就在昨天，2019年11月26日，世界上最後一個IPv4地址也被用完了，它是個什麼東西呢？耗盡了意味著什麼？又有誰來替代它？
▌什麼是IP
IPv4全稱是Internet Protocol version 4，也就是網際網路通信協議的第四版，我們這裡先介紹一下「什麼是IP」：在網際網路中的任何設備都有一個固定的IP位址（可以理解成硬體的家庭住址、名字），比如常見的192.168.xxx.xxx，用「.」分割成4個部分，前三個是網絡部分，最後一個是主機部分，就和「電話號碼有國號、區號、局號、機號」一樣；
其中一些號段保留給了特殊用途，比如剛剛提到的「192.168」一般是留給路由器用的。IP位址通常用十進位表示，但機器用的其實是二進位，IPv4使用了32位（4位元組）地址，本質上是「11001010.01101100.10101001.00011110」這麼長...轉換成平時所見的十進位是為了方便記憶。但這也意味著其數量有限，IPv4擁有4294967296個地址（2^32-1），我國就有2.77億個之多，
▌不夠用了怎麼辦
隨著網際網路的爆髮式成長，用戶越來越多，我們人手都是一堆手機電腦平板，數量真不夠用，其實這點早在20世紀80年代就已料。於是人們開始想辦法緩解數量不夠的問題，推出了例如動態IP、NAT地址轉換、DHCP動態主機設計協議、大地址塊回收等技術。其中NAT（地址轉換）是最有效的方式，
它就是平時我們所說的「內網」、「外網」差異的原因，國內我們一般擁有的都是內網IP，網絡運營商（ISP）相當於一個中轉站，把手裡的公網IP再額外分出一大堆IP來，自己負責在公網和內網之間轉發數據。這些內網IP即便和公網IP重複也沒有影響，從而拓展出了成倍的數量。
當時IANA（網際網路數字分配機構）把許多地址空間分配給了公司、研究機構，目前有五大區域網際網路註冊機構，AFRINIC（非洲網絡信息中心，針對非洲）、ARIN（北美網絡信息中心，針對南極洲、加南大、部分加勒比海地區、美國）、APNIC（亞太網際網路信息中心，針對東亞、大洋洲、南亞、東南亞）、LACNIC（拉丁美洲網絡信息中心，針對加勒比海大部分區、拉丁美洲）、RIPE NCC（歐洲網絡信息中心，針對歐洲、中亞、俄羅斯、西亞）。
▌未來是IPv6時代
在20世紀90年代，人們擔心IPv4不夠用，於是開始了IPv6的開發，它也成為了目前最理想的替代者，如今我們打開某些App的時候可能底部會有一行小字：「xxx已支持IPv6」。當然，其實也有v1、v2、v3、v5，他們都在實驗階段就胎死腹中了。
IPv6採用16進位表示，並從「點分（.）」改成了「冒分（:）」，在地址中間有一長串0的情況下，會使用0為壓縮表示法「::」，比如ABCD:0000:0000:0000:0000:EF01:2345:6789可以表示為ABCD::EF01:2345:6789，
IPv6擁有340 萬億兆個地址（2^128-1），多到甚至「地球上每一粒沙都可以有個IP位址」。為了能和IPv4實現數據互通，可以採用內嵌IPv4地址表示法，也就是前面一串十六進位後面一串十進位，比如X:X:X:X:X:X:d.d.d.d。
▌普及的怎麼樣了呢
比利時、美國、印度的IPv6普及率極高，一些小已開發國家反而很低，但巴西、泰國、墨西哥特別是印度這些新興經濟體普及率更高。當然，目前IPv6能上的網也就一些主流大網站。前幾年我國的阿里、騰訊等企業早就部署IPv6，國家甚至推行戰略級的《「十三五」國家信息化規劃》，甚至蘋果App Store都開始對應用要求兼容IPv6。
早年中國教育和科研計算機網（CERNET）為了科研，在第一代教育骨幹網中部署了IPv6，核心節點在北京，浙大通過交大的專線獲得了IPv6線路，CERNET為了推廣還免收流量費，所以也出現了同學通過6to4、境外雙棧伺服器、Tunnelbroker等方式免費訪問IPv4網絡，從此教育網出現了一大批Private Torrent站點。目前國內部署比較好的是移動、電信，聯通相對弱些，最早在2020年末就能全面普及IPv6。
▌IPv6有啥好處
簡單的說，就是網速變快、延遲變低、更加安全。組個NAS裝個監控什麼的，再也不用麻煩自己搞什麼內網穿透、申請公網IP，訪問個外網也更簡單，P2P效率更高。
IPv6路由表更小，提高路由器轉發效率，改善延遲/網速。增強了組播支持和對流的控制，多媒體應用會得到更好的發展。支持自動配置，方便網絡管理。數據傳輸底層加密，很難再有http劫持。允許擴充新技術支持。另外，IPv4公網IP是很值錢的，而複雜不好記的IPv6公網IP就不值錢，或許能帶來網絡資費的降低。（當然，查水錶也更快了，一戶對一戶，一人對一人，精準定位。開個玩笑，其實IPv6下如果全局P2P反而會提高監管難度。）
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參考&引用
zhuanlan.zhihu.com/p/26030614
zhuanlan.zhihu.com/p/93902828
www.ithome.com/0/459/157.htm
baike.baidu.com/item/IPv6/172297?fr=aladdin
blog.csdn.net/u014211079/article/details/45815353
www.techradar.com/news/ipv4-this-time-its-really-over
www.zhihu.com/question/20028829/answer/554228125
www.zhihu.com/question/305588873/answer/551193501