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干貨收藏:為什么有 IPv4、IPv6,但沒有 IPv5?

  • 作者:sdfcsd
  • 來源:互聯(lián)網(wǎng)
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  • 2020-05-21 14:14:59

如果你花過很多時間在互聯(lián)網(wǎng)上,那么你應(yīng)該已經(jīng)聽說過計算機每天使用的 IPv4 和 IPv6 協(xié)議。

如果你花過很多時間在互聯(lián)網(wǎng)上,那么你應(yīng)該已經(jīng)聽說過計算機每天使用的 IPv4 和 IPv6 協(xié)議。
你可能會問的一個問題是:為什么沒有 IPv5?為什么 IPv6 在 IPv4 之后而不是 IPv5 之后出現(xiàn)?是否有 IPv5,如果是,那么 IPv5 發(fā)生了什么?
答案是肯定的,曾經(jīng)有一個 IPv5。
IPv4是怎么誕生的?
在 1960 年代后期,美國國防部的高級研究計劃局(DARPA)發(fā)起了一個項目來連接全國的計算機。最初的目標(biāo)是創(chuàng)建一個由全國 ARPA 資助的所有計算機組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
由于這是第一次將如此規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)整合在一起,因此他們也在不斷發(fā)展自己的技術(shù)和硬件。他們首先做的工作之一就是開發(fā)名為傳輸控制協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)。
最初,TCP 被設(shè)計為“主機級別的端到端協(xié)議以及封裝和路由協(xié)議”。但是,他們意識到他們需要拆分協(xié)議以使其更易于管理。于是決定由 IP 協(xié)議處理封裝和路由。那時,TCP 已經(jīng)經(jīng)歷了三個版本,因此新協(xié)議被稱為 IPv4。
IPv5去哪兒了?
因特網(wǎng)流協(xié)議(IPv5)是一個資源協(xié)議,被稱為因特網(wǎng)流協(xié)議(ST),目的是提供服務(wù)質(zhì)量(QoS),支持多媒體在因特網(wǎng)上實時傳輸。需要注意的是:IPv4與IPv5無關(guān),IPv5也已嵌入至IPv6
IPv5實際上是被設(shè)計用來和IPv4一起運行的,彌補IPv4的不足。IPv5 開始時有個不同的名字:互聯(lián)網(wǎng)流協(xié)議。它是由 Apple、NeXT 和 Sun Microsystems 為試驗流式語音和視頻而創(chuàng)建的。同時,IPv5 奠定了 VoIP 的基礎(chǔ),而該技術(shù)已被我們用于當(dāng)今世界范圍內(nèi)的通信。
IPv5 從未被接受為正式的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。這主要是由于 32 位限制。IPV5 使用與 IPv4 相同的尋址系統(tǒng)。每個地址由 0 到 255 之間的四組數(shù)字組成。這將可能的地址數(shù)量限制為 43 億個。
在 1970 年代初,這似乎比全世界所需要的還要多。但是,互聯(lián)網(wǎng)的爆炸性增長證明了這一想法是錯誤的。2011 年,世界上的IPv4地址正式用完了。
為何要從IPv4轉(zhuǎn)向IPv6?
為了解決地址短缺問題,目前出現(xiàn)一些地址復(fù)用和優(yōu)化管理技術(shù),但是增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性,最直接的影響就是增加了大量的成本,不利于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
IPv4 協(xié)議從 1981 年發(fā)布到今天已經(jīng)過去了將近 40 年,在過去的這段時間里,它作為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議簇中的重要協(xié)議承擔(dān)著分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇的重要責(zé)任,隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和終端設(shè)備變得越來越復(fù)雜,我們也需要更多的 IP 地址滿足今天的需求。
在 1990 年代,一個新項目開始致力于研究下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IPng)。這形成了 128 位的 IPv6。IPv6 地址包含 “8 組 4 字符的十六進制數(shù)字”,它可以包含從 0 到 9 的數(shù)字和從 A 到 F 的字母。與 IPv4 不同,IPv6 擁有數(shù)萬億個可能的地址,因此我們應(yīng)該能安全一陣子。
為什么 IPv6 難以取代 IPv4?
為什么 IPv6 協(xié)議有如此之多的好處并且能夠解決 IPv4 的地址短缺問題,但是哪怕在最初預(yù)估的 2003 年后又過了 17 年,IPv6 協(xié)議也沒有被大規(guī)模采納。
IPv6 協(xié)議擺脫了很多歷史的包袱輕裝前行,雖然越來越多的網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都開始支持 IPv6,但是因為很多原因 IPv6 最終也很難完全取代 IPv4 協(xié)議。
• NAT 技術(shù)可以很大程度上緩解 IPv4 的地址短缺問題并且能夠保護私有內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò),提供防火墻的功能;
• IPv4 與 IPv6 協(xié)議完全不兼容,我們需要引入雙協(xié)議棧、隧道技術(shù)或者 NAT64 解決兼容性問題,而應(yīng)用這些技術(shù)也需要額外的成本;
• 通過對資源的細粒度管控并回收不再使用的 IP 地址,可以延緩 IP 地址耗盡的時間。
工程師的想象力是無窮的,在過去的十幾年間,我們嘗試通過各種辦法為 IPv4 協(xié)議續(xù)命延緩 IP 資源耗盡的時間,不過在可預(yù)見的未來 IPv4 協(xié)議也終將被 IPv6 替代,我們也會擁有幾乎用不完的 IP 地址。
 

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