ipv4 IPV6取代IPV4之路 为何道阻且长？

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IPV6作为IPV4的神奇之处，提出了26年多。在中国，IPV6是一个吉他后面还藏着半张脸不让我们看的人，时间久了就很难走出来。为什么用IPV6取代IPV4的道路被堵死且漫长？

IPV4的诞生——大Bug！

IPV4的诞生源于互联网的诞生，互联网诞生的主要功能是20世纪60年代美国应对外军入侵时的金钟罩。

20世纪六七十年代，美国的对外麻烦特别严重。古巴所有恐惧的总和，与前苏联的军事竞争，越南战争爆发；在现代战斗中，沟通之路是无法切断的。20世纪60年代，美国四大军用电脑的连接方式是中控，但如果中控系统受到攻击，其他军用电脑就会全部瘫痪！

为了克服这个问题，保证在中央控制系统受到军队攻击时，其他计算机仍然能够正常运行，提出了Apache网络(互联网的前身)。这种网络通信技术不是像中央控制方法那样简单地将数据传输到目的地，而是通过“分组交换”的方式，像接力赛一样在网络中的不同站之间传输数据。在这种情况下，即使中央系统受到攻击，其他军用计算机仍然可以寻找新的通信中心进行信息交换，因为它们彼此之间有站点互连。

最初只有4台计算机连接到Apache网络，但到1970年，连接到Apache网络的计算机已经有110台，出现了一个难题——如何按照相同的方式和通用的标准连接不同类型的计算机，以保证它们的互操作性和共享性？

然后“TCP/IP协议”诞生了，也就是IPV4诞生了，它作为一种通信标准促进了世界网络的互通，但与此同时，“大bug”也诞生了——美国创建互联网的时候，是打算用于军事目的的。认真考虑了美国的总人口和当时的电脑数量后，觉得2的32次方，也就是40多亿个IP地址，足够美国漫游世界了。但他们低估了互联网的爆炸式传播速度，每个网络一个IP地址。近几十年来互联网的爆炸式增长直接耗尽了IP地址，成为制约互联网发展的最大困境。

IPV4与IPV6对比分析有很多优势。为什么很难推广它

IP地址枯竭，自然要想办法解决，于是IPV6协议诞生了，初衷是拯救互联网/[/k0/】。IPV6协议下，地址位是128位，地址总数是340万亿，多到地球上每一颗沙子都能享受一个IP地址。

IPV4 PK IPV6，首先IPV6在地址总数上胜出。其次，从安全特性来看，IPV4不加密，安全风险大，而IPV6加密，地址不易被攻击和追踪，安全风险小。最后，IPV4地址耗尽。为了解决这个问题，出现了NAT技术，直接降低了路由器中继操作下的网络传播速度。但是IPV6地址足够了，不需要NAT，传播速度更快，质量更好。

不幸的是，尽管IPV6提出多年，尽管它有很多优势，但它在中国的渗透率只有0.39%，不到1%。为什么用IPV6代替IPV4这么难？

网络地址转换技术的发明并没有推动IPV6的动机

中国的互联网起步较晚，所以意识到IPV4地址不够已经很晚了，但这并不妨碍我们勇敢的勇士在角落里超车，敢于创新——我们利用NAT技术创造了世界上最大的私有网络。

专网对应公网的概念。打个比方，如果你有一个公共IP，就相当于在虚拟世界里有一个特定的地址。在这种情况下，您可以与该地址的人通信，其他人可以通过您的地址向您发送消息。

但是私网就不一样了，就像你住在一个大院子里，没有具体的地址，所以你所有的进出邮件都要通过一个地址接待室来传递。这种情况下，如果有一封邮件需要自己签收，接待室的爷爷会说:对不起，他没有签收的权利，所有邮件都要我转。于是邮局工作人员只好放弃。

IP地址有限，专网(没有IP地址的网络组)无法与公网IP取得联系，只好依靠透明网关进行传输，这就是NAT技术。

NAT技术的诞生暂时解决了IP地址缺失的问题，但也成为阻碍IPV6推广的一股力量。在现有的NAT技术下可以解决IPV4的问题，人们没有动力推广IPV6。

从IPV4过渡到IPV6并不容易

目前IP网络还是以IPV4为主，IPV6网络只是小范围部署使用(比如本地校园网，学校不会告诉你)。从IPV4到IPV6的过渡很难一蹴而就，慢过渡是最好的选择。IPV4和IPV6的共存策略和过渡技术一般有以下三种:

