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IPv6的概念及原理
IPv6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。下面是YJBYS小編整理的IPv6的概念及原理，希望對你有幫助!
IPv6的概念及原理 篇1
1 IPv6誕生的發(fā)展背景
Internet協(xié)議的第4版(IPv4)為TCR/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，同時，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也成為國家信息化和現(xiàn)代化建設(shè)的重要部分，并產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著Internet的指數(shù)增長，互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)由NSFNET核心網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)橛蒊SP(Internet Service，Provider互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供商)運(yùn)營的分散的體系結(jié)構(gòu)。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)展的重要障礙，而IETF開發(fā)的IPv6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。
2 IPv6的新特性
(1)巨大的地址空間
IPv6的源地址和目標(biāo)地址都是128位的(16字節(jié))，幾乎可以不受限制地提供IP地址。128位可以表達(dá)超過3.4×1038種可能的組合，也就是說整個地球的每平方米面積上可以分配6.65×1023個IP地址，設(shè)計這種巨大的地址空間的目的是為了能更好的把路由器域名劃分出層次結(jié)構(gòu)，并更好地反映出現(xiàn)代Internet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使尋址和路由層次的設(shè)計更具靈活性，允許使用多級的子網(wǎng)劃分和地址分配，涵蓋范圍從Internet骨干直到機(jī)構(gòu)組織內(nèi)部的各個子網(wǎng)，這些正是基于IPv4的Internet所缺乏的。即便是算上目前已為主機(jī)分配的所有IP地址，IPv6仍然還有充足的地址可供今后使用。由于有絕對更多地可用地址，就不再需要一些節(jié)約地址的技術(shù)，比如NAT轉(zhuǎn)換，這樣就可以全面建立端到端的連接了。
(2)新的協(xié)議頭格式
IPv6的協(xié)議頭采用一種新的格式，可最大程度地減少協(xié)議頭開銷。IPv6的報頭有一個基本包頭和多個擴(kuò)展包頭構(gòu)成，基本包頭具有40字節(jié)的固定長度，放置所有路由器都需要處理的信息。由于Internet上的絕大部分包都只是被路由器簡單地轉(zhuǎn)發(fā)，因此固定的包頭長度有助于加快路由速度。為實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，IPv6包頭中字段的數(shù)量從IPv4中的12(包括選項)個，降到了8個;中間路由器必須處理的字段從6個降到了4個，這樣網(wǎng)絡(luò)中的中間路由器在處理這種簡化的IPv6協(xié)議頭時，效率就更高;很少使用的字段，如支持拆分的字段，以及IPv4包頭中的選項，被移到了IPv6包頭的擴(kuò)展包頭中。IPv6定義了多種擴(kuò)展包頭，能提供對多種應(yīng)用的強(qiáng)力支持，同時又為以后支持新的應(yīng)用提供了可能。IPv4頭和IPv6頭不具有互操作性。IPv6從功能上說，并不是IPv4的`超集，也就是說它并不向下兼容IPv4。因此每臺主機(jī)或路由器都必須既實(shí)現(xiàn)IPv4，又實(shí)現(xiàn)IPv6協(xié)議，以便識別和處理兩種不同的協(xié)議頭。雖然新IPv6中的地址位數(shù)是IPv4地址位數(shù)的4倍，但是，新IPv6協(xié)議頭的長度僅是IPv4協(xié)議頭的2倍。
