IPv6 地址数量有多少，能够分配到地球上的每一粒尘埃吗
人工智能、大數據、云計算、物聯網，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、國務院辦公廳印發了《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》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，下一代互聯網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
地址數量：2^128（約3.4×10^38）
IPv4
地址長度：32位
地址數量：2^32（約4×10^9）
往事不堪：我國IPv6“起大早，趕晚集”
TCP/IP協議是互聯網發展的基石，其中IP是網絡層協議，規范互聯網中分組信息的交換和選路。目前采用的IPV4協議地址長度為32位，總數約43億個IPv4地址已分配殆盡。
在當時，“40億空間已經大得不得了。沒想到互聯網急劇發展，人們開始意識到，這個數量級并不能滿足互聯網飛速發展的需求”。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”為目標的物聯網建設來說,這意味著所有想要連上網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協議共同開發者、被譽為“互聯網之父”之一的文頓·瑟夫博士表示：“IPv4是實驗網絡，IPv6網絡是未來發展的必由之路。”
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”！
數據顯示，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，我們固網的網民數是7.51億，移動互聯網用戶7.24億，但我國的IPv4地址只有3.3845億，平均每個固網網民人均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及下一代互聯網技術研究、標準制定、應用研發和規模商用的國家之一，首創以純IPv6建成了當時全球最大的IPv6網絡。但是截至今年7月數據顯示，IPv6用戶占網絡用戶之比到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展IPv6戰略的執行；
5）將IPv6與網絡安全對立，過分擔心IPv6的內容過渡困難，舉棋不定。
加速的現在：需要“魔鬼步伐”
1998年，CERNET（中國教育和科研計算機網）首次在中國引進IPv6。實際上，IPv6在中國的發展，已經接近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了《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》（下稱計劃），政府的一紙公文正式終結了IPv6的尷尬狀態。
計劃提出要用5到10年時間，形成下一代互聯網自主技術體系和產業生態，建成全球最大規模的IPv6商業應用網絡，實現下一代互聯網在經濟社會各領域深度融合應用，并成為全球下一代互聯網發展的重要主導力量。
同時，計劃提出，到2018年末，中國IPv6活躍用戶數將達到2億，在互聯網用戶中的占比不低于20%，國內用戶量排名前50位的商業網站全面支持IPv6；到2020年末，IPv6活躍用戶數超過5億；到2025年末，網絡、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境，IPv6的活躍用戶數要達到2個億，在互聯網用戶的占比不低于20%；到2020年底，IPv6的活躍用戶數要超過5個億，占比要超過50%，新增的網絡地址不允許再使用私有的IPv4地址。到2025年底，我們國家IPv6的網絡規模、用戶規模、流量規模位居世界第一位，網絡應用終端全面支持IPv6，全面完成向下一代的互聯網的平滑演進升級，形成全球領先的下一代互聯網技術產業體系。”
下一代互聯網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的統籌部署已經明確，最關鍵的是產業各界要停止“觀望”。“IPv6對于企業來說不是成本，而應該是投資，會帶來效益，IPv6與大數據、物聯網、云計算等的應用更是息息相關。企業如果現在還不順勢而為，很可能喪失發展先機。”
在2017年至2018年的重點工作中，計劃明確提出要開展LTE網絡端到端IPv6業務承載能力建設，推動LTE網絡、業務及終端全面支持IPv6，移動互聯網IPv6用戶規模不少于5000萬戶。此外，還涉及骨干網IPv6互聯互通、城域網和接入網改造、內容分發網絡和云服務平臺IPv6升級等方面。
針對IPv6發展的原則，鄔賀銓提出了四點建議：
第一是統籌規劃、重點突破，著力彌補IPv6應用的短板，實現技術產業網絡應用的協同推進。
第二是政府引導、企業主導，加強政府的統籌協調、扶持和應用引領，優化發展環境，強調發揮企業在IPv6里的主體作用，激發市場需求和企業的內生動力。
第三是創新發展保障安全，把發展跟安全同時推動。
第四是注重市場、匯聚民生，讓互聯網發展匯集億萬人民。
未來已來：“雙劍”已出鞘
人工智能、大數據、云計算、物聯網，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，要想實現這些，我們必須成為共建者，而不是單純的使用者。
IPv6的規模化部署首先需要網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，包括數據中心（IDC）、內容分發網絡（CDN）等；
最后是互聯網內容服務商包括APP等也需要支持IPv6。
其中，除了實力雄厚的BAT等互聯網巨頭外，一些中小互聯網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，在下一代互聯網示范工程（CNGI）中，運營商、設備商、應用服務提供商大規模參與，對IPv4到IPv6的演進起到了比較好的驗證作用。
為了促進IPv6的發展，下一代互聯網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。
在互聯網發展中，根服務器即根域名服務器地位重要，主要用來管理互聯網的主目錄，被稱為互聯網的“中樞神經”。
由下一代互聯網國家工程中心牽頭發起“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。
最新統計數據顯示，截至2017年8月，25臺IPv6根服務器在全球范圍內已累計收到2391個遞歸服務器的查詢，主要分布在歐洲、北美和亞太地區，一定程度上反映出全球IPv6網絡部署和用戶發展情況。從流量看，IPv6根服務器每日收到查詢近1.2億次。
作為網絡基礎設施的重要組成部分，域名系統（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、大規模DNS攻擊等事件時有發生，給全球互聯網產業帶來嚴重影響。而當前，提升用戶體驗、保障網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的發展，下一代互聯網工程中心依托自主研發的高性能IPv6 DNS系統，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、安全穩定、DNS64三大特性來保障IPv6網絡的高效和穩定。
據介紹，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部署遞歸節點。基于IPv6 BGP Anycast方式部署，讓用戶可以實現就近訪問，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，既不會出現惡意跳轉，也不會有強制性廣告出現。
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，即通過該解析系統同樣可以響應純IPv6用戶對純IPv4網絡資源的解析請求，這也在一定程度上避免了IPv4至IPv6過渡期所帶來的內容尚未完全改造升級的困擾。
劉東表示，“早發展、快發展IPv6網絡是我國爭取全球互聯網主動權的關鍵舉措。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下一代互聯網部署起到促進作用。”
IPv6 頭結構
| 版本號 | 表示協議版本．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數，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，否則表示其上層協議的類型，它是IPv6各種功能的核心實現方法 | | 跳數限制 | 該字段類似于IPv4中的TTL，每次轉發跳數減一，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，即在該字段中繼續標明接下來的擴展報頭的類型，從而達到添加連續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議的類型，用以讀取上層協議數據
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、內嵌IPv4地址表示法
為了實現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地址數量
截至2017年12月，我國IPv6地址數量為23430塊/32，年增長10.6%
全球 IPv4 地址數已于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%
數據來自于：2018年中國互聯網絡發展狀況統計報告
IP個數查詢：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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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