1.双栈技术

在双栈技术下，主机或网络设备同时支持IPV4和IPV6双栈协议，这意味着主机和网络设备在IPV4和IPV6下都有地址。例如，路由器是双栈设备。默认可以支持IPV4，正常转发IPV4消息。同时，如果为路由器分配了IPV6单播地址，路由器将具有IPV6数据转发能力。双栈技术下，IPV4和IPV6栈道互不干扰，独立工作。

2.隧道技术

隧道技术更多的是解决IPV6通信困难的问题。如今，IPV4网络技术的主体是IPV4，分散的IPV6网络成为分散的信息孤岛。在两个IPV6设备处于IPV4网络的情况下，互联依赖隧道技术。

在隧道技术下，R1和R2都是双栈路由器，IPV4和IPV6由双栈路由器的两端识别。单个双栈路由器的存在实现了IPV4和IPV6的互联，而两个路由器的存在打开了IPV6到IPV6的互联隧道。

3.NAT64技术

NAT64技术实际上是一种翻译技术，实现了IPV4和IPV6之间的协议转换，可以灵活地在V4和V6格式之间转换数据包。当IPV4网络的节点需要与IPV6网络的节点直接通信时，由于两个协议栈不兼容，默认情况下肯定不会工作。但是，借助一个可以在IPV6和IPV4之间翻译和传输协议的设备，可以实现上述通信要求。

三种转换技术各有千秋，但也各有千秋。先不说双栈技术需要IPV4和IPV6地址一一对应，应用起来比较麻烦，同时也不能实现IPV6之间的互联；隧道技术虽然可以实现IPV6的互联，但存在很大的安全隐患。IPV6暴露在公共网络中，随时可能被劫持。同时，隧道的配置和维护也很麻烦。

最难的是NAT64技术的应用。目前整个互联网都是建立在IPV4的基础上。用6to4技术传输IPV6数据时，需要将IPV6设备的网络端从IPV4网络切换到IPV6网络，然后让另一端的IPV4的报文用4to6技术传输。这样的操作，在4网切6网的过程中，本地临时断网是必须的，断网必然会带来很多人的生命。另外，在NAT64下，为协议转换手动配置静态映射关系，使IPV4网络可以主动发起连接接入IPV6网络。但是协议转换过程费时费力，效率较低。

以上缺陷都成为IPV6推广的障碍。

IPV6的推广让运营商无利可图

首先，从虚拟网络的角度来看，IPV6和IPV4的协议差别太大，不兼容。同时，互联网中有很多层，每一层都有相应的协议和规范。作为每层之间唯一的细腰，IP层的更换会影响到其他很多层。所以从网络升级的角度来说，从IPV4到IPV6本身的转换并不容易。

以上只是技术探讨。从经济角度看，中国的骨干网不仅包括三大通信巨头的网络建设，还包括铁路、银行、军队的内部网络建设。无论什么样的网络改造，都是要花很多钱的。三大通信巨头IPV6的升级，离不开近百亿的投入。但是这么庞大的支出对应的是IPV6没有杀手级应用的情况，盈利模式难以探索。在这样不合理的情况下，谁会愿意做赔本生意呢？

其次，从实用的角度来看，除了升级IPV6网络，网络中相应的硬件设备也需要升级，包括网卡、路由器、计算机网络等等，这是另一笔巨大的支出。另外还有一个很现实的因素。IPV6一文不值，因为它的IP地址多如牛毛。目前IPV4地址稀缺，卖IP地址有多值钱，运营商也不傻。

许多因素的限制使得IPV6变得困难

本文多次提到，现在整个互联网是在4个网络的运行下实现的。4网下，IP地址不够，但一个个分配得当。随着IPV6的普及，地址分配成为一个新的问题。手动分配地址是不可能的，自动分配监管容易出错。最好的办法就是互联网重新开始，同时IPV4地址消失，然后等待IPV6地址分配，这就是问题所在。IPV6的初衷是延长互联网的寿命，但这种分配方式直接让互联网涅槃。

其次，IPV6地址多。这会诱发什么样的场景？比如IP地址太多，可以随便注册网站，随便发一张自拍，随便注册，一个公网就诞生了；而且IPV6加密，监管难度大。你在公网注册不仅容易，国家也很难找到你。这会给国家带来多少安全隐患？在我们国家，有许多灾难和困难。现在最重要的是稳步前进。你明白吗？

*本文原作者为前瞻经济学家(ID:单月谦)，彭坤一分析。如果要转载，请在微信官方账号后台留言。

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