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其實IPv6,并不是那么完美

2018-11-28 11:17 企業(yè)網(wǎng)D1Net

導讀:IPv6的到來解決了IPv4地址緊缺的問題,但也帶來了其它新的問題,IPv6的設計上解決了很多IPv4在實際使用中遇到的痛點問題,這讓很多人忽視了問題的存在,這也是IPv6一直沒有得到廣泛推廣和使用的原因之一。

任何事物都有其兩面性,技術也不例外。IPv6的到來解決了IPv4地址緊缺的問題,但也帶來了其它新的問題,IPv6的設計上解決了很多IPv4在實際使用中遇到的痛點問題,這讓很多人忽視了問題的存在,這也是IPv6一直沒有得到廣泛推廣和使用的原因之一。


其實IPv6,并不是那么完美

首先是地址長度,IPv6地址長度是IPv4地址長度的四倍,達到128個BIT。這樣,源IP加上目的IP就有256個BIT,32字節(jié)。IPv6的報文頭部固定長度是40字節(jié),是IPv4報文頭部長度的兩倍,如果有擴展頭,IPv6報文頭部就更長了,最多可達120字節(jié),這意味著在IPv6網(wǎng)絡中,每轉(zhuǎn)發(fā)一個IPv6報文,都需要攜帶一個IPv6報文頭。單位長度內(nèi)可傳遞的數(shù)據(jù)就少了,因為IPv6的報文頭部要占更多部分,IPv6之所以報文頭部要設計為固定長度和可選頭兩部分,就是充分考慮到這一點,沒有必要的功能放到可選頭中,這樣可以縮短IPv6報文頭部的長度,節(jié)省網(wǎng)絡帶寬。

即便這樣,IPv6的頭部還是要比IPv4頭部多出至少20個字節(jié),如果按最小64字節(jié)來計算,20/64=31%,多浪費31%的網(wǎng)絡帶寬,如果按最大1518字節(jié),20/1518=1.3%,浪費1.3%的網(wǎng)絡帶寬,所以在相同的網(wǎng)絡環(huán)境中,IPv6的數(shù)據(jù)傳輸效率是下降的,要為IPv6多做一些預留才行,最好在IPv6部署的時候增加一定網(wǎng)絡帶寬。

其次是兼容性問題。IPv6開發(fā)人員承認,IPv6的最大失誤在于它沒法向后兼容?;ヂ?lián)網(wǎng)工程協(xié)會曾表示說,它在開發(fā)IPv6過程中最大的失誤就是沒有提供對IPv4的向后兼容性,IETF的領導人也承認,13年前他們制訂這個行業(yè)標準時,在確保原生IPv6設備與IPv4設備的通信暢通這一點上確實做得還不夠。這樣的設計使得IPv6與IPv4無法兼容,是完全不同的兩張網(wǎng)絡,IPv6的實施就相當于網(wǎng)絡做一次整體搬遷,包括生產(chǎn)商的研發(fā)技術,網(wǎng)絡產(chǎn)品對于ISO第三層通信規(guī)則,IPv6地址全球分配,IPv6的網(wǎng)絡安全性能等方面都需要重新考慮,這對現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡沖擊很大。好在標準后來又設計了一些IPv4與IPv6網(wǎng)絡互通的協(xié)議,以便可以讓兩張網(wǎng)互通與融合,這些技術徹底打消了很多人對IPv6的顧慮。

但是,畢竟是兩張網(wǎng)同時存在,IPv4和IPv6兩網(wǎng)融合采用的是雙棧和隧道機制,這樣不僅部署起來網(wǎng)絡變得異常復雜,還帶來了更多安全隱患。攻擊者可以利用雙棧機制中兩種協(xié)議間存在的安全漏洞或過渡協(xié)議問題來逃避安全監(jiān)測乃至實施攻擊行為,IPv6中仍保留著IPv4的諸多結(jié)構(gòu)特點,如選項分片和TTL等,這些選項依然存在受攻擊的威脅,一些從上層發(fā)起的攻擊如應用層的緩沖區(qū)溢出攻擊和傳輸層的TCP SYN FLOOD攻擊等在IPv6網(wǎng)絡中并未解決。由于IPv6設計之初忽略了IPv4使用的廣泛程度,IPv4的使用深入人心,不可能用IPv6網(wǎng)絡一次性替代掉,這就需要考慮兩網(wǎng)融合問題,兼容性隨之而來。