(3)有效地、分級的尋址和路由結(jié)構(gòu)
與IPv4地址空間的劃分準(zhǔn)則相似，IPv6地址空間也是基于地址中高位的值來進(jìn)行劃分的。高位和它們的固定值稱為格式前綴(FP)。根據(jù)格式前綴位的多少劃分IPv6地址空間，目前已分配的有為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入點(diǎn)(NSAP)、可集聚全球單播地址、鏈路本地單播地址、站點(diǎn)本地單播地址和多播地址，當(dāng)前可被IPv6節(jié)點(diǎn)使用的單播地址集合由可集聚全球單播地址、鏈路本地單播地址和站點(diǎn)本地地址組成。IPv6中的全球地址中的字段創(chuàng)建了一個3層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
IPv6使用全球地址的設(shè)計意圖是創(chuàng)建一個有效地、分層次的并且可以概括的路由結(jié)構(gòu)，這種路由結(jié)構(gòu)是基于當(dāng)前存在的多級ISP體系而設(shè)計的。公共拓?fù)涫翘峁┙尤朔⻊?wù)的大大小小的ISP的集合。站點(diǎn)拓?fù)涫且粋�機(jī)構(gòu)站點(diǎn)的內(nèi)部子網(wǎng)的集合。接口標(biāo)識符惟一地標(biāo)識了一個機(jī)構(gòu)站點(diǎn)的內(nèi)部子網(wǎng)上的一個接口。在采用IPv6的Internet中，骨干路由器具有更小的路由表，這種路由表對應(yīng)著全球ISP的路由結(jié)構(gòu)。
(4)有狀態(tài)和無狀態(tài)的地址配置
為簡化主機(jī)配置，IPv6既支持有狀態(tài)的地址配置(例如，在有DHCPv6服務(wù)器時的地址配置)，也支持無狀態(tài)的地址配置(例如，在沒有DHCPv6服務(wù)器)。在無狀態(tài)的地址配置中，鏈路上的主機(jī)會自動地為自己配置適合于這條鏈路的IPv6地址(稱為鏈路本地地址),或者適合于IPv4和IPv6共存的IP地址，或者由本地路由器加上了前綴的IP地址。甚至在沒有路由器的情況下，同一鏈路上的所有主機(jī)，也可以自動配置它們的鏈路本地地址，這樣不用手工配置也可以進(jìn)行通信。鏈路本地地址在一秒鐘之內(nèi)就能自動配置完成，因此同一鏈路上的節(jié)點(diǎn)的通信幾乎是立即進(jìn)行的。相比之下，一個使用DHCP的IPv4主機(jī)則要等上整整1分鐘：先放棄DHCP的配置，然后自己配置一個IPv4地址。
(5)內(nèi)置的安全性
IPv6協(xié)議支持IPSec，這就為網(wǎng)絡(luò)安全性提供了一種基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，并且提高了不同IPv6實(shí)現(xiàn)方案之間的互操作性。IPSec由兩種不同類型的擴(kuò)展頭和一個用于處理安全設(shè)置的協(xié)議所組成。驗證頭(AH)為整個IPv6數(shù)據(jù)包(除了在傳輸過程中IPv6頭必須改變的字段)提供了數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)驗證和重放保護(hù)。封裝安全報文(ESP)的頭和尾也為ESP封裝報文提供了數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)驗證、數(shù)據(jù)機(jī)密性和重放保護(hù)。在單播通信中用于處理IPSec的安全設(shè)置的協(xié)議通常是Internet密鑰交換協(xié)議(IKE)。
(6)更好的支持Qos
