帶你讀《網際網路協定第六版 (IPv 6)》第一章概述1.2IPv6 出現的必然性

1.2   IPv6出現的必然性 

首先，IP位址代表了一種有限的資源，是以 IPv6出現的根本原因是 IPv4位址資源的枯竭。在 IPv4中，32位的位址結構大約提供了43億個位址，其中有 12%的D類和 E類位址不能作為全球唯一的單點傳播位址被配置設定使用，還有 2%是不能使用的特殊位址。截至 2007年 4月，整個 IPv4位址空間還剩餘 18%沒有被 IANA所配置設定；到 2009年 11月，隻剩餘 6%沒有被配置設定；2012年頂級 IPv4位址耗盡；2019年 11月 25日歐洲網絡資訊中心從可用池進行最後的/22IPv4配置設定，表示區域性 IPv4位址庫存也已耗盡，全球約 43億個 IP位址都已配置設定完畢，意味着沒有更多的 IPv4位址可配置設定給網際網路服務提供商和其他大型網絡基礎設施提供商。

在早期的IPv4的制定過程中，由于未充分考慮網絡中主機數量的規模增長，導  緻了本身存在網絡位址資源浪費的問題。采用A、B、C這 3類編碼方式後，雖然從管理上擷取了一定的便利，但是無形中造成了上千萬位址的浪費，特别是B   類位址，對于大多數機構來說，一個 B類網絡可供辨別位址為65534個，太大了，然後當機構内主機數量大于 254的時候，采用一個 C類位址（254個位址）無法滿足需求，采用多個 C類位址又會因為路由選擇表的增加導緻網絡整體性能下降，在這種情況下，依舊選擇 B類位址就會浪費大約 6萬個位址。同時，在國際上IPv4位址配置設定及使用極不均衡，美國的一些大學和公司占用了大量的 IP位址，例如，MIT、IBM 和AT&T 分别占用了 1600 多萬個、1700 多萬個和 1900多萬個 IP 位址。總體上， 美國以不足世界人口總數的5%，掌握了全球總數 40%的位址資源，其中很大一部 分被閑置了。但是中國、日本及歐洲很多網際網路發展迅速的國家，由于配置設定的IP地 址有限，導緻網際網路位址的耗盡和路由表的暴漲。

雖然目前的IPv4位址已經耗盡，但全球接入網際網路的人口隻占 14%左右，随着社會的發展和人口數量的增加，會有更多的人需要通過配置IP位址接入網際網路。另外，早期占用網際網路位址的主要裝置基本是國家或者科技企業的大型機構，後來 轉變為 PC，自從 2007年蘋果公司推出 iPhone手機後，智能手機和移動網際網路技術開始了突飛猛進的發展，對位址的需求也從平均一家一台電腦，到一人一部手機， 再到一人多部手機、平闆電腦等都需要配置 IP位址。近年來，随着物聯網技術逐漸成熟，在社會公衆服務、工業制造領域也開始向資訊化和網際網路化發展，各類智慧 城市、數字政府、工業網際網路等資訊化建設也都是在此背景下推出的。是以，對   IP位址的需求開始從傳統的以人為機關計量轉變為以物為機關計量，例如，公共場所 的攝像頭，自動販賣機，共享單車，帶有聯網功能的電視、空調、微波爐等智能家居， 制造企業的機械化裝備，工廠中的房間廠房的各類溫度、濕度、粉塵傳感器等。此外，企業 在商務貿易中的全球化業務擴張帶來的網絡裝置增多，虛拟化技術中單個實體系統 需要通過配置多個 IP位址實作多虛拟系統的功能等。IPv4顯然已經無法滿足這些 需求。

正是因為上述多種因素，IETF設計了 IPv6用于代替 IPv4作為下一代網際網路協定。其最主要的特點就是位址空間幾乎無限。IPv6的位址長度為 128bit，在 IPv4位址空間的基礎上增大了 296，可以很好地解決 IPv4位址不足的問題。目前各國都處于 IPv4向 IPv6過渡的階段。