我们为什么需要IPv6

昨天是世界IPv6日，google的首页给出一个IPv6状况的说明。



学校的网管中心也办了很多活动宣传IPv6对互联网的意义。
但是我一直不太理解为什么IPv6是需要的，其必要性在什么地方呢？我们现在也不是每个主机都有一个IP地址的，这个世界不是照常运转吗？所以看了一些网络的东西，来讨论IPｖ６的必要性。
以一个三个人的寝室为例，我们通过一个路由器上网，我们的IP地址为192.168.1.1, 192.168.1.2 192.168.1.2.显然这是路由器给分配的内部地址，我们三个都是没有实际IP地址的。



那我们是怎么联网的呢？
IP包头部是



,因此当我上外网的时候一个请求是这样的，



显然，路由器是不能直接把这个包发送给216.92.56.91的。
因为如果发出去的话，216.92.56.91只会给192.168.0.1对应的实际主机回信， 而我们的IP　192.168.0.1只是局域网内部虚拟的.我的主机根本不可能收到回信。
路由器（比如实际IP为205.206.163.40）会做一下改动，把包转化为



发送出去。
等一会儿，外网主机回信了，回的是



因此我们的路由器（２０５．２０６．１６３．４０）收到了回信，但是这时路由器遇到了一个问题，路由器应该把这个信发送给局域网上的那个主机呢？是１９２．１６８．０．１还是１９２．１６８．０．２或者是１９２．１６８．０．３呢？
路由器该把这个包交给那个主机呢？
这里就用到了网络地址转换ＮＡT，比如可以加入考虑ＴＣＰ／ＵＤＰ层的端口后这样进行转换：
内网IP　　 外网IP
192.168.1.55:5566　219.152.168.222:9200
192.168.1.59:80 　　219.152.168.222:9201
192.168.1.59:4465　219.152.168.222:9202
从而当路由器收到网络请求时在内网IP和外网IP之间进行转换。

既然一个支持NAT转换的路由器，就可以连接多台没有真是IP地址的主机；也就是说只需给路由器分配IP地址就可以通信了，２＊＊３２个路由器在可见的将来足够用了吧，那我们为什么还要IPｖ６呢？
我想可能的原因是下面三个方面：（才疏学浅，欢迎拍砖）
１， ＮＡＴ并不是万能的。只要不是每个主机都有一个特定的IP，就总是会出现很复杂的转换问题。当一个局域网里的主机很多的时候，很难找到一个非常有效的映射，使得内网IP能唯一地对应一个外网ＩＰ．
２， NAT一般都需要用到高层协议的字段（端口号ｐｏｒｔ），因此每收到一个包，需要解包才能计算转换关系，增加了计算量。而且如果转换计算需要用到ｐｏｒｔ的话，那局域网内部主机直接基于IP层的应用就会受阻。
３， 互联网在急速发展，接入互联网的终端数量种类都在增加，ＮＡＴ的转换会越来越复杂。如果以后进入物联网时代，每个传感器都联网，会更复杂。

所以IPV６是一个简单有效的解决方案。
但是这个解决方案的未来怎么样，依然是未知的。

参考：
网络地址转换NAT
how a router works
计算机网络 谢希仁