不知道大家有沒有注意到，現在很多APP打開的起始頁下面會有一行小字“XXX支持IPv6網絡”或者“IPv6”字樣，有的則沒有，這是怎麼回事呢?
原來是表示這些APP已經支持IPv6服務，正在為將來全面切換到IPv6網絡做準備呢。隨著5G時代的到來，終端設備越來越多，IPv4地址早已無法滿足需求大量IP地址的應用場景。而IPv6具有更多地址數量、更小路由表、更好安全性等優點，可以徹底解決5G時代IPv4網絡面臨的各種問題。如何從IPv4切換到IPv6?IPv6有這麼多優點，那我們可以將現有的IPv4網絡全部一次性切換到IPv6網絡嗎?
答案是否定的。IPv6在1992年被提出，經過二十多年的發展，已經是一個非常成熟的協議體系。但IPv6並不是IPv4的改進，而是一個全新的協議，也就是說它並不兼容IPv4，也就不可能一步到位全網替換IPv4。因此，最可行的方法是將IPv4分階段逐步過渡到IPv6。
第一階段：
在IPv4向IPv6過渡的初期，Internet的主體仍然是IPv4，絕大部分應用也是基於IPv4，IPv6網絡僅在局部構成中小型網絡，這個階段的網絡一般稱為“IPv6孤島、IPv4海洋”。
因此，第一階段主要解決IPv6網絡中的用戶可以訪問IPv4網絡的問題。
第二階段：
當基於IPv6的業務普遍實現大規模應用後，就進入了IPv4與IPv6並存的中期階段。這一階段IPv6網絡已經形成規模，構成了一張從接入、匯聚到骨幹網的完整IPv6網絡結構。
第二階段主要解決IPv4網絡與IPv6網絡中用戶及資源互訪的問題。
目前我國的IPv6經過大力發展，已進入第二階段。
第三階段：
當IPv4網絡中的絕大部分業務和應用都遷移到IPv6網絡以後，IPv4到IPv6的過渡就進入了後期階段。這一階段與初期階段相反，只有個別局部還保留有IPv4網絡，網絡的狀況是“IPv4孤島、IPv6海洋”。
因此，第三階段主要解決IPv4網絡中的用戶能夠訪問IPv6網絡中的資源。
從IPv4切換到IPv6需要注意什麼?
由於IPv6與IPv4是兩個不同的網絡，處於兩個網絡中的用戶如何交互，是否會對用戶的實際生活產生影響是用戶最關心的事情。那在切換過程中需要注意什麼呢?
IPv4設備上部署IPv6協議或者雙棧設備關閉IPv4協議和服務時，用戶應感知不到運營商的基礎網絡升級到IPv4/IPv6雙棧或者從雙棧到IPv6-only的變化。
例如，當運營商的基礎網絡升級到IPv4/IPv6雙棧，會給用戶的終端分配IPv4和IPv6兩個地址代替原來的一個IPv4地址，而客戶終端優先使用IPv6協議實現網頁、視頻等應用。使用終端的客戶並不感知這些變化，用戶也不想知道運營商基礎網從IPv4升級到IPv4/IPv6雙棧的具體事宜。
運營商網絡演進的任何階段，都不能強迫最終用戶從只支持IPv4的終端或設備升級到支持IPv4/IPv6雙棧的終端設備。用戶升級或者淘汰自己的終端或設備，由用戶自己選擇。
從IPv4切換到IPv6涉及的技術保障
為了保障IPv4向IPv6的順利演進，國際互聯網工程任務組(IETF)成立專門工作組進行研究，形成了三類技術方案：雙棧技術、隧道技術、協議轉換技術。
1. 雙棧技術
IPv6和IPv4是功能相近的網絡層協議，兩者都基於相同的物理平臺，而且加載於其上的傳輸層協議TCP和UDP沒有任何區別。
IPv4/IPv6雙棧技術是指在網絡節點上同時運行IPv4和IPv6兩種協議，在IP網絡中形成邏輯上相互獨立的兩張網絡：IPv4網絡和IPv6網絡。
網絡中的雙棧節點同時支持IPv4和IPv6協議棧，與IPv4節點通訊時使用IPv4協議棧，與IPv6節點通訊時使用IPv6協議棧。
雙棧技術是IPv4向IPv6過渡的基礎，所有其它的過渡技術也都以此為基礎。採用雙棧技術部署IPv6，不存在IPv4和IPv6網絡部署時的相互影響，可以按需部署。
因此雙棧技術被認為是部署IPv6網絡最簡單的方法，也被國內外運營商廣泛採用。
2. 隧道技術
在 IPv6網絡的發展過程中，出現了許多局部的IPv6網絡，為將這些IPv6孤島通過IPv4骨幹網絡相連通，就需要隧道技術登場了。
隧道技術是通過將一種IP協議數據包嵌套在另一種IP協議數據包中進行網絡傳遞的技術。隧道類型有多種，按照應用場景的不同可分以為IPv4 over IPv6隧道和IPv6 over IPv4 隧道。
3. IPv6 over IPv4隧道
IPv6 over IPv4是基於IPv4隧道來傳送IPv6數據報文的隧道技術，是將IPv6報文封裝在IPv4報文中，這樣IPv6協議包就可以穿越IPv4網絡進行通信。
在IPv6報文通過IPv4網絡時，需要進行“封裝—解封裝”的過程：
1)隧道發送端將該IPv6報文封裝在IPv4包中，將此IPv6包視為IPv4的負荷，在IPv4網絡上傳送該封裝包。
