众所周知, 所谓 IP 地址就是给每个连接在互联网上的主机分配的一个 32 位地址, IPv4 中规定 IP 地址长度为 32 位(按 TCP/IP 参考模型划分) , 用二进制数表示, 即有 2^32-1 个地址, 大约 43 亿个, 据美国人口调查局的数据显示全球人口在 2012 年 3 月 12 日就已经突破 70 亿, 这样算来肯定是不够用了.
在现在的网络中, IP 地址分为公网 IP 地址和私有 IP 地址. 公网 IP 是在 Internet 使用的 IP 地址, 而私有 IP 地址则是在局域网中使用的 IP 地址, 这些内网 IP 可以上网是采用了一种叫做 NAT 的技术, 也正是这种技术大大延缓了 IPV4 的耗尽速度, 很多的个人用户, 家庭用户实际并没有占用过多的公网 IP 地址, 也有很多小型企业都是用没有固定 IP 的宽带, 这样也可以节约 IP 资源, 虽然有各种手段来将 IP 资源利用达到最大化, 但是随着互联网规模爆发式的增长(面向全球用户),IPv4 自然无法满足日益增长的互联网服务需求(NAT 技术虽然好, 但是主食吃不饱, 零食来补充一下, 零食只是零食, 代替不了主食).
另外, IP 地址的分配也没有根据地区的人口来分配, 这就导致了随着时间的推移, 这种地址需求矛盾越来越严重 (人口众多的地方 IP 势必越来越紧张) 所以 IPv6 来了, IPV6 采用 128 位 IP 地址, IP 总数为 2^128 个, 比地球上沙粒总数还多, 而 IPV4 总数为 2^32 个.
你或许有疑问, 为什么 IPv6 迟迟没来(雷声大雨点小), 在这么多年 TCP/IP 发展的过程中, 为了提供相应的服务, IETF 协会制作了大量的协议和标准, 有些协议完美支持了 IPv6, 同时还有一些协议需要修改. 然而, 最大的阻力不是来自于知识, 而来自于这些改变的需求者(用户).IPv6 的升级必然会淘汰一些不支持 IPv6 协议的网络基础设备, 这样运营商的成本会变高,
同时很多软件开发商还要基于 IPv6 做重开发. 这样我们现在廉价的网络服务必然在一段时间内会变得昂贵起来, 运营商也不得不考虑到用户在面对升级时带来的经济问题. 所以在 NAT 尚未将所有端口榨干之前, 他们是不会轻易地去升级的. 对于运营商来说, 现在核心的设备来支持转发 IPv6 完全没有问题或许人们一直没到火烧屁股的时候, 改变永远不会是一蹴而就.
补充:
NAT 机制允许一个站点内的多台计算机通过单一的 IP 地址去使用因特网. NAT: 内外有别.
为了避免地址冲突, NAT 为每台计算机分配一个本地唯一的地址. 当对外交换信息时, 则把该本地私有地址转换为在整个因特网上能识别的全球 IP 地址.
来源: http://network.51cto.com/art/201809/584265.htm