IPv6文獻(xiàn)綜述綜述

IPv6過渡綜述摘要

：IPv6融合和涵蓋了多種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并具有良好的擴(kuò)展性,已經(jīng)成為下一代互聯(lián)網(wǎng)中的主流網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議.一種新的協(xié)議從誕生到廣泛應(yīng)用需要一個過程。本文介紹了IPv6誕生的背景，國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，IPv6較之IPv4的優(yōu)勢，IPv6的原理，應(yīng)用，及其展望。

關(guān)鍵字：IPv6過渡地址空間

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

Internet協(xié)議的第四版（IPV4）為TCP/IP族和Internet提供了基本的通信機(jī)制。IP技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用了10多年，互聯(lián)網(wǎng)的影響已經(jīng)滲透到社會的各個方面。當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)面臨的一個嚴(yán)峻問題是地址消耗嚴(yán)重，即沒有足夠的地址來滿足全球的需要。IPV4的問題逐漸顯露出來，32位的IP地址空間枯竭、路由表急劇膨脹、路由選擇效率不高、對網(wǎng)絡(luò)安全和多媒體應(yīng)用的支持不夠，配置復(fù)雜，對移動性支持不好，很難開展端到端的業(yè)務(wù)等，這些問題已經(jīng)成為制約互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要保障，而IETF開發(fā)的IPv6（Internet

Protocol

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6）下一代網(wǎng)絡(luò)徹底、有效地解決了目前IPV4所存在的上述問題。

IPv6技術(shù)較IPV4的優(yōu)越性

（1)地址充足：IPv6產(chǎn)生的初衷主要是針對IPV4地址短缺問題，即從IPV4的32bit地址，擴(kuò)展到了IPv6的128bit地址，充分結(jié)局了地址匱乏問題。同時IPv6得地址是有范圍的，包括鏈路本地地址、站點(diǎn)本地地址和任意傳播地址，這也進(jìn)一步增加了地址應(yīng)用的擴(kuò)展性。

（2）提高效率：通過簡化固定的基本報頭、采用64比特便捷定位、去消IP頭的校驗(yàn)和域等措施，以提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對IP報文的處理效率。

（3）擴(kuò)展為先：引入靈活的擴(kuò)展報頭，按照不同協(xié)議要求增加擴(kuò)展頭種類，按照處理順序合理安排擴(kuò)展頭的順序，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要處理的擴(kuò)展頭在報文頭的前部，而需要宿端處理的擴(kuò)展頭在報文的尾部。

（4）層次區(qū)劃：IPv6極大的地址空間使層次性的地址規(guī)劃成為可能，同時國際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了各個類型的層次結(jié)構(gòu)，這樣既便于路由的快速查找，也有利于路由聚合，縮減IPv6路由表的大小，降低網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的難度。

（5）即插即用：IPv6引入自動配置以及重配置技術(shù)，對于IP地址等信息實(shí)現(xiàn)自動增減更新配置，提高IPv6的易管理性。

國內(nèi)IPv6技術(shù)研究現(xiàn)狀

中國對IPv6的研究始于1998年，主要參與者是一些高等院校和研究機(jī)構(gòu)。通過幾年的研究，我國在下一代互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和純IPv6實(shí)驗(yàn)網(wǎng)等方面取得了一些成果，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）在高性能核心路由器及其相關(guān)IPv6技術(shù)方面，國家863技術(shù)“中國高速信息示范網(wǎng)”專項的高性能核心路由器項目，研制的高性能核心路由器的背板交換速率達(dá)到40~160Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率>20~40Mbps，路由表容量達(dá)到512k。

（2）IPv6協(xié)議研究方面，中國的IPv6標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)啟動。首批列入標(biāo)準(zhǔn)制定的內(nèi)容IPv6基本協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)總體要求、移動IPv6、路由協(xié)議等，以后將分批陸續(xù)制定相關(guān)的中國IPv6標(biāo)準(zhǔn)。

（3）在IPv6其他相關(guān)技術(shù)研究方面，進(jìn)行移動IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、IPV4和IPv6過度有關(guān)的技術(shù)研究、基于IPv6協(xié)議的QoS相關(guān)技術(shù)研究。