在多媒體應(yīng)用日益廣泛的今天，因特網(wǎng)提供對多媒體的支持將有重大意義。多媒體的一般特點(diǎn)是帶寬要求高、持續(xù)時間長。為此引人流的概念簡化因特網(wǎng)對多媒體的處理。流是特定源和目的地間的報文序列，源要求中間路由器對這些報文進(jìn)行特殊處理。一般來說，路由器收到流中報文后，根據(jù)流標(biāo)識符查找路由器中保存的流上下文，對流中的報文進(jìn)行同樣的處理，加快了報文處理速度。IPv4補(bǔ)充了對流的處理，例如使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)預(yù)留資源進(jìn)行因特網(wǎng)上的音頻、視頻傳播。但是IPv4對流的處理有天生的缺陷，因為在IPv4定義之初就沒有流的概念。IPv4定義的流包括源和目的IP地址、傳輸控制協(xié)議(TCP)或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)的端口號，路由器為了判斷一個報文是否屬于一個流，不但要看IP頭中的IP地址，還要分析TCP頭就UDP頭中的端口號，這不但違背了網(wǎng)絡(luò)分層的原則，而且加大了路由器的處理工作量。IPv6在設(shè)計之初就考慮了對流的支持。IP頭的格式里，有專門的20bit流標(biāo)簽域。主機(jī)發(fā)送報文時，如果需要把報文放到流中傳輸，只需在流標(biāo)簽里填人相應(yīng)的流編號，否則在流標(biāo)簽里填零就作為一般的報文處理。路由器收到流的第一個報文時，以流編號為索引建立處理上下文，流中的后續(xù)報文都按上下文處理。由于通信流是在IPv6協(xié)議頭中標(biāo)識的，因此，即使數(shù)據(jù)包有效載荷已經(jīng)用IPSec和ESP進(jìn)行了加密，仍然可以實(shí)現(xiàn)對Qos的支持。
(7)用新協(xié)議處理鄰節(jié)點(diǎn)的交互
IPv6中的鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)(Neighbor Discovery)協(xié)議是一系列的IPv6網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議(ICMPv6)報文，用來管理相鄰節(jié)點(diǎn)(在同一鏈路上的節(jié)點(diǎn))的交互。鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)協(xié)議用更加有效地多播和單播鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)報文，取代了地址解析協(xié)議(ARP)(基于廣播的)、ICMPv4路由器發(fā)現(xiàn)，以及ICMPv4重定向報文。
(8)可擴(kuò)展性
IPv6可以很方便地實(shí)現(xiàn)功能地擴(kuò)展，這主要通過在IPv6協(xié)議頭之后添加新的擴(kuò)展協(xié)議頭方式來實(shí)現(xiàn)。IPv4協(xié)議頭中的選項最多可以支持40個字節(jié)的選項，而IPv6擴(kuò)展協(xié)議頭的長度只受到IPv6數(shù)據(jù)包長度的限制。
3 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，IPv4使用32位地址。32位地址空間允許4,294,967,296個可能的地址。128位地址空間允許340,282,366,920,938,463,463, 374,607,431, 768, 211, 456(3.4×1038)個可能的地址。
值得注意的是，使IPv6地址在長度上達(dá)到128位并不是說地球的每平方米能有6.5×1023個地址。更確切地說，將IPv6地址設(shè)計成較大尺寸，旨在進(jìn)一步細(xì)分成反映現(xiàn)代Internet拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分層路由域。使用128位地址空間，在設(shè)計分層尋址和路由時能提供多個等級的層次和靈活性，而這一點(diǎn)恰恰是目前基于IPv4的Internet所缺乏的。
4 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)lD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。
5 IPv6地址表示方法
(1)冒號十六進(jìn)制形式
這是首選形式n:n:n:n:n:n:n:n。每個n都表示八個16位地址元素之一的十六進(jìn)制值。例如：
3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.
