NAT 解决了IP地址枯竭问题后，再去推广IPV6的意义是什么？

NAT之后，IPv6的价值何在？

诚然，网络地址转换（NAT）技术的出现，在很大程度上缓解了IPv4地址枯竭的燃眉之急。我们习惯了通过一个公网IP地址，让许多私有IP地址的设备共享访问互联网，这种“以少胜多”的策略无疑是成功的。但我们是否就此可以高枕无忧，IPv6的推广就显得多此一举了呢？答案是否定的。NAT虽然解决了燃眉之急，但它并非完美的解决方案，而IPv6的到来，则为互联网带来了更深层次的进化和更广阔的可能性。

NAT的“小鞋”：灵活性与可扩展性的枷锁

NAT的核心机制是将私有IP地址与公有IP地址进行一对多（或多对多）的映射。在这个过程中，路由器需要维护一个地址转换表，记录哪些私有IP地址对应哪个公有IP地址的哪个端口。这种转换看似无缝，实则在背后埋下了不少隐患，也限制了互联网发展的潜力：

端到端连接的破坏： NAT最大的一个“罪过”便是破坏了IP协议设计的初衷——端到端连接。原本，网络中的每一台设备都可以直接与其他设备通信，实现点对点的无障碍交流。但NAT的引入，意味着互联网上的应用和服务，在与处于NAT设备后的终端设备通信时，无法直接找到目标。这使得一些需要直接建立连接的应用，如P2P（点对点）文件共享、一些实时的语音/视频通话、以及某些游戏服务器的部署，都变得复杂化，甚至需要额外的技术手段（如端口转发、UPnP）来“绕过”NAT。这不仅增加了技术实现的难度，也带来了安全性和可靠性的不确定性。
网络复杂度的提升： 每一个NAT设备的背后，都需要一个内部网络的设计。路由器的配置、防火墙规则的设置，都随着NAT的普及而变得更加复杂。当网络规模扩大时，管理和维护这些NAT设备及其映射关系，会耗费大量的人力和时间。尤其是在大型企业网络、云服务提供商那里，NAT的层层嵌套和复杂的配置，更是管理的噩梦。
性能损耗与延迟： 每次数据包通过NAT设备时，都需要进行地址和端口的转换。这个过程虽然微乎其微，但在高并发、大数据量的场景下，累积起来的性能损耗和延迟不容忽视。对于对实时性要求极高的应用，比如远程医疗、自动驾驶等，这种额外的延迟可能会产生严重后果。
物联网（IoT）时代的挑战： 随着物联网设备的爆发式增长，每个传感器、每个智能家居设备都可能需要一个独立的IP地址来连接到云端。如果继续依赖IPv4和NAT，那么我们将需要大量的NAT设备来管理这些设备，这将是一个巨大的工程，并且会进一步加剧网络管理的复杂性。想象一下，家里的每一个智能插座、每一个摄像头都需要经过路由器进行地址转换才能和云服务通信，这在数量级上是无法承受的。
创新的阻碍： NAT的机制在一定程度上限制了网络服务的创新。许多新的网络应用和服务，其设计理念可能都基于一种更开放、更平坦的网络结构。而NAT的“隐藏”和“转发”特性，会使得一些原本可能实现的创新变得困难，甚至无法落地。

IPv6：不止是地址的扩展，更是网络的革新

IPv6的出现，并非仅仅是为了提供更多的IP地址，它更是一次对互联网架构的重新思考和优化。它带来的不仅仅是天文数字般的地址空间，更是一系列能够解决NAT困境、推动互联网未来发展的关键特性：

海量的地址空间，终结枯竭恐慌： 这是IPv6最直观的好处。IPv6的地址空间达到了2^128，远超IPv4的2^32。这意味着地球上的每一粒沙子、甚至更微小的单位，都可以拥有一个独立的IP地址。这不仅解决了IPv4地址枯竭的问题，也为物联网、移动互联网、未来的各种新兴技术提供了充足的地址资源，无需再依赖NAT这种“创可贴”式的解决方案。
简化的报头，提升效率： IPv6的报头设计比IPv4更为简洁，去除了许多可选字段，并将一些字段整合。这使得路由器在处理IPv6数据包时更加高效，减少了处理时间和计算资源的消耗，从而降低了网络延迟，提升了网络吞吐量。
内置的安全性（IPsec）： IPv6在协议设计之初就考虑了安全问题，将IPsec（Internet Protocol Security）作为其标准组成部分。虽然目前IPv4也可以通过部署IPsec来增强安全性，但IPv6的内置支持意味着其安全性可以更广泛、更方便地被应用，为互联网通信提供了更强的端到端加密和身份验证能力。
更好的流量管理和QoS（服务质量）： IPv6引入了流标签（Flow Label）字段，允许网络设备更有效地标识和区分不同的流量流。这使得网络管理员能够更精细地控制和管理网络流量，为实时通信（如VoIP、视频流）提供更好的服务质量保证，而这在NAT环境下实现起来则更为复杂。
无状态地址自动配置（SLAAC）： IPv6支持无状态地址自动配置，设备可以根据网络前缀和自身MAC地址自动生成IP地址，而无需DHCP服务器的介入。这大大简化了网络设备的配置和管理，尤其是在大型网络和移动环境中。
真正的端到端连接： IPv6消除了NAT的障碍，让互联网回归了其最初的设计理念——端到端连接。这意味着任何支持IPv6的设备都可以直接与互联网上的任何其他设备通信，而无需穿越NAT设备。这为P2P应用、远程访问、网络游戏、以及未来更复杂的分布式应用和服务提供了坚实的基础。

