隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等應(yīng)用的不斷發(fā)展，除了電腦，iPad、手機(jī)、電視、冰箱、空調(diào)、日用品甚至萬(wàn)事萬(wàn)物都可能成為互聯(lián)網(wǎng)終端，都需要分配IP地址，目前廣泛部署使用的IPv4協(xié)議也日益顯示出其設(shè)計(jì)上的不足：IPv4地址空間嚴(yán)重不足。據(jù)某權(quán)威部門推算，未來(lái)5年我國(guó)IP需求量約為345億，其中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)約為10億，物聯(lián)網(wǎng)預(yù)計(jì)需求量約為100億，固定互聯(lián)網(wǎng)約5億，而按照IP地址33%的利用率來(lái)推算，我國(guó)未來(lái)IP用戶需求量將達(dá)到345億，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)IPv4的地址數(shù)量2.78億(2010年12月數(shù)據(jù))，也大大超過(guò)了全球IPv4的理論地址數(shù)43億。來(lái)自IANA(國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu))的消息顯示， IPv4地址已于2011年2月3日分配完畢，全球IP地址總庫(kù)已經(jīng)枯竭。這一現(xiàn)象被稱“網(wǎng)絡(luò)泰坦尼克危機(jī)”。
此外，IPv4還存在骨干路由器維護(hù)的路由表表項(xiàng)數(shù)量過(guò)大、不易進(jìn)行自動(dòng)配置和重新編址、不能解決日益突出的安全問(wèn)題等先天不足。雖然針對(duì)IPv4地址短缺問(wèn)題，也出現(xiàn)了多種解決方案，比較有代表性的是NAT，然而NAT廣泛的部署，解決了地址短缺問(wèn)題，也帶來(lái)一些問(wèn)題：NAT破壞了IP端到端模型;存在單點(diǎn)失效，降低了網(wǎng)絡(luò)可靠性;非NAT友好應(yīng)用支持問(wèn)題;不支持端到端的安全;網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和重新部署困難;NAT也不能解決所有地址短缺問(wèn)題。
而IPv6協(xié)議的提出，徹底解決了IPv4地址空間即將耗盡的問(wèn)題。IPv4的理論地址數(shù)有43億個(gè)，而采用IPv6的IP地址數(shù)量為2的128次方。這個(gè)數(shù)字的概念是，如果全球有1800億億網(wǎng)民，每人擁有1800億億互聯(lián)網(wǎng)終端，所有這些終端同時(shí)上網(wǎng)，IP地址仍有富余。
此外，相比IPv4，IPv6也提供了一些新的特性和改善措施：層次化的路由結(jié)構(gòu);支持自動(dòng)配置，即插即用;支持端到端的安全;QoS能力，對(duì)各種信息根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí);支持移動(dòng)特性;增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對(duì)流的支持(Flow-control);增加IP在整合其他網(wǎng)絡(luò)的兼容性。
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