% !TeX root = ../main.tex \chapter{常见问题} 本章节是研究报告正文外的一部分。目标读者是不了解互联网的群众。 为服务于IPv6部署科普需要，我们精选互联网上多种对IPv6的问题，结合本研究报告正文论述回答。 \section{关于IPv6} \subsection{IPv6是什么？} 网际协议第6版（Internet Protocol version 6）是网际协议的最新版本。 用它来取代IPv4主要是为了解决IPv4地址枯竭问题，同时它也在其他方面对于IPv4有许多改进。 \subsection{为什么中国要部署IPv6？} 互联网最初由美国开发，只有美国制定互联网标准。 IPv4作为互联网初期就存在的协议，其地址空间只有32位，在当时已完全足够美国使用。 但时过境迁，步入千禧年后，互联网在世界快速发展，IPv4已然不够使用。 一方面，中国必须跟随世界脚步，部署IPv6以解决IPv4的问题。 另一方面，中国希望在新技术改革的契机反对美国对互联网的技术垄断。 \subsection{全球IPv4地址都用完了？} 耗尽是指分配完，而不是使用完，仍有许多IPv4地址属于空闲状态。 我们注意到互联网上许多报道表达错误，给人们一种感觉，“IPv4”都被占有了，这是错误的。 简单来说，分配过程是有多层结构的，IP地址的分配是最高层传递到最低层的。 这意味着所有IPv4地址都下发了，高层不再保留IP地址了。 但不代表不能获得新IPv4地址了，如果有这种表述就是贩卖焦虑。 所有我们表述为IPv4地址的枯竭。 \subsection{IPv6还有其他什么优点？} 除了更多的地址数量，IPv6主要还有以下的优点。 \begin{itemize} \item 更好的路由效率：IPv6 的设计简化了路由决策，因为它允许 ISP 将地址聚合到其客户的 IP 块。这减少了全球路由表的大小，提高了互联网的整体效率和性能\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc3587}}。 \item 内置的安全功能：IPv6 在设计时就考虑到了安全性，包括对 IPsec 的原生支持。IPsec 是一种可以为网络通信提供认证、数据完整性和加密的协议。虽然 IPsec 也可以在 IPv4 中使用，但在 IPv6 中，它是网络层的一部分，因此更容易实施\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc4301}}。 \item 自动配置和重新配置：IPv6 提供了一种叫做无状态地址自动配置（SLAAC）的机制，允许设备自动获取和配置 IP 地址，无需 DHCP 服务器。此外，IPv6 还支持网络重新编号，这使得 ISP 更改更容易，而不会中断正在进行的会话\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc4862}}。 \item 改进的多播和任播支持：IPv6 原生支持多播和任播，这两种方法都比 IPv4 的广播更有效。多播允许信息一次发送到多个目标，而任播允许信息发送到最近的一组设备中的一个\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc4291}}。 \item 更好的质量服务（QoS）：IPv6 的头部包含了一个流标签字段，这可以用于识别属于同一流的数据包，从而为实时或流媒体应用提供更好的服务质量\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc2460}}。 \item 扩展头部：IPv6 有一个灵活的扩展头部机制，允许在基本 IPv6 头部之后添加额外的信息。这为未来的增强和新功能提供了更大的灵活性\footnote{来源：\url{https://tools.ietf.org/html/rfc8200}}。 \end{itemize} \subsection{你能再多介绍一些IPv6的知识吗？} 好奇心值得嘉奖哦。你可以从以下渠道了解关于IPv6的更多知识： \begin{itemize} \item 互联网工程任务组（IETF） \item 互联网标准（STD） \item MDN Web Docs \item 国家下一代互联网工程 \item Wikipedia \end{itemize} \subsection{中国在IPv6建设上的进展？} 本文写作时间是2024年8月。 \begin{itemize} \item 中国三家互联网运营商宣布其移动互联网与固定宽带服务支持IPv6。但受限于设备等其他因素，这不是普遍性的。 \item 中国的移动互联网IPv6改造已完成。一般情况下，若你的手机使用“移动数据”即使用“流量”，你将使用IPv6。 \item 中国主流云服务商宣布支持IPv6。但有诸多条件，如指定地区、指定型号的云服务器或网关。 \item 中国多家知名互联网公司宣布支持IPv6。阿里巴巴与腾讯系下均支持IPv6访问。更多企业在政策号召下改造。 \end{itemize} \subsection{“IPv6+”是什么？} “IPv6+”是中国在2020年提出的一个网络技术发展策略。 “IPv6+”不仅仅是IPv6，而是基于IPv6的一系列新技术和新应用。 Pv6+的核心思想是在IPv6的基础上，通过引入新的网络技术，如网络切片(Network Slicing)、确定性网络(Deterministic Networking)、增强的网络服务质量(QoS)，以满足未来更高级别的网络需求，如工业互联网、车联网、物联网等。 IPv6+的目标是打造一个更加智能、更加可靠、更加安全的网络环境，为未来的数字化转型提供坚实的基础设施支持。 \subsection{“下一代互联网”是什么？} 下一代互联网是一个建立在IPv6技术基础上的新型公共网络，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。 \subsection{DNS根服务器是什么？} 根域名服务器（root name server，简称“根域名服务器”）是互联网域名解析系统（DNS）中最高级别的域名服务器，负责返回顶级域的权威域名服务器地址。 它们是互联网基础设施中的重要部分，因为所有域名解析操作均离不开它们。 由于DNS和某些协议（未分片的用户数据报协议（UDP）数据包在IPv4内的最大有效大小为512字节）的共同限制，主根域名服务器地址的数量被限制为13个（见表\ref{tab:dns_root_server}）。 全世界有许多镜像服务器，截至2023年6月，全球共有1719台根域名服务器在运行。 \begin{table}[htbp] \centering \caption{DNS根服务器列表（2024年8月更新）} \label{tab:dns_root_server} \begin{tabularx}{\textwidth}{>{\raggedright\arraybackslash}c>{\raggedright\arraybackslash}c>{\raggedright\arraybackslash}c>{\raggedright\arraybackslash}X>{\raggedright\arraybackslash}X} \toprule 代号 & IPv4地址 & IPv6地址 & 曾用名 & 运营机构 \\ \midrule A & 198.41.0.4 & 2001:503:ba3e::2:30 & ns.internic.net & 威瑞信 \\ B & 199.9.14.201 & 2001:500:200::b & ns1.isi.edu & 美国南加州大学信息学研究所 \\ C & 192.33.4.12 & 2001:500:2::c & c.psi.net & Cogent通信 \\ D & 199.7.91.13 & 2001:500:2d::d & terp.umd.edu & 美国马里兰大学学院市分校 \\ E & 192.203.230.10 & 2001:500:a8::e & ns.nasa.gov & 美国国家航空航天局埃姆斯研究中心 \\ F & 192.5.5.241 & 2001:500:2f::f & ns.isc.org & 互联网系统协会 \\ G & 192.112.36.4 & 2001:500:12::d0d & ns.nic.ddn.mil & 美国国防信息系统局 \\ H & 198.97.190.53 & 2001:500:1::53 & aos.arl.army.mil & 美国陆军研发实验室 \\ I & 192.36.148.17 & 2001:7fe::53 & nic.nordu.net & Netnod \\ J & 192.58.128.30 & 2001:503:c27::2:30 & 无 & 威瑞信 \\ K & 193.0.14.129 & 2001:7fd::1 & 无 & 欧洲IP资源网络协调中心 \\ L & 199.7.83.42 & 2001:500:9f::42 & 无 & ICANN \\ M & 202.12.27.33 & 2001:dc3::35 & 无 & 日本WIDE项目 \\ \bottomrule \end{tabularx} \end{table} \subsection{雪人计划（Yeti DNS Project）是什么？} 最广泛使用的（也是最早的）DNS根服务器是由互联网名称与数字地址分配机构（ICANN）管理的。 同时，一些组织也运作着替代性DNS根系统（Alternative DNS root）。 这些替代性域名系统运行自己的根域名服务器，并通常管理自己的特定名称空间，包括自定义顶级域名。 雪人计划（Yeti DNS Project）是专注于构建IPv6的替代性DNS根系统的一次尝试。\cite{rfc8483} 其主要特点是去中心化，可扩展等。 该项目由下一代互联网工程中心发起，旨在试验不同的新DNS相关技术，使主权国家能够探索和控制互联网并增强其网络主权。 \begin{table}[htbp] \centering \caption{Yeti DNS根服务器列表（2024年8月更新）} \label{tab:Yeti_root_server} \begin{tabularx}{\textwidth}{>{\raggedright\arraybackslash}X>{\raggedright\arraybackslash}X>{\raggedright\arraybackslash}X} \toprule 组织 & 国家 & 类型 \\ \midrule Beijing Internet Institute & China & DM and Root server \\ WIDE Project & Japan & DM and Root server \\ TISF & USA & DM and Root server \\ AS59715 & Italy & Root server \\ India NGN forum & India & Root server \\ MSK-IX & Russia & Root server \\ CERT Austria & Austria & Root server \\ ERNET India & India & Root server \\ NLTVC in Malaysia & Malaysia & Root server \\ Yeti-Switzerland & Switzerland & Root server \\ CHILE NIC & Chile & Root server \\ Yeti-Nanjing & China & Root server \\ Yeti-Chengdu & China & Root server \\ Yeti-Guangzhou & China & Root server \\ Yeti-ZA & South Africa & Root server \\ Yeti-AU & Australia & Root server \\ ERNET India & India & Root server \\ ERNET India & India & Root server \\ Yeti-Netherlands & Netherlands & Root server \\ DATEV & Germany & Root server \\ Yeti-USA & USA & Root server \\ Yeti-Brazil & Brazil & Root server \\ Yeti-Singapore & Singapore & Root server \\ Banu Computing Private Limited & Germany & Root server \\ The Macau University of Science and Technology & Macao & Root server \\ \bottomrule \end{tabularx} \begin{tablenotes} \footnotesize \item 本表数据来源于Yeti DNS项目网站，地址：\href{https://yeti-dns.org/operators.html}{https://yeti-dns.org/operators.html}。 \end{tablenotes} \end{table} \subsection{中国拥有IPv6根服务器？} 在某种意义上是，但在现在的流行体系中不是。 现行体系的根域名服务器地址数量限制为13个，这意味着IPv6部署将面临巨大的挑战。 而中国发起的雪人计划（Yeti DNS Project）目标突破这一限制，让更多国家参与世界DNS服务器运营。 目前中国共有4台Yeti DNS根服务器（见表\ref{tab:dns_root_server}）。而我们在收集资料发现不少媒体将概念混淆，报道为“中国共有4台根服务器”。 \subsection{IPv6发展由中国主导？} 并不是。 我们注意到互联网上许多营销号以这种信息发布。说这种话确实是为了流量不择手段的。 我们表示强烈谴责。这种话术获得流量的原因是国人强烈的爱国情感。但是不应该断章取义。 \section{关于本研究课题} \subsection{你们是如何得知这些信息的？} 中国互联网现状的统计数据来自中国互联网络信息中心、推进IPv6规模部署和应用专家委员会等。 他们发布的报告中的数据是允许转载的。 还有行业规范、互联网标准等，我们在参考文献中注明了地址 \subsection{我能相信你们的报告吗？} 能也不能。 可以确定的是，我们的信息来源于相对权威的机构。 我们虽然是高中生，并非专业科班的学生，但积累了足够的计算机科学知识，有一定专业性。 但是计算机科学是一门快速发展的学科，和理工科中的传统专业有一些区别。 也许几年以后，本文的内容就过时了。 \subsection{你们开发的 ipv6-test 是什么？} 一款测试IPv6访问状态的工具，地址：\url{https://test.thehrz.net}。 你可以使用它检测你自己的IPv6状态（是否联通，有没有其他问题），也可以测试一个网站是否启用了IPv6。 此在作者的Git服务器仓库上开源，地址：\url{https://git.thehrz.net/thehrz/ipv6-node}。 \subsection{你们开发的 ipv6-test 如何使用？} 浏览器访问：\url{https://ipv6test.online}。 \subsection{你们对中国IPv6发展的看法？} 以下言论仅代表个人观点。 客观地说，中国IPv6部署已成必然现实。目前在各级政府、企业、运营商的努力下，中国IPv6已经奠基。 可以说完成它只是时间问题，下一个五年、下一个十年也许就能切换到IPv6单栈网络从而淘汰IPv4。 但在现实上，中国必须与世界IPv6部署同步。 尽管中国的互联网与国外并非完全联通，中国互联网似乎像一个“大内网”。 倘若没有世界IPv6的基础，中国互联网是无法运作的。 \subsection{你们还做了哪些工作？} 为了使报告不被印刷缩放导致图像太过明显的锯齿化，我们还重绘了合肥八中的矢量图版校徽，效果如图\ref{fig:hfbz}。 \begin{figure}[H] \centering \includegraphics[width=4cm]{hfbz-icon.pdf} \caption{} \label{fig:hfbz} \end{figure} 源文件也随本文档开源发布。地址：\href{https://git.thehrz.net/thehrz/ipv6-study}{https://git.thehrz.net/thehrz/ipv6-study}。 \subsection{我还有一些问题，如何联系你们？} 我们非常欢迎与你交流，你可以通过以下方式找到我们： \begin{itemize} \item 我们的电子邮箱是：thehrz@outlook.com \item 作者是高二（26）班的何锐哲与董子豪，也许你可以在校园里找到我们。 \end{itemize}