(2)壓縮形式
由于地址長度要求，地址包含由零組成的長字符串的情況十分常見。為了簡化對這些地址的寫人，可以使用壓縮形式，在這一壓縮形式中，多個0塊的單個連續(xù)序列由雙冒號符號(::)表示。此符號只能在地址中出現(xiàn)一次。例如，多路廣播地址FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562的壓縮形式為FFED::BA98:3210:4562。單播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的壓縮形式3FFE:FFFF: :8: 800:20C4:0。環(huán)回地址0:0:0:0:0:0:0:1的壓縮形式為：∷1。未指定的地址0:0:0:0:0:0:0:0的壓縮形式為∷。
(3)混合形式
此形式組合IPv4和IPv6地址。在此情況下，地址格式為n:n:n:n:n:n:d.d.d.d，其中每個n都表示六個IPv6高序位16位地址元素之一的十六進(jìn)制值，每個都表示IPv4地址的十進(jìn)制值。
6 IPv6地址類型
(1)單播地址
用于單個接口的標(biāo)識符。發(fā)送到此地址的數(shù)據(jù)包被傳遞給標(biāo)識的接口。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?shù)竭@個地址識別出的接口。
(2)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)識的所有接口。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@個地址識別出的所有接口。
(3)IPv6不帶有廣播地址
IPv6使用“所有節(jié)點(diǎn)”組播。
7 IPv6單播地址類型
(1)鏈路--本地(link local)
這些地址用于單個鏈路并且具有以下形式：FE80::InterfaceID。鏈路--本地地址用在鏈路上的各節(jié)點(diǎn)之間，用于自動地址配置、鄰居發(fā)現(xiàn)或未提供路由器的情況。鏈路--本地地址主要用于啟動時以及系統(tǒng)尚未獲取較大范圍的地址之時。
帶有鏈路--本地源或目的地址的數(shù)據(jù)包不轉(zhuǎn)發(fā)到其它鏈路
(2)站點(diǎn)--本地(site local)
這些地址用于單個站點(diǎn)并具有以下格式：FECO::SuhnetID:InterfaceID。站點(diǎn)-本地地址用于不需要全局前綴的站點(diǎn)內(nèi)的尋址。
帶有站點(diǎn)--本地源或目的地址的數(shù)據(jù)包不轉(zhuǎn)發(fā)到其它站點(diǎn)
(3)全球IPv6單播地址
這些地址可用在Internet上并具有以下格式：010(FP,3位)TLA ID(13位) Reserved(8位)NLA ID(24位)SLA ID(16位)InterfaceID(64位)。
帶有全球地址的數(shù)據(jù)包可被轉(zhuǎn)發(fā)到全球網(wǎng)絡(luò)的任何部分。
8 從iPv4到IPv6的過渡
(1)雙協(xié)議棧技術(shù)
雙協(xié)議棧技術(shù)是一個節(jié)點(diǎn)，既有IPv4棧又有IPv6棧，這種運(yùn)行雙協(xié)議棧的節(jié)點(diǎn)就是IPv6/IPv4節(jié)點(diǎn)。
當(dāng)這種節(jié)點(diǎn)和IPv6節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時，它就像一個純IPv6節(jié)點(diǎn)，而當(dāng)它與一個IPv4節(jié)點(diǎn)或者兼容IPv4的IPv6節(jié)點(diǎn)通信時，它就像一個純IPv4節(jié)點(diǎn)。
(2)隧道技術(shù)
隨著IPv6網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會出現(xiàn)許多局部的IPv6網(wǎng)絡(luò)，但是這些IPv6網(wǎng)絡(luò)要通過IPv4骨干網(wǎng)相連。要將這些孤立的IPv6局部網(wǎng)絡(luò)相互連通，就需要使用隧道技術(shù)。隧道技術(shù)是指用IPv4報文來封裝IPv6數(shù)據(jù)包，以使IPv6數(shù)據(jù)包可以穿越IPv4的網(wǎng)絡(luò)。
9 IPv6在國土資源部的具體應(yīng)用
中科院IPv6網(wǎng)絡(luò)專線已經(jīng)接人國土資源部信息中心機(jī)房，并已經(jīng)安裝支持IPv6的路由器。
下一步需按照相應(yīng)的IP地址規(guī)劃完善網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如：網(wǎng)站、DNS等服務(wù)。在豐富應(yīng)用的基礎(chǔ)上做好網(wǎng)絡(luò)管理及安全管理工作。
