Was ist IPv6? Warum wollen wir es verwenden?
IPv6 wurde eingeführt, um IPv4 zu ersetzen, und wird aufgrund seiner erweiterten Funktionen und seines Wachstums in den letzten Jahren oft als "Internet der nächsten Generation" bezeichnet. IPv6 oder Internet Protocol Version 6 ist eine Weiterentwicklung von IPv4.
Warum wir IPv6 brauchen
The challenges of IPv4
1. Mangel an genügend IP-Adressen
Die frühere Version, IPv4, verwendet ein 32-Bit-Adressierungsschema und unterstützt über 4,3 Milliarden Geräte. Das mag nach einer riesigen Zahl klingen, aber offenbar ist das nicht genug. Aufgrund der raschen Zunahme der Nutzung des Internets, von PCs, Smartphones und Geräten des Internets der Dinge (IoT) wird es einen massiven Bedarf an mehr IP-Adressen geben.
2. Die NAT-Technologie verringert die Netzwerkleistung.
Gegenwärtig ist die begrenzte Adresslösung NAT, die Network Address Translation-Technologie. NAT verwandelt mehrere Intranet-Hosts in eine öffentliche IP-Adresse, um eine Verbindung zum Internet herzustellen. Obwohl dies das Problem der Adressenknappheit vorübergehend lösen kann, bringt es weitere Probleme mit sich. Die Adressumsetzung stellt eine große Belastung für die Geräte dar, was unweigerlich die Leistung des Netzes beeinträchtigt, die Verzögerung erhöht und die Erfahrung verringert.
3. NAT kann das Problem der Adressenknappheit nicht vollständig lösen.
Da NAT erkennt, dass eine öffentliche Netzadresse den Datenverkehr mehrerer Benutzer überträgt, wird die Portnummer verwendet, um die Verbindungen verschiedener Benutzer zu unterscheiden, aber eine öffentliche Netz-IP hat nur maximal 65.535 Ports, so dass die Zahl der übertragenen Verbindungen begrenzt ist. Wenn die Benutzerdaten weiter zunehmen, müssen mehr öffentliche IPs verwendet werden.
Angesichts der rasanten Entwicklung des mobilen Internets und des zunehmenden Datenflusses ist es heute dringend erforderlich, IPv6 einzustufen, weshalb mehrere große Internetunternehmen die Führung bei der IPv6-Umstellung übernommen haben.
4. Unfähig, sich an die Entwicklung des Internets der Dinge anzupassen
Alles ist miteinander vernetzt, und alles braucht IP-Adressen. Natürlich ist IPv4 machtlos. Heute ist die Zahl der vernetzten Geräte in der Welt größer als die Weltbevölkerung. In den nächsten Jahren werden Milliarden von Geräten wie Autos, Fernsehgeräte, digitale Set-Top-Boxen, Stromzähler, Kameras, medizinische Geräte usw. an das Netz angeschlossen sein.
5. Das Vorhandensein eines Broadcast-Mechanismus führt zu einem Verlust an Netzleistung.
Die notwendigen Protokolle wie ARP und DHCP in IPv4 sind Broadcast-Protokolle, die die Leistung des Netzes beeinträchtigen.
Wie löst IPv6 diese Probleme?
1. Wie löst IPv6 diese Probleme?
IPv6 verwendet eine 128-Bit-Adressierung und unterstützt über 340 Billionen Billionen. Theoretisch ist die Anzahl der Adressen nahezu unbegrenzt, und IPv6 kann jedem Sandkorn auf der Erde eine Adresse zuweisen.
2. Verbesserung der Netzleistung
IPv6 kann nicht nur den durch NAT verursachten Leistungsverlust vermeiden, sondern auch die Header-Struktur vereinfachen und die Datenweiterleitung effizienter gestalten.
Im Vergleich zum IPv4-Header werden im IPv6-Header die Felder IHL, Identifier, Flags, Fragment Offset, Header Checksum, Options und Padding entfernt und nur Flow-Label-Felder hinzugefügt, so dass die Verarbeitung des IPv6-Headers im Vergleich zu IPv4 stark vereinfacht und die Verarbeitungseffizienz verbessert wird.
Natürlich, werden Sie sich fragen, sind diese Felder im IPv6-Header alle nützlich. Was aber, wenn man sie nicht hat, wenn man sie braucht? IPv6 stellt das Konzept eines erweiterten Headers vor, der das Header-Feld nach Bedarf erweitern und die erforderlichen Funktionen realisieren kann. Wenn Sie z. B. IP-Fragmentierung benötigen, können Sie den erweiterten Header für Fragmentierung hinzufügen.
Darüber hinaus hebt IPv6 den Broadcast-Mechanismus auf und ersetzt den IPv4-Broadcast durch Multicast, wodurch der Leistungsverbrauch von Broadcast-Nachrichten im gesamten Netz verringert werden kann. Das spezifische Prinzip wird später im Detail erklärt.
3. Vereinfachte Bedienung und Wartung, automatische Adressierung
IPv4 benötigt DHCP, um den automatischen Adresserwerb des Terminals zu realisieren. IPv6 selbst ist in der Lage, Adressen automatisch zu konfigurieren.
4. Mehr Sicherheit
IPv6 unterstützt von Haus aus den IPsec-Erweiterungsheader, der die Sicherheit der Datenübertragung unter allen Aspekten gewährleisten kann. Daher können wir auch feststellen, dass OSPF und VRRP in IPv4 müssen überlegen, wie sie ihre eigene Sicherheit zu gewährleisten, und haben die Nachbar Überprüfung Mechanismus beigetreten, während OSPFv3 und VRRP für IPv6 in IPv6-Versionen haben keine Design-Überprüfung Mechanismus, weil IPv6 selbst erreichen kann Sicherheit.