30年过去了，为什么IPv6还不能完全取代IPv4？

我心如烟卸

早在1990年，国际互联网工程任务组就开始规划下一代协议，以解决IPv4地址枯竭的问题，如果从那年算起，下一代协议的规划距今已经过去31年的时间，为什么IPv6还没有完全取代IPv4？要知道IPv4的历史也不过40多年而已。
全面推广使用IPv6，可不是喊喊口号而已。早在2017年，国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，鼓励和支持国内龙头互联网企业发布应用IPv6升级计划。但IPv6的普及，却远没有我们想象的那么快速。

主要原因有三点：
IPv6协议的设计者认为，在2003年前后，随着IPv4地址的不断减少，IPv6会得到全面普及。然而直至2019年，最后一个IPv4正式枯竭时，IPv6仍然没有大规模被采纳。

其主要原因可以归结于兼容性问题。
我们知道，兼容有两种方式：向前兼容和向后兼容。
如果IPv6和IPv4是向前兼容，那么处理IPv4协议的硬件设备，可以不用更新就能处理IPv6数据。这样一来，硬件设备无需更新，成本大大降低。
另外一种是向后兼容，即使用IPv6的硬件设备，能同时处理IPv4的数据包。这种兼容方式，虽然要升级硬件设备，但至少IPv6协议的推进，也不会像现在那样复杂。
然后，IPv6的设计者，既没有考虑向前兼容，也没有考虑向后兼容，以至于只能通过双协议栈、隧道技术、NAT64来实现协议的过渡。IPv6的推进工作成本增加了不少。
工程师的想象力虽然不兼容是硬伤，但如果真的有一天IPv4地址完全被用完，新的硬件设备也不得不使用IPv6地址。
然而，聪明的工程师们，充分发挥想象力，使用了一种名为“NAT”的技术，它能变相缓解IPv4枯竭带来的问题。
NAT（网络地址转换协议），是一种在IP数据包通过路由器时修改网络地址的技术。

但是NAT本身有局限性，很多服务都会受到限制。它也违反了主机之间应当直接对话的原则，也违反网络分层结构的设计原则，不利于互联网的发展。使用IPv6替代IPv4，才是正途。

利益从中作祟IPv6协议的推进，一部分阻力来自运营商。IPv4地址由于具有稀缺性，并不免费，相反随着IPv4越来越少，它的价值变得越来越高。如果IPv6全面普及，势必会给运营商造成不小的损失。
当然还有另一方面，由于不兼容问题，运营商对老旧设备进行升级，以支持IPv6，这将是一笔很大的资金投入。而这笔资金投入，并没有产生额外的效益，运营商没有动力这么做。
IPv6势在必行虽然历史的包袱，IPv6还背着，但比起之前，要起色不少。如今绝大部分新设备早已支持IPv6，像设备商、手机厂商、电脑厂商基于趋势考虑，也早已普遍支持IPv6。
我们全面普及推进IPv6，一方面是解决IPv4地址枯竭问题，也有出于网络安全和网络主权方面的考虑。
在IPv4时代，全球DNS根服务器一共13台，却无一台在中国，如果爆发战争，对方切断DNS服务，那么我们的互联网将出于半瘫痪状态。
而在IPv6时代，则完全不同。2017年我们已开始实施“雪人计划”，在全球完成25台IPv6 DNS服务器的架设。如果IPv6普及，那时我们将不再受制于人。

虽然IPv6推广进展缓慢，但不难预见，未来一定是IPv6的时代。到时可能就会像IPv6设计者所宣称的，可以为地球上每一粒沙子配上一个IP地址，那时互联网的发展，将超出所有人的想象。

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