第三是安全性問題。IPv4的網(wǎng)絡安全問題就較多,但IPv6在被設計為標準時,安全問題還不那么突出,所以IPv6雖然增加了安全方面的考慮設計,但并不完善。同時,因為IPv6全新的網(wǎng)絡協(xié)議設計又帶來了新的安全問題,這些在設計之初并沒有充分考慮到,這使得IPv6面臨的安全威脅比IPv4時代還要嚴重。

PKI密鑰的管理在IPv6中是懸而未決的新問題,組合擴展頭和分片會妨礙數(shù)據(jù)包檢測,IPv6分片可能被惡意利用。IPv6網(wǎng)絡同樣需要防火墻、VPN、IDS、漏洞掃描、網(wǎng)絡過濾、防病毒網(wǎng)關等網(wǎng)絡安全設備,但這方面的設備應用并不成熟,沒有跟得上IPv6發(fā)展的腳步,若此時上IPv6,無疑會將整個網(wǎng)絡暴露。IPv6路由協(xié)議仍需在實踐中完善,例如IPv6組播功能僅僅規(guī)定了簡單的認證功能,還難以實現(xiàn)嚴格的用戶限制功能,而移動IPv6也存在很多新的安全挑戰(zhàn)。在IPv6和IPv4共存的網(wǎng)絡中,網(wǎng)絡會同時存在兩者的安全問題,或由此產(chǎn)生新的安全漏洞。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從IPv4向 IPv6轉(zhuǎn)移時出現(xiàn)的一些安全漏洞,例如黑客可以使用IPv6非法訪問采用了IPv4和IPv6兩種協(xié)議的局域網(wǎng)網(wǎng)絡資源,攻擊者可以通過安裝了雙棧的使用IPv6的主機,建立由IPv6到IPv4的隧道,繞過防火墻對IPv4進行攻擊。IPv4和IPv6的融合網(wǎng)絡,不僅擁有兩者的安全問題,還帶來了新的融合上的新安全問題,在網(wǎng)絡安全受到人們普遍關注的社會背景下,這不得不引起人們的警惕,成為IPv6推進進程中的絆腳石。

除了以上的介紹,IPv6在實際應用中還有“天窗”的問題,就是當網(wǎng)頁包含其它網(wǎng)站內(nèi)容的鏈接,即使采取雙棧技術路線,但被引用的其它網(wǎng)站未升級,IPv6用戶訪問該網(wǎng)站時會出現(xiàn)響應緩慢,部分內(nèi)容無法顯示,部分功能無法使用等情況。IPv6地址過長,不好記憶,實際是根本無法很好地記憶。眾所周知,相比2G/3G/4G標準方面的落地,我國在5G標準方面已經(jīng)走在了世界前列,部分標準都是由我國的廠商提出的,但IPv6實際上還是西方國家提出的,我國只是引進而已。IPv6的地址是海量的,實際分配給我國的并不多,中國擁有占世界20%的人口,卻只分到IPv6地址的2%,比IPv4時好些,但依然不充裕。

總之,與IPv4相比,IPv6確實解決了很多大問題,但IPv6也要面臨一些新問題,并非一勞永逸,對IPv6的引入我們要持有謹慎態(tài)度,結(jié)合自己的網(wǎng)絡實際情況去部署。現(xiàn)在,從國家層面強推IPv6,很多問題還是顯現(xiàn),急需找尋一些解決之道,針對IPv6標準固有問題,在設計之初沒有考慮到的,可以再行優(yōu)化。這幾年有人提出IPv9,尤其在我國這種呼聲很高,希望我國在IP網(wǎng)絡標準設計上取得領先優(yōu)勢,或許這個標準離我們還很遙遠,但是搞出一個IPv6+標準還是有可能的,專門去解決IPv6推進過程中遇到的新問題,讓我們拭目以待。