NAT与IPv6的“共存”与“过渡”

虽然IPv6的优势显而易见，但NAT的普及程度以及IPv4的庞大存量，使得IPv6的推广不可能一蹴而就。在相当长的一段时间内，IPv4和IPv6将不得不“共存”。

过渡技术： 为了实现IPv4和IPv6网络的互通，许多过渡技术被开发出来，例如双栈（DualStack，设备同时拥有IPv4和IPv6地址）、隧道技术（Tunneling，将IPv6数据包封装在IPv4数据包中传输）和翻译技术（Translation，如NAT64/DNS64，允许IPv6only设备访问IPv4资源）。这些技术都是在IPv6普及过程中，连接两个不同时代网络的“桥梁”。
IPv6的价值在于“未来”： 推广IPv6，并非是要立刻抛弃IPv4，而是为了迎接互联网的未来。NAT只能延缓IPv4地址耗尽，却无法解决其内在的结构性问题。IPv6为物联网、5G、人工智能、边缘计算等新兴技术提供了必要的网络基础，它带来的不仅仅是地址，更是网络效率、安全性和创新能力的提升。

结论：

NAT的出现，无疑是IPv4时代的一项伟大“补丁”，它在一定程度上维持了互联网的运转。但它带来的复杂性、效率损耗和对端到端连接的破坏，已经越来越成为制约互联网进一步发展的瓶颈。

IPv6的推广，是互联网从IPv4时代向更高效、更安全、更开放的未来迈进的必然选择。它提供的海量地址空间，只是其众多优势中的一项。更重要的是，IPv6通过简化协议、增强安全性、优化流量管理等手段，为物联网、移动互联网、以及我们尚未想象到的未来应用，奠定了坚实的基础。因此，即使NAT解决了IP地址枯竭问题，推广IPv6的意义依然重大，它关乎着互联网的健康发展和未来的无限可能。这不仅仅是一次简单的协议升级，更是一场网络基础设施的深刻革新。

比喻一下，用nat上网的话，你的上网设备地位等同于“贱民”。nat下你可以主动访问有真正IP地址（公网ip）的服务器，但不能被（非局域网下的）其他设备直接连接，从而失去站在作为服务器的资格，因为没人能找的到你。

你可能会问，即使在nat下，也是可以互相用微信发消息、百度云传文件的嘛，也没感觉到有什么不方便的。这是因为这是有第三方服务器（腾讯、百度）在帮你做“中介”。当你用手机拍一张照片，用微信发到电脑，你的照片首先要到腾讯家走一遭，你拿到的数据都是人家服务器处理过的“二手”数据。隐私是可以凭借企业的信用来保证，但速度呢，你百度云每秒几kb？nat下（跨局域网）数据传输的咽喉永远要被第三方掐着！另外很多你拥有的基本权利，只能给奸商交钱才能实现，比如实现远程桌面控制，你第一时间想到的肯定是teamviewer之类（teamviewer2019年后门事件，请百度），但你知否，有公网ip的电脑可以直接用系统自带的远程功能就能获得更好更流畅的体验！！

那么nat下的设备能不能用一些曲折的方法获得能被直接连接的权利呢？有的，但首先你自己要有一个公网ip服务器（用frp等工具做端口映射）。看到没，又又又绕回来了，又是公网ip！不买公网ip你一点辙都没有，除非你信任第三方frp提供商，如SakuraFrp，花生壳等等。所以nat下网络设备“贱民”的地位是无法改变的。

那么ipv6推广之后呢？任何一个有ipv6的电脑都可以直接连接别人或被别人连接。当你需要横跨半个中国拿文件时，你只需要在“此电脑”里建立映射，填上目标电脑的ipv6地址即可无限制速度传文件；更进一步的，在nat下p用没有的window远程桌面工具只有进入ipv6网络就可以大杀四方，把teamviewer什么的秒的渣都不剩……