本节书摘来自异步社区《IPv6技术精要》一书中的第1章，第1.1节，作者 【美】Rick Graziani，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

第1章 IPv6概述

IPv6技术精要
IPv6（Internet Protocol version 6，因特网协议版本6）是IPv4的后续版本，本章将分析当今互联网为何需要一套新的网络层协议来满足其用户的需求，在分析IPv4局限性的基础上，将讨论IPv6如何解决这些局限性并提供了许多其他优势。

1.1 IPv4

IPv6技术精要
IPv4（Internet Protocol version 4，互联网协议版本4）是目前互联网以及绝大多数网络正在使用的三层协议，至今已经应用了30多年，早已成为互联网发展演进过程中密不可分的组成部分。IPv4最初由RFC 760定义（1980年1月），后来被RFC 791（1981年9月）所取代。

大家能否想象互联网在发展初期的状况呢？即便是在20世纪90年代初期，WWW（World Wide Web，万维网）出现之后，当时全球的互联网用户数大约只有1600万。而到了2011年，互联网用户数已经突破了20亿。考虑到人们通常会同时拥有多台具有上网功能的终端设备（如智能手机、平板电脑和笔记本电脑），因而实际的互联网设备数量呈现激增的状态。

有关从IPv4向IPv6迁移的详细理由将在本章的后面章节中进行讨论，现在大家需要知道的一点就是，当前的互联网与30年前、10年前甚至5年前的互联网是完全不一样的。如今的互联网已不再仅仅是网页、电子邮件和文件传送，而是随着移动终端与对等网络的爆炸式增长，再加上大量具备联网能力的消费产品所带来的潜在影响，原先的计算机互联网（Internet of computers）已逐渐演化成物联网（Internet of things）。术语物联网是一个不断发展变化的概念，最初指代的是具有RFID（Radio-Frequency Identification，射频识别）标签并用于识别和分类的日常用品，目前的概念非常宽泛，包括智能电网、智慧互连城市、家庭自动化以及自动计算等。

一旦设备之间具备了通信能力，那么这些设备对网络的影响将是非常巨大的。例如，如果日程表显示老板要在第二天开早会，那么该数据会被传送给闹钟，以便能在10分钟前触发闹铃并开始为您煮咖啡。在您离开办公室的5分钟之前，汽车会自动预热并融化挡风玻璃上的积冰，识别您的驾车计划并及时通知您应该在回家的路上加油。

虽然这些听起来有些遥远，但大家想象一下，如果物品之间能够进行相互通信，那么这些就完全有可能成为现实。具备联网能力的设备可以是电视机、网络摄像头，也可以是关键的汽车引擎部件中的传感器或者是进行医疗诊断时的简易监视器。可以利用具备联网能力的传感器来提醒驾驶员当前的汽车胎压过低，或者能够通过监控中央位置的传感器来测量并实时调整空调系统，以节省能耗，从而节约成本。

本章将在后面的内容中讨论当前IPv4地址空间的耗用情况。虽然人们采取了诸如NAT（Network Address Translation，网络地址转换）等技术来延长IPv4的地址寿命，但是很明显，我们已经走到了迫切需要一套新的网络层协议的重要关头。有关NAT及其对IPv4地址空间的节约信息将随后讨论。