10 結(jié)語
IPv6技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但由于IPv4的不斷改進(jìn)以及NAT技術(shù)的應(yīng)用，緩和了IPv4地址匱乏及安全性差等問題。另外，IPv6在美國應(yīng)用已經(jīng)比 較廣泛，相信在國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用也會進(jìn)一步增加。
IPv6的概念及原理 篇2
論文導(dǎo)讀：1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的靈魂，相比IPv4，IPv6具有以下新特性：報文格式的變化。2.IPV6的報文結(jié)構(gòu)IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴(kuò)展報頭組成的。
關(guān)鍵詞：IPV6，報文，IPV4
1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的靈魂，相比IPv4，IPv6具有以下新特性：報文格式的變化；地址空間擴(kuò)展到128位，支持幾乎無限大的地址空間；減小了路由表的大小，使路由器能更快的處理數(shù)據(jù)包；提供更好的安全性，實(shí)現(xiàn)IP級的安全；支持多種服務(wù)類型，并支持組播；支持自動地址配置，允許主機(jī)不更改地址實(shí)現(xiàn)異地漫游；允許新舊協(xié)議共存一段時間；支持可移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等具體要求等等。
2.IPV6的報文結(jié)構(gòu)IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴(kuò)展報頭組成的。在IPv4中有10個固定長度的域、2個地址空間和若干個選項，而IPv6中只有6個域和2個地址空間。雖然IPv6基本報頭總共占用40字節(jié)，是IPv4報頭的2倍，但因其長度固定（IPv4報頭長度是變化的），故不需消耗過多的內(nèi)存容量；又因其要處理的域由14個減少到8個，從而大大減少了路由器上的軟件處理內(nèi)容。在IPv6中，選項由擴(kuò)展報頭定義。
在IPv4中，所有報頭以32位為單位，即基本的長度單位是4個字節(jié)。在IPv6中，報頭以64位為單位，且報頭的總長度是40字節(jié)。IPv6協(xié)議的基本報頭中定義了的字段，其中：
1) 報文長度。長度為16位，其中包括包凈荷的字節(jié)長度，即IPv6報頭后的包中包含的字節(jié)數(shù)。這意味著在計算凈荷長度時包含了IPv6擴(kuò)展頭的長度。
2) 下一個頭。這個字段指出了IPv6報頭后所跟的頭字段中的協(xié)議類型。與IPv6協(xié)議字段類似，下一個頭字段可以用來指出高層是TCP還是UDP，但它也可以用來指明IPv6擴(kuò)展頭的存在。
3) 跳數(shù)限制。長度為8位。每當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)對包進(jìn)行一次轉(zhuǎn)發(fā)之后，這個字段就會被減1。如果該字段達(dá)到0，這個包就將被丟棄。
4) 源地址和目的地址。長度都為128位，它們指出了IPv6包的發(fā)送方和接收方地址。如果使用了選路擴(kuò)展頭，其目的地址可以是其中某一個中間節(jié)點(diǎn)的'地址而不必是最終地址。
IPv6能在IP報頭上提供附加的頭。當(dāng)?shù)侥康牡氐暮唵温酚刹豢赡軙r，或者當(dāng)需要特殊服務(wù)如認(rèn)證時，擴(kuò)展頭就是必要的。免費(fèi)論文。IPv6定義了幾種擴(kuò)展頭類型，每個擴(kuò)展頭中的下一頭域標(biāo)識下一個擴(kuò)展頭：
1) 逐跳選項頭（Hop-by-Hop Options）。此擴(kuò)展頭必須緊隨在IPv6頭之后。它包含包所經(jīng)路徑上的每個節(jié)點(diǎn)都必須檢查的選項數(shù)據(jù)。由于它需要每個中間路由器進(jìn)行處理，逐跳選項只有在絕對必要的時候才會出現(xiàn)。
2) 選路頭（Routing）。此擴(kuò)展頭指明包在到達(dá)目的地途中將經(jīng)過哪些節(jié)點(diǎn)。IPv6頭的最初目的地址是路由頭的一系列地址中的第一個地址，而不是包的最終目的地址。此地址對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)接收到該包之后，對IPv6頭和選路頭進(jìn)行處理，并把包發(fā)送到選路頭列表中的第二個地址。如此繼續(xù)，直到包到達(dá)其最終目的地。
