPv6地址中問可能包含很長的一段0，可以把連續(xù)的一段0壓縮為“::”

但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現(xiàn)一次，例如：

FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101 0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1 0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

三、內(nèi)嵌IPv4地址表示法

為了實現(xiàn)IPv4-IPv6互通，IPv4地址會嵌入IPv6地址中，此時地址常表示為：

X:X:X:X:X:X:d.d.d.d

前96b采用冒分十六進制表示，而最后32b地址則使用IPv4的點分十進制表示，

例如

::192.168.0.1

::FFFF:192.168.0.1

就是兩個典型的例子，注意在前96b中，壓縮0位的方法依舊適用

IPv4

IPv4，IP地址分成了A類、B類、C類、C類、E類，如下圖所示：

IP地址數(shù)量

截至2017年12月，我國IPv6地址數(shù)量為23430塊/32，年增長10.6%

全球 IPv4 地址數(shù)已于2011年2月分配完畢，全球IPv4總地址 2^32 大約40億個，

其中，需除去一些保留A、B、C段，如 10.0.0.0、172.16.0.0-172.31.0.0、172.168.0.0 、 192.168.0.0

自2011年開始我國IPv4地址總數(shù)基本維持不變，截至2017年12月，共計有33870萬個，全球占比 3.387/40 = 8.468%

數(shù)據(jù)來自于：2018年中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告

IP個數(shù)查詢：https://neo.quadranet.com/utilities/ip

IPv6測試：http://test-ipv6.com

米撲代理：https://proxy.mimvp.com

總結

以上是生活随笔為你收集整理的IPv6 地址数量有多少，能够分配到地球上的每一粒尘埃吗的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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