干货收藏:为什么有 IPv4、IPv6,但没有 IPv5?

如果你花过很多时间在互联网上,那么你应该已经听说过计算机每天使用的 IPv4 和 IPv6 协议。

如果你花过很多时间在互联网上,那么你应该已经听说过计算机每天使用的 IPv4 和 IPv6 协议。
你可能会问的一个问题是:为什么没有 IPv5?为什么 IPv6 在 IPv4 之后而不是 IPv5 之后出现?是否有 IPv5,如果是,那么 IPv5 发生了什么?
答案是肯定的,曾经有一个 IPv5。
IPv4是怎么诞生的?
在 1960 年代后期,美国国防部的高级研究计划局(DARPA)发起了一个项目来连接全国的计算机。最初的目标是创建一个由全国 ARPA 资助的所有计算机组成的网络系统。
由于这是第一次将如此规模的网络整合在一起,因此他们也在不断发展自己的技术和硬件。他们首先做的工作之一就是开发名为传输控制协议互联网协议(IP)。
最初,TCP 被设计为“主机级别的端到端协议以及封装和路由协议”。但是,他们意识到他们需要拆分协议以使其更易于管理。于是决定由 IP 协议处理封装和路由。那时,TCP 已经经历了三个版本,因此新协议被称为 IPv4。
IPv5去哪儿了?
因特网流协议(IPv5)是一个资源协议,被称为因特网流协议(ST),目的是提供服务质量(QoS),支持多媒体在因特网上实时传输。需要注意的是:IPv4与IPv5无关,IPv5也已嵌入至IPv6
IPv5实际上是被设计用来和IPv4一起运行的,弥补IPv4的不足。IPv5 开始时有个不同的名字:互联网流协议。它是由 Apple、NeXT 和 Sun Microsystems 为试验流式语音和视频而创建的。同时,IPv5 奠定了 VoIP 的基础,而该技术已被我们用于当今世界范围内的通信。
IPv5 从未被接受为正式的互联网协议。这主要是由于 32 位限制。IPV5 使用与 IPv4 相同的寻址系统。每个地址由 0 到 255 之间的四组数字组成。这将可能的地址数量限制为 43 亿个。
在 1970 年代初,这似乎比全世界所需要的还要多。但是,互联网的爆炸性增长证明了这一想法是错误的。2011 年,世界上的IPv4地址正式用完了。
为何要从IPv4转向IPv6?
为了解决地址短缺问题,目前出现一些地址复用和优化管理技术,但是增加网络复杂性,最直接的影响就是增加了大量的成本,不利于互联网的发展。
IPv4 协议从 1981 年发布到今天已经过去了将近 40 年,在过去的这段时间里,它作为互联网协议簇中的重要协议承担着分组转发和路由选择的重要责任,随着网络环境和终端设备变得越来越复杂,我们也需要更多的 IP 地址满足今天的需求。
在 1990 年代,一个新项目开始致力于研究下一代互联网协议(IPng)。这形成了 128 位的 IPv6。IPv6 地址包含 “8 组 4 字符的十六进制数字”,它可以包含从 0 到 9 的数字和从 A 到 F 的字母。与 IPv4 不同,IPv6 拥有数万亿个可能的地址,因此我们应该能安全一阵子。
为什么 IPv6 难以取代 IPv4?
为什么 IPv6 协议有如此之多的好处并且能够解决 IPv4 的地址短缺问题,但是哪怕在最初预估的 2003 年后又过了 17 年,IPv6 协议也没有被大规模采纳。
IPv6 协议摆脱了很多历史的包袱轻装前行,虽然越来越多的网站和网络设备都开始支持 IPv6,但是因为很多原因 IPv6 最终也很难完全取代 IPv4 协议。
• NAT 技术可以很大程度上缓解 IPv4 的地址短缺问题并且能够保护私有内部的网络,提供防火墙的功能;
• IPv4 与 IPv6 协议完全不兼容,我们需要引入双协议栈、隧道技术或者 NAT64 解决兼容性问题,而应用这些技术也需要额外的成本;
• 通过对资源的细粒度管控并回收不再使用的 IP 地址,可以延缓 IP 地址耗尽的时间。
工程师的想象力是无穷的,在过去的十几年间,我们尝试通过各种办法为 IPv4 协议续命延缓 IP 资源耗尽的时间,不过在可预见的未来 IPv4 协议也终将被 IPv6 替代,我们也会拥有几乎用不完的 IP 地址。
 

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