在IPv6協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，中國成立了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)IP標(biāo)準(zhǔn)組，IPv6協(xié)議已經(jīng)列入標(biāo)準(zhǔn)組的標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，共有9個IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)項目，并有多個IPv6軟課題研究，同時與國際多家企業(yè)建立IPv6標(biāo)準(zhǔn)研究合作關(guān)系。IPv6技術(shù)原理

（1）IPv6的地址空間

IPv6最明顯的特征是它使用更大的地址。IPv6使用128位地址，128位地址空間允許3.4*10^38個可能的地址。

（2）IPv6的地址格式

IPv6的地址由全局路由前綴、子網(wǎng)ID、接口ID三部分組成。其中全局路由前綴用于指定某一站點(diǎn)，子網(wǎng)ID用于指定該站點(diǎn)內(nèi)的一條鏈路，接口ID用于指定鏈路上的某一接口。

（3）IPv6地址類型

單播地址：用于單個接口的表示符。發(fā)送到此地址的數(shù)據(jù)包被傳遞給表示的接口。通過高序位八位字節(jié)的值來將單播地址與多路廣播地址區(qū)分開來。多路廣播地址的高序列八位字節(jié)具有十六進(jìn)制值FF。此八位字節(jié)的任何其他值都標(biāo)識單播地址。

發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)包被傳輸這個地址識別出的接口。

多播地址：一組接口的標(biāo)識符（通常屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。發(fā)送到此地址的數(shù)據(jù)包被傳遞給該地址標(biāo)識的所以接口。多路廣播地址類型代替IPV4廣播地址。

發(fā)送到組播地址的數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)竭@個地址標(biāo)識別出的所有接口。IPv6的應(yīng)用

下一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將涉及科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域以支持未來科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。IPv6網(wǎng)絡(luò)在未來的主要應(yīng)用：

（1）移動IP：隨著移動設(shè)備功能的增強(qiáng)以及應(yīng)用的普及，移動計算已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注。早期的移動IP研究一直是基于IPV4協(xié)議體系的，它雖然可以解決節(jié)點(diǎn)漫游的問題，但是其應(yīng)用必將引發(fā)為大量的移動設(shè)備分配IP地址的需求。IPV4協(xié)議有限的地址空間顯然無法滿足這一要求，只有IPv6才能滿足這種需要。

（2）多種個人智能終端：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了個人電子設(shè)備的發(fā)展，有呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢看，互聯(lián)網(wǎng)能力的集成數(shù)據(jù)、語音和視頻的個人智能終端將會很快出現(xiàn)，經(jīng)過了2~4年的發(fā)展，其規(guī)模就會相當(dāng)大。由此將產(chǎn)生的對IP地址的需求，這將是過渡IPv6的一個最大動因。

（3）超高速家庭網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)AILied

Business

Intelligence的預(yù)測，家用網(wǎng)關(guān)的數(shù)量將會從2000年的618000個增加到2005年的168M個。家庭寬帶和ADSL設(shè)備的增長也是驅(qū)動家庭網(wǎng)絡(luò)市場的因素，很多信息技術(shù)廠商都在進(jìn)行家庭網(wǎng)絡(luò)方面的項目開發(fā)。像IEEE1394和藍(lán)牙這樣的新技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)用于移動和家庭用途，眾多擁有處理器的設(shè)備越來越具備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連的條件。

IPv6技術(shù)前景展望

近幾年來，IPv6網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)研究已經(jīng)在世界范圍內(nèi)轟轟烈烈地開展起來，有些國家甚至已經(jīng)開始商用。例如：Google計劃升級旗下YouTube視頻網(wǎng)站，以支持期待已久的互聯(lián)網(wǎng)主要通信協(xié)議——IPv6。根據(jù)了解，Google的搜索、資訊、文檔、Gmail和地圖到呢個產(chǎn)品已經(jīng)可以支持IPv6了。除此之外，Google能支持IPv6的還包括公布源碼的Chrome操作系統(tǒng)和Android移動設(shè)備操作平臺。也就是說，如果現(xiàn)在一個Verizon

Droid手機(jī)用戶利用IPv6連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)，那么這個用戶就可以直接連接到IPv6站點(diǎn)了。

IPv6是世界互聯(lián)網(wǎng)的必然趨勢，各國對其發(fā)展應(yīng)用部署正如火如荼的進(jìn)行。隨著IPv6技術(shù)的不斷成熟，IPv6網(wǎng)絡(luò)的商用化進(jìn)程將會不斷加快，必將會大大地推動下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。