有生之年：42.9 亿个 IPv4 地址在出道 30 年后正式耗尽

这会带来什么影响？IPv6是否就要正式出道？

以下内容来自知科技答主@小枣君 的回答：

IPv4迄今为止已经使用了30多年。最早期的时候，互联网只是设计给美国军方使用，根本没有考虑到它会变得如此庞大，成为全球网络。

尤其是进入21世纪后，随着计算机和智能手机的迅速普及，互联网开始爆发性发展，越来越多的上网设备出现，越来越多的人开始连接互联网。这就意味着，需要越来越多的IP地址。

根据互联网数据研究机构的统计，全世界 76 亿人口，网民总数已经超过了 40 亿（2018年1月）。

但IPv4到底一共有多少个IP地址呢？答案是2的32次方，也就是约42.9亿个。

所以IPv4地址池接近枯竭，根本无法满足互联网发展的需要，人们迫切需要更高版本的IP协议，更大数量的IP地址池（有点像固定电话号码升位。）

IPv4地址不够的问题，并不是近几年才发现的。

早在1990年，IETF（互联网工程任务小组，成立于1985年底，是全球互联网最具权威的技术标准化组织）就开始规划IPv4的下一代协议。他们还建立了IPng（下一代IP），专门推进相关工作。

1994年，各IPng代表们于多伦多举办的IETF会议中，正式提议IPv6发展计划。该提议直到同年的11月17日才被认可，并于1996年8月10日成为IETF的草案标准。

1998年12月，IPv6被IETF正式推出，也就是互联网标准规范RFC2460。

2003年1月22日，IETF发布了IPv6测试性网络，即6bone网络。

经过十几年的发展，IPv6已经被很多通信网络和终端设备厂商支持，取得了长足的进步。

以目前使用最多的windows电脑操作系统为例，从Windows 2000开始，就已经开始支持IPv6。到Windows XP时，进入了产品完备阶段。而Windows Vista及以后的版本，如Win7、Win8、Win10等，都已经完全支持IPv6。

2012年6月6日，国际互联网协会专门举行了“世界IPv6启动纪念日”。这一天，多家知名网站（如Google、Facebook和Yahoo等）正式开始永久性支持IPv6访问。

另外，IPv6并不是一个新鲜事物。早在上个世纪90年代，它就已经诞生了。相信从事IT或通信相关工作的人，或多或少听说过它。

IPv6的全称是Internet Protocol version 6。其中，Internet Protocol译为“互联网协议”。所以，IPv6就是互联网协议第6版。

任何网络工作都是基于协议的。协议是网络进行运作的规则和标准。

现在人们口中的上网，就是上“国际互联网（Internet）”。互联网是基于TCP/IP协议族的，而IP是这个协议族中的核心组成部分。

IP是网络层协议。它的主要任务，就是根据源主机和目的主机的地址，进行数据的传送。

大家经常提到的IP地址，则是IP协议里面的概念。如果要联网，就要有IP地址，如同要寄信，必须要有门牌地址一样。

IPv6会给我们带来什么？

首先，最重要的一点，就是前面所说的地址池扩容。

IPv4的地址池是约42.9亿，IPv6能达到多少呢？

数量如下——

340282366920938463463374607431768211456个。

（不用数了，数到后面脑子就会秀逗）

简单说，是2的128次方。

这个数量，即使是给地球上每一颗沙子都分配一个IP，也是妥妥够用的。

数量值是根据地址位长决定。如果以二进制来写，IPv6的地址是128位。不过，这样写显然不太方便（一行都写不下）。所以，通常用十六进制来写，也就缩短成32位。

32位会分为8组，每组4位。

所以，下面这样的，就是一个标准的、合法的IPv6地址示例：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

但是IPv6的地址是可以简写的，每项数字前导的0可以省略。

例如，下面这个地址：

2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13

加粗的“0”，就可以省略，变成：

2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13

如果有一组或连续几组都是0，那么可以简写成“::”，也就是：

2001:DB8:2de::e13

是不是很神奇？

不过一个IPv6地址，只能有一个“::”。

除了地址数量之外，IPv6还有很多优点，例如：

1、IPv6使用更小的路由表。使得路由器转发数据包的速度更快。

2、IPv6增加了增强的组播支持以及对流的控制，对多媒体应用很有利，对服务质量（QoS）控制也很有利。

3、IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

4、IPv6具有更高的安全性。用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大地增强了网络的安全性。

