互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),缩写为IP地址(IP Address)。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
IP是英文Internet Protocol的缩写,意思是“网络之间互连的协议”,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此,IP协议也可以叫做“因特网协议”。
主要特点
——IP是当前热门的技术。与此相关联的一批新名词,如IP网络、IP交换、IP电话、IP传真等等,也相继出现。
——IP是怎样实现网络互连的?各个厂家生产的网络系统和设备,如以太网、分组交换网等,它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为“帧”)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。
——那么,“数据报”是什么?它又有什么特点呢?数据报也是分组交换的一种形式,就是把所传送的数据分段打成“包”,再传送出去。但是,与传统的“连接型”分组交换不同,它属于“无连接型”,是把打成的每个“包”(分组)都作为一个“独立的报文”传送出去,所以叫做“数据报”。这样,在开始通信之前就不需要先连接好一条电路,各个数据报不一定都通过同一条路径传输,所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要,它大大提高了网络的坚固性和安全性。
——每个数据报都有报头和报文这两个部分,报头中有目的地址等必要内容,使每个数据报不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。
——在实际传送过程中,数据报还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据报的长度,IP数据报的最大长度可达65535个字节。
——IP协议中还有一个非常重要的内容,那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址,才保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。
——电信网正在与IP网走向融合,以IP为基础的新技术是热门的技术,如用IP网络传送话音的技术(即VoIP)就很热门,其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等,都是IP技术的研究重点。
现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6以重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在2005~2010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它一些问题,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。
与IPv4相比,IPv6主要有如下一些优势。第一,明显地扩大了地址空间。IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供IP地址,从而确保了端到端连接的可能性。第二,提高了网络的整体吞吐量。由于IPv6的数据包可以远远超过64k字节,应用程序可以利用最大传输单元(MTU),获得更快、更可靠的数据传输,同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法,使路由器加快数据包处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量。第三,使得整个服务质量得到很大改善。报头中的业务级别和流标记通过路由器的配置可以实现优先级控制和QoS保障,从而极大改善了IPv6的服务质量。第四,安全性有了更好的保证。采用IPSec可以为上层协议和应用提供有效的端到端安全保证,能提高在路由器水平上的安全性。第五,支持即插即用和移动性。设备接入网络时通过自动配置可自动获取IP地址和必要的参数,实现即插即用,简化了网络管理,易于支持移动节点。而且IPv6不仅从IPv4中借鉴了许多概念和术语,它还定义了许多移动IPv6所需的新功能。第六,更好地实现了多播功能。在IPv6的多播功能中增加了“范围”和“标志”,限定了路由范围和可以区分永久性与临时性地址,更有利于多播功能的实现。
随着互联网的飞速发展和互联网用户对服务水平要求的不断提高,IPv6在全球将会越来越受到重视。
< class="conArrow" data-linktype="2" data-logid="h3-title" http="" inline="inline" no-repeat="no-repeat" none="none" png="" px="px" quot="" right="right" style="background: url()" transparent="transparent">折叠IPv6
IPv6的机遇与挑战
在企业内部,IP冲突问题已不是新鲜话题,在区域之间,IP地址有限可能带来了安全隐忧或影响了冲浪速度;在更高层面,地址不足甚至严重制约了一个国家互联网的应用和发展。究其原因,大致有二:一方面,地址资源数量本身非常有限;另一方面,随着互联网技术的普及,更多智能终端要求连入互联网,这让原本有限的地址资源更加捉襟见肘。
如此,IPv6便应运而生。有人曾形象地比喻:“IPv6可以让地球上每一粒沙子都拥有一个IP地址。”互联网当前使用的主要是基于IPv4协议的32位地址,地址总容量近43亿个。而IPv6地址采用128位标识,数量为2的128次方,相当于IPv4地址空间的4次幂。更令人欣慰的是,IPv6具备方便寻址及支持即插即用等特性,能更好地支持物联网业务。
多方价值凸显
IPv6并非简单的IPv4升级版本。作为互联网领域迫切需要的技术体系、网络体系,IPv6比任何一个局部技术都更为迫切和急需。这是因为,其不仅能够解决互联网IP地址的大幅短缺问题,还能够降低互联网的使用成本,带来更大经济效益,并更有利于社会进步。
在技术方面,IPv6能让互联网变得更大。互联网基于IPv4协议。但除了预留部分供过渡时期使用的IPv4地址外,全球IPv4地址即将分配殆尽。而随着互联网技术的发展,各行各业乃至个人对IP地址的需求还在不断增长。在网络资源竞争的环境中,IPv4地址已经不能满足需求。而IPv6恰能解决网络地址资源数量不足的问题。
在经济方面,IPv6也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍,这就是物联网产业发展的巨大空间。如果说,iPv4实现的只是人机对话,而IPv6则扩展到任意事物之间的对话,它将服务于众多硬件设备,如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等。它将是无时不在、无处不在地深入社会的每个角落。如此,其经济价值不言而喻。
在社会方面,IPv6还能让互联网变得更快、更安全。下一代互联网将把网络传输速度提高1000倍以上,基础带宽可能会是406以上。IPv6使得每个互联网终端都可以拥有一个独立的IP地址,保证了终端设备在互联网上具备惟一真实的“身份”,消除了使用NAT技术对安全性和网络速度的影响。其所能带来的社会效益将无法估量。
多方原因阻碍推广
既然IPv6无论在技术、经济、社会效益等方面都具有深远意义,甚至比“云计算”更现实,那么,能带来百般利好的IPv6为何未能及时推广应用?