3) 分段頭（Fragment）。此頭包含一個分段偏移值、一個“更多段”標(biāo)志和一個標(biāo)識符字段。用于源節(jié)點(diǎn)對長度超出源端和目的端路徑MTU的包進(jìn)行分段。
4) 目的地選項頭（Destination Options）。此擴(kuò)展頭代替了IPv4選項字段。目前，唯一定義的目的地選項是在需要時把選項填充為64位的整數(shù)倍。
5) 身份驗證頭(AH)。免費(fèi)論文。此擴(kuò)展頭提供了一種機(jī)制，對IPv6頭、擴(kuò)展頭和凈荷的某些部分進(jìn)行加密的校驗和的計算。
6) 封裝安全性凈荷(ESP)頭。它指明剩余的凈荷已經(jīng)加密，并為已獲得授權(quán)的目的節(jié)點(diǎn)提供足夠的解密信息。免費(fèi)論文。
3.IPV6的發(fā)展?fàn)顩r目前因特網(wǎng)上的IP協(xié)議采用的是IPv4，由于地址匱乏等原因，早在90年代中期IETF制定了IPv6以取代IPv4，1998年12月發(fā)布草案標(biāo)準(zhǔn)RFC2460之后，IPv6實(shí)際上已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是IPv6在很長一段時間里藏在實(shí)驗實(shí)里得不到應(yīng)用，全球只有少數(shù)幾個實(shí)驗網(wǎng)。事實(shí)上，IPv6技術(shù)的發(fā)展與IPv4資源分配狀況息息相關(guān)，因此也就決定了IPv6技術(shù)在世界各地發(fā)展的不平衡狀況。
國外目前的研究正向?qū)嵱没l(fā)展，領(lǐng)先的主要是歐洲、日本、韓國。日本在IPv6研究方面做的最好，日本政府制定了“e-Japan”的戰(zhàn)略；1999年～2000年開始分配IPv6的地址，2001年～2005年開始全日本的IPv6商用化服務(wù)。韓國信息通信部提出“下一代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)規(guī)劃”，而且對IPv6技術(shù)的研究也得到歐盟政府的支持。在歐洲，互聯(lián)網(wǎng)方面落后于美國，但在移動通信方面卻領(lǐng)先于美國，所以歐洲發(fā)展IPv6的基本戰(zhàn)略是“先移動，后固定”，希望在IPv6方面掌握先機(jī)，政府和各大公司對IPv6的態(tài)度都比較積極。而美國因為得到了充裕的IPv4地址，所以在IPv6的研究上表現(xiàn)不是很積極。
由于歷史的原因，中國在IPv4的發(fā)展中處于后進(jìn)的狀態(tài)，在國際上發(fā)言權(quán)不多，導(dǎo)致在IP地址的供需上嚴(yán)重失衡。截止2002年8月，擁有13億人口的中國，只有大約2502萬個IP地址，B類地址僅有數(shù)百個，A類地址一個都沒有。不言而喻，中國應(yīng)該是全球最需要IP地址的國家之一。同時，中國作為一個互聯(lián)網(wǎng)和移動通信大國，勢必要在下一代互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和資源分配中力爭更大的發(fā)言權(quán)。IPv6作為核心基本技術(shù)，將帶動大量相關(guān)技術(shù)和服務(wù)的發(fā)展，提升中國信息通信產(chǎn)業(yè)的整體實(shí)力，為中國的信息產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。
從國內(nèi)來看，近年來，我國己經(jīng)啟動了一系列和IPv6相關(guān)的計劃，如教育部的CERNET一IPv6試驗床；國家自然科學(xué)基金委員會的“中國高速互聯(lián)研究試驗網(wǎng)絡(luò)(NSFCNET)”和“網(wǎng)絡(luò)與信息安全”重大專項；國家“863”計劃“十五”期間的IPv6核心技術(shù)開發(fā)、IPv6綜合試驗環(huán)境、3Tnet重大專項；國家“973”計劃有關(guān)網(wǎng)絡(luò)、通信、信息安全以及人機(jī)和諧環(huán)境的相關(guān)課題；中國下一代互聯(lián)網(wǎng)交換中心DRAGONTAP以及CERNET2試驗網(wǎng)；中科院的“IPv6關(guān)鍵技術(shù)及城域示范網(wǎng)”和國家計委的“下一代互聯(lián)網(wǎng)中日IPv6合作項目”等。這些計劃己經(jīng)取得部分成果，為我國下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。2003年12月國家發(fā)展與改革委員會批準(zhǔn)中國下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目，擬投資人民幣14億元，建設(shè)縱橫全國的純IPv6高速光纖網(wǎng)和30個IPv6主節(jié)點(diǎn)POP，以及300個接入網(wǎng)。2004年年底，一期工程完工。
