作者 | 陈思

嘉宾 | 张先国

背景介绍

IPv4 诞生与七十年代，当时处理器普遍为 8bit，采用 32bit 作为地址来寻址，有 40 亿个地址空间，发明人文顿·瑟夫做了长远布局，也并使其支撑了互联网飞速发展长达 40 年。现今的互联网络发展蓬勃，截至 2017 年，全球上网人数已达 34 亿，同时物联网终端超过 80 亿，但 IPv4 仅能提供约 42.9 亿个 IP 位置。

虽然目前的网络地址转换及无类别域间路由等技术可延缓网络地址匮乏之现象，但为求解决根本问题，从 1990 年开始，互联网工程工作小组开始规划 IPv4 的下一代协议。1994 年，各领域的代表们于多伦多举办的 IETF 会议中，正式提议 IPv6 发展计划，并最终在 1998 年 12 月被互联网工程工作小组通过公布互联网标准规范（RFC 2460）的方式定义出台。

2017 年 11 月，中办、国办印发实施《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，5 月 2 日正式印发工业和信息化部关于贯彻落实《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》的通知。作为中国互联网企业的“排头兵”之一，阿里巴巴率先在全业务中部署 IPv6，带头向下一代网络演进。

为了对阿里巴巴 IPv6 的部署进行深入解读，InfoQ 采访到了阿里巴巴网络高级架构师张先国，他将从专业的角度为我们讲述全面部署 IPv6 背后的故事。

5 月 2 日，工信部印发《IPv6 规模部署行动计划》通知，正式推动 IPv6 在国内的落地。在此之前，阿里云已经在内部启动了 IPv6 的升级换代项目，阿里更表示，要在双十一之前将 IPv6 贯彻到全集团。IPv6 的抢滩登陆战役，已经打响了。

为什么要 IPv6

几乎学过计算机的人都知道，IPv4 的地址只能容纳 42.9 亿个 IP 位置，本来好几年前就应该耗尽，但其实我们现在仍然在用 IPv4。

之所以出现这种现象，是因为我们用 NAT 技术绕过了这个限制，网络地址转换（Network Address Translation，缩写为 NAT），是一种在 IP 数据包通过路由器或防火墙时重写来源 IP 地址或目的 IP 地址和四层端口的技术。这种技术被普遍使用在有多台主机但只通过一个公有 IP 地址访问因特网的私有网络中。它是一个方便且得到了广泛应用的技术。

当然，NAT 也让主机之间的通信变得复杂，导致了通信效率的降低。另外，在很多领域 NAT 技术很难解决业务的需求，IPv4 存在很多局限，影响未来业务的发展：

首先是云计算公网 IP 消耗迅速。IPv4 公网 IP 消耗迅速，每个客户的每个应用需要对应 1 个或多个公网 IP，每个地址目前购买成本十几美元；以阿里为例，目前阿里需要从海外大量购买资源，耗资数亿。

其次，虚拟化会快速消耗私网地址，私网地址空间为 1600W，当大型数据中心发展到百万服务器，虚拟比 1：10，地址需求量超 1000W 将面临瓶颈。对于阿里如此大规模的体量，私网地址消耗也非常迅速。

此外，物联网海量终端接入，需要大量 IP 地址，物联网要求永远在线，现有的 NAT GW 无法长时间维护巨量会话，难以支撑实时在线的业务。4G 手机的 VoLTE 大部分已经切换到 IPv6 就是此类原因。