无疑,在IPv4时代,美国是互联网技术的最大获利者。从1 969年开始,美国出于军事目的,开始着手研究计算机的互联技术,而后来互联网却给美国创造了一个新经济时代。它提供给美国的众多发展机遇和巨大商业利益,是难以估量的。光纤、PC、路由器、操作系统,美国在IT领域占尽优势,甚至全世界的网络都要向美国支付带宽使用费。
由于美国IT产品应用几乎全都基于IPv4技术,发展IPv6受到了美国IT产业出于既得利益考虑的阻挠:美国的互联网技术和设备最先进,通过互联网获得了极大的经济利益,而且美国IPV4地址充足,这也成为其采用IPv6新技术的最大障碍;同样,欧洲的互联网技术也非常发达,尤其是无线网络技术,市场也相对稳定,更新网络基础设施需要舍弃的东西太多,经济利益却不能相应提高,因此在推动IPv6网络上无能为力。
虽说美国企业也在研发和生产IPv6设备,但大多是为了出口,美国本身并不应用IPv6的设备,在整体上也缺乏规划和打算。作为IPv4的既得利益者,美国信息产业在眼前这一代技术产品未得到利益最大化时,对IPv6技术表现并不积极,更没有动力将之应用到新的技术体系中。这给全球整体发展IPv6带来了巨大障碍。尽管IPv6技术概念亦由美国提出,但亚洲国家显然对IPv6更加热衷。对互联网IP地址的需求和现有的矛盾最为突出的正是亚洲,而中国、日本则是IPv6的最大实验网。日本政府和相关产业已开始投入财力物力对日本的信息网络展开IPv6改造。
由于日本国土面积较小,城市基础设施建设已度过快速发展期,通信市场的容量已基本饱和,其对IP地址的需求并没有那么紧迫;而中国正在进行大规模城市建设,有许多新增的基础设施和手机用户,IP需求量远远大于其他国家。中国希望在下一代互联网上争取更多的技术话语权,以及互联网的加速应用,使得IPv6网络尽快落地成为可能。
加速商业应用
如今,IPv4地址即将分配殆尽,IPv6成为业内迫切愿望和急需的技术。而凭借诸多技术亮点、经济价值和社会效益,IPv6有理由让人们相信未来的美好生活。然而,这些却不能改变IPv6在中国商业应用面临的窘境。
在中国,商业应用匮乏往往被业界认为是IPv6网络发展缓慢的罪魁祸首。对企业来说,没有应用就没有市场,没有市场就得不到商业利益,企业显然更倾向于在找到新技术与商业利益很好的契合点之后,才对一项技术投入大量的研发精力。
由于IPv6的杀手级应用迟迟不出,一些网络设备生产厂家更多地持观望态度。同样,开发应用需要得到网络设备厂商产品上的支持,这又使得一些应用开发厂商也按兵不动。虽然都看好IPv6技术,但两方面面相觑,谁都不愿意把第一步迈得很大。
与企业的相对保守相比,政府则对IPv6倾注了更大热情。掌握先进的互联网技术,对一个国家的发展有着深远的影响。IPv6给过去在互联网技术开发上处于劣势的国家提供了想象的空间。尽管中国的互联网技术、信息产业实力都还有待进一步提高,但在发展和应用IPv6网络上,无论是在技术、设备还是基础设施方面都有良好条件。
从长远看,IPv6有利于互联网的持续健康发展。今天,我们已经具备世界上其他技术强国所没有的得天独厚的优势。尽管从IPv4过渡到[Pv6需要时间和成本,发展不可一蹴而就,但跨入IPv6时代,比挑战更多的是其所带来的巨大机遇。
< class="conArrow" data-linktype="2" data-logid="h2-title" http="" inline="inline" no-repeat="no-repeat" none="none" png="" px="px" quot="" right="right" style="background: url()" transparent="transparent">折叠发展规划
随着公网IP地址日趋紧张,中小企业往往只能得到一个或几个真实的C类IP地址。因此,在企业内部网络中,只能使用专用(私有)IP地址段。在选择专用(私有)IP地址时,应当注意以下几点:
1、为每个网段都分配一个C类IP地址段,建议使用192.168.2.0--192.168.254.0段IP地址。由于某些网络设备(如宽带路由器或无线路由器)或应用程序(如ICS)拥有自动分配IP地址功能,而且默认的IP地址池往往位于192.168.0.0和192.168.1.0段,因此,在采用该IP地址段时,往往容易导致IP地址冲突或其他故障。所以,除非必要,应当尽量避免使用上述两个C类地址段。
2、可采用C类地址的子网掩码,如果有必要,可以采用变长子网掩码。通常情况下,不要采用过大的子网掩码,每个网段的计算机数量都不要超过250台计算机。同一网段的计算机数量越多,广播包的数量越大,有效带宽就损失得越多,网络传输效率也越低。
3、即使选用10.0.0.1--10.255.255.254或172.16.0.1--172.31.255.254段IP地址,也建议采用255.255.255.0作为子网掩码,以获取更多的IP网段,并使每个子网中所容纳的计算机数量都较少。当然,如果必要,可以采用变长子网掩码,适当增加可容纳的计算机数量。
4、为网络设备的管理WLAN分配一个独立的IP地址段,以避免发生与网络设备管理IP的地址冲突,从而影响远程管理的实现。基于同样的原因,也要将所有的服务器划分至一个独立的网段。
需要注意的是,不要以为同一网络的计算机分配不同的IP地址,就可以提高网络传输效率。事实上,同一网络内的计算机仍然处于同一广播域,广播包的数量不会由于IP地址的不同而减少,所以,仅仅是为计算机指定不同网段,并不能实现划分广播域的目的。若欲减少广播域,最根本的解决办法就是划分VLAN,然后为每个VLAN分别指定不同的IP网段。