5、IPv6具有更好的扩容能力。如果新的技术或应用需要时，IPV6允许协议进行扩充。

6、IPv6具有更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，就简化和加速了路由选择过程，提高了效率。

……

为什么IPv6没有迅速取代v4？

既然IPv6优点这么多，为什么它问世已经20年，还是没有完全替代IPv4呢？

如果按照本世纪初专家们的预测，我们IPv4的地址早已枯竭几万次了。

但是，一直挺到现在，大家仍然还在用IPv4，对老百姓来说，并没有因为地址不够而无法上网。

因为除了IPv6之外，还有一些技术可以变相地缓解地址不足。

例如NAT（Network Address Translation，网络地址转换）。

当我们在家里或公司上网时，电脑上会有一个类似192.168.0.1的地址，这种地址属于私网地址，不属于公共的互联网地址。

每一个小的局域网，都会使用一个网段的私网地址，在与外界连接时，再变换成公网地址。这样一来，几十个或几百个电脑，都只需要一个公网地址。

甚至还可以私网套私网，NAT套NAT，一层一层套。这样一来，大大节约了公网IP地址数量。

正因为如此，才让我们“续命”到了今天，不至于无法上网。

但是，NAT这种方式也有很多缺点，虽然私网地址访问互联网地址方便，但互联网地址访问私网地址就困难了。很多服务，都会受到限制，只能通过复杂的设置才能解决，会影响网络的处理效率。

这就像汽车一样，虽然大家可以共用（公交车），但每个人还是希望能独立拥有。

物以稀为贵，地址越稀缺，就越值钱。掌握地址的人，就越开心。

谁开心？运营商和ISP（互联网服务提供商）。

他们就像是经销商，从上游（互联网域名与号码分配机构，ICANN）申请到IP地址，再卖给下游用户。稀缺没关系，反正，他一定能赚取更多的差价。

如果大家去找运营商或ISP买带宽，或者租赁云服务，带公共地址的，一定比不带公共地址的贵很多很多。

除了地址可以赚钱之外，如果升级支持IPv6，对运营商和ISP来说，也意味着很大的资金投入。尽管现在新设备基本都是支持IPv6，但还是有一些老设备，如果在使用寿命到期之前就换，带来的后果就是亏钱。

所以，运营商和ISP都不是很喜欢IPv6。

至于设备商或手机电脑厂商，出于提前考虑，早已普遍支持了IPv6，意见并不是很大，也决定不了什么。

我们国家早期的时候，曾经非常积极地推动过IPv6的普及。

后来，因为种种原因，放慢了IPv6的推进脚步，被美国等国家超越，IPv6普及率沦落到全球排名三十以外。

现在，我们国家又重新开始大力推动IPv6的发展。

2017年11月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。

2018年5月，工信部也发布了关于贯彻落实《推进IPv6规模部署行动计划》的通知，进一步提出明确的IPv6落地任务和指标要求。

之所以这么急迫地要求推进，很大一部分原因，在于推动通信基础设备的标准化建设，为5G打基础，为物联网打基础，为工业互联网打基础，为全面实现“万物互联”做好充分的准备。

尤其是行业互联网和工业互联网，现在进入高速发展阶段，地址需求非常大（根据预测，2025年，物联网的连接数将超过270亿），迫切需要IPv6。

如果几十亿人口还可以勉强用IPv4的话，物联网一旦上来，IPv4肯定是hold不住的。

除此之外，IPv6还涉及到国家的网络安全和网络主权。

大家都知道，我们上网需要用到DNS（域名解析）。我们访问某一个网站，需要把这个地址发到DNS服务器，服务器返回一个IP地址，我们才能访问该网站。

在IPv4阶段，全球DNS根服务器，一共只有13台，1台主服务器，12台辅服务器。13台里面，10台在美国，另外3台在英国、瑞典和日本。

如果发生特殊情况，DNS服务被对手切断，我们的互联网就将全面陷入半瘫痪状态。

到了IPv6，情况就不一样了。

2017年11月28日，由中国领衔发起的“雪人计划”，已在全球完成25台IPv6 DNS根服务器架设，中国部署了其中的4台，由1台主根服务器和3台辅根服务器组成。

也就是说，在IPv6下，我们一定程度上拥有了“网络安全感”，不再受制于人。

最后，再告诉大家一个小技巧——如何知道自己现在的手机或电脑是不是支持IPv6？

首先，打开http://Ipv6-test.com网站，根据显示结果查看是否支持：