2)當封裝包到達隧道接收端時，解掉封裝包的IPv4包頭，取出IPv6報文繼續處理。
IPv6 over IPv4隧道兩端的節點必須支持IPv4/IPv6雙協議棧，除隧道兩端的節點外，其它節點不需要支持雙協議棧。
利用IPv6 over IPv4隧道技術可以通過現有的運行IPv4協議的Internet骨幹網絡將局部的IPv6網絡連接起來，因而隧道技術是IPv4向IPv6過渡的初期最易於採用的技術。
代表技術有6in4、6RD、ISATAP、6PE、6vPE等。
4. IPv4 over IPv6隧道
與IPv6 over IPv4隧道技術相反，IPv4 over IPv6隧道技術是解決具有IPv4協議棧的接入設備成為IPv6網絡中的孤島通信問題。
IPv4 over IPv6隧道對IPv4報文進行封裝，即隧道發送端將IPv4報文封裝在IPv6包中，在IPv6網絡上傳送該封裝包;當封裝包到達隧道接收端時，解掉封裝包的IPv6包頭，取出IPv4報文繼續處理。
在實際應用中，DS-Lite是一種典型的IPv4 over IPv6隧道技術。
DS-Lite技術由B4(Base Bridging BroadBand Element，通常為用戶終端)和AFTR(Address Family Transition Router，地址族轉換路由器)兩個模塊協作實施，B4和AFTR設備之間建立DS-Lite隧道，並在AFTR設備上配置NAT，實現IPv4用戶穿越IPv6網絡訪問IPv4網絡，同時NAT技術實現運營商級別IPv4地址複用，可以減少IPv4地址開銷。
5. 協議轉換技術
在過渡期間，IPv4和IPv6共存的過程中，由於二者的不兼容性，面臨的一個主要問題是IPv6與IPv4之間如何互通。
為了解決這個難題，IETF在早期設計了NAT-PT(Network Address Translation-Protocol Translation，網絡地址轉換-協議轉換)的解決方案。NAT-PT通過IPv6與IPv4的網絡地址與協議轉換，實現了IPv6網絡與IPv4網絡的雙向互訪，但在實際網絡應用中也顯現出各種缺陷，因此IETF推薦不再使用。
為了解決NAT-PT中的各種缺陷，同時實現IPv6與IPv4之間的網絡地址與協議轉換技術，IETF重新設計一項新的解決方案：NAT64與DNS64技術。
- NAT64是一種有狀態的網絡地址與協議轉換技術，支持通過IPv6網絡側用戶發起連接訪問IPv4側網絡資源，滿足了IPv6主機與IPv4網絡互通的需求。NAT64也支持通過手工配置靜態映射關係實現IPv4網絡主動發起連接訪問IPv6網絡的需求。
- DNS64 則主要是配合NAT64工作，將DNS查詢信息中的IPv4地址合成到IPv6地址中，返回合成的IPv6地址給IPv6側用戶。
雙棧技術、隧道技術、協議轉換技術在IPv4向IPv6過渡期間互相配合、協同工作，解決了過渡期間的IPv4與IPv6的共存和互通問題，保障了IPv4向IPv6的平滑演進。
IPv6網絡部署現狀
有了以上的切換方法、切換原則和技術保障，以及順應互聯網的發展趨勢，國家正積極推動IPv6的部署。2017年11月，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》，明確提出了未來五到十年，國家基於IPv6下一代互聯網發展的總體目標、線路圖、時間表和重點任務。
《行動計劃》發佈以來，我們國家IPv6規模部署呈現加速發展態勢，已分配IPv6地址的用戶數快速增長，IPv6活躍用戶數顯著增加。
截止2019年5月，三大基礎電信運營商的超大型、大型及中小型IDC已經全部完成了IPv6改造，三大基礎電信運營商的遞歸DNS全部完成雙棧改造並支持IPv6域名記錄解析。骨幹網設備已全部支持IPv6，13個骨幹網直連點已全部實現了IPv6互聯互通並全面開啟IPv6承載服務;中國電信、中國移動、中國聯通均完成全國30個省城城域網網絡IPv6改造。
中國互聯網信息中心(CNNIC)的第44次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》指出，截止2019年6月，我們國家的IPv6地址數量為50286塊/32，已躍居全球第一位;IPv6活躍用戶數達1.3億，大概佔我國互聯網用戶的15%。
因此可以說，我們國家從網絡、應用到終端正在全面支持IPv6。
說了這麼多，不知道有沒有解決開篇的疑惑呢?
今後在使用手機的時候，如果再看到有APP起始頁中的“XXX支持IPv6網絡”或者“IPv6”字樣，應該就知道是怎麼回事了吧。
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