4.IPV6應(yīng)用前景分析IPv6的廣泛部署依賴于未來因特網(wǎng)的良好發(fā)展。當(dāng)然IPv6部署的最關(guān)鍵因素是應(yīng)用。事實(shí)上，IPv6網(wǎng)絡(luò)從根本上不同于IPv4網(wǎng)絡(luò)，不僅可以是更大的網(wǎng)絡(luò)，而且連在網(wǎng)絡(luò)上的將是更便宜、更簡單、更小巧的設(shè)備，如手機(jī)、普通家電和汽車定位裝置等等。
勿庸置疑，IPv6代表著未來一代的因特網(wǎng)協(xié)議，對于許多企業(yè)來說，IPv6目前可能還不是合適的商業(yè)機(jī)會，但是當(dāng)機(jī)會到來的時候他們肯定要升級系統(tǒng)，政策上的引導(dǎo)將把IPv6推向應(yīng)用的臨界點(diǎn)。
IPv6的概念及原理 篇3
近年來，關(guān)于IPv4地址行將枯竭的警鐘已經(jīng)多次敲響，同時移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求正與3G通信技術(shù)一起成為未來IP地址的需求大戶，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展，加之三網(wǎng)融合等相關(guān)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步推進(jìn)，人類對于IP地址的需求將成倍增長。隨著應(yīng)用需求的日益迫近，已經(jīng)發(fā)展了30多年的IPv4，其理論上43億的IP地址將在近兩年內(nèi)徹底告急，IPv6攜其近乎于無限量的IP地址空間優(yōu)勢，正日益得到全球各國的關(guān)注，2012年也成為中國關(guān)注和發(fā)展IPv6的一個新紀(jì)元，IPv6將是未來新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必由之路�；ヂ�(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的IPv4與IPv6IPv4在30多年的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷史進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，從技術(shù)與容量層面正走向發(fā)展的盡頭。
IPv4(InternetProtocolversion4)，是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol，IP）的第四版，也是第一個被廣泛使用，構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議。IPv4可以運(yùn)行在各種各樣的底層網(wǎng)絡(luò)上，比如端對端的串行數(shù)據(jù)鏈路(PPP協(xié)議和SLIP協(xié)議)、衛(wèi)星鏈路等。瑟夫在二十世紀(jì)70年代創(chuàng)立了名為IPv4的32位地址，地址總?cè)萘?3億個IP地址。1981年RFC791標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，IPv4正式進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的歷史進(jìn)程。2000年以后，全球互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，IPv4的IP地址開始了加速的消耗過程，這一歷史進(jìn)程中，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量與產(chǎn)業(yè)規(guī)模同時出現(xiàn)快速上升，而可供分配的IPv4地址數(shù)量也在急劇下降，2011年2月，隨著最后一批IP地址的分配完成，IPv4的IP地址已經(jīng)全部分配完。IPv6(InternetProtocolversion6)的出現(xiàn)是歷史的必然，也是NGN發(fā)展工作的重心。早在1990年，就有專家指出，IPv4地址將要枯竭，而下一代互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議技術(shù)開始提上議事日程。下一代互聯(lián)網(wǎng)是業(yè)界為了解決目前互聯(lián)網(wǎng)的地址瓶頸、質(zhì)量和安全等問題而提出的未來發(fā)展的總體設(shè)想，盡管IPv6并不能概括下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部，多年的發(fā)展過程中，已經(jīng)形成了一個完整成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系，而業(yè)界一般泛指的下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容即指IPv6。因而，從這種意義上講，下一代互聯(lián)網(wǎng)的工作重心其實(shí)就是要平穩(wěn)有效地向IPv6過渡，在這一進(jìn)程中，要盡可能地提升網(wǎng)絡(luò)可用、可控、可管、可擴(kuò)、可信、安全服務(wù)等方面的能力。IPv4地址面臨枯竭IPv4地址數(shù)量有限，而且在全球的發(fā)展及其分布很不均勻。貝葉思咨詢在系列專題報告《全球及中國域名系統(tǒng)市場研究報告》中跟蹤了域名工具（DomainTools）的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明，截至2012年3月底，全球246個國家與地區(qū)分配的IP地址數(shù)量為34.85億，距離理論上近43億的IP地址數(shù)量已經(jīng)消耗殆盡，而且考慮到其在全球分布的不均衡性，IP地址枯竭的現(xiàn)象體現(xiàn)更為突出。全球IPv4地址在一些主要國家與地區(qū)的分布情況如下表所示。盡管中國擁有的IP地址數(shù)量排在美國之后居第二位，但是僅從互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民數(shù)量來看，中國擁有全球四分之一的互聯(lián)網(wǎng)用戶，卻僅占有9.4%的IP地址數(shù)量，可見中國IP地址資源更為緊缺。IPv4地址2011年全部分配完，地址資源庫枯竭。2011年2月3日，國際互聯(lián)網(wǎng)名稱和編號分配公司(ICANN)公布：最后一批IPv4地址當(dāng)天分配已經(jīng)完畢，IP地址總庫已經(jīng)枯竭。IANA將最后5個A分配給五大區(qū)域地址分配機(jī)構(gòu)(RIR)，標(biāo)志著全球IPv4地址總庫完全耗盡，IPv4地址資源時代已經(jīng)結(jié)束。2011年4月，亞太互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(APNIC)宣布亞太地區(qū)IPv4地址也已經(jīng)分配完畢，最后1個A只用于IPv6過渡。
IPv4技術(shù)本身存在浪費(fèi)資源與分配不均等問題導(dǎo)致其地址資源更為緊缺。專家指出，從IPv4的技術(shù)本身來看，在采用A、B、C三類編址方式后，雖然方便了IP地址的管理，但卻浪費(fèi)了上千萬的地址，特別是B類地址。而且全球各國IPv4地址分布存在著極為不均的情況，比如美國一些大學(xué)和公司占用了大量的IP地址，造了明顯的閑置。國際電信聯(lián)盟副秘書長趙厚麟曾經(jīng)表示，美國人口只有3億，但掌握的IP地址接近全球總數(shù)的40%，其中，大部分一直閑置。本來已經(jīng)總體緊張的IPv4地址，在區(qū)域配置極不均衡的情況下，更顯緊缺。
同時，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等對于IP地址的需求正如饑似渴。近幾年隨著全球移動通信由2G向3G的逐漸過渡，使得移動互聯(lián)網(wǎng)等新型移動應(yīng)用具備了在多方支持下大力發(fā)展的基礎(chǔ)，移動互聯(lián)網(wǎng)市場正加速啟動，從移動互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民的數(shù)據(jù)量來看，其增長勢頭更是遠(yuǎn)勝過傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)寬帶化拓展的同時，移動互聯(lián)網(wǎng)對于IP地址的需求將日益釋放出來，將提出數(shù)十億的IP地址的潛在需求。物聯(lián)網(wǎng)作為近幾年快速啟動和發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到了全球各國與地區(qū)的重視與發(fā)展，考慮到云計算的支撐，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對于IP地址的需求將加倍增長。以我國為例，目前我國分配的IPv4地址數(shù)量不足3.3億個，CNNIC的數(shù)據(jù)顯示，我國2011年底已經(jīng)有5.13億網(wǎng)民，手機(jī)網(wǎng)民達(dá)3.56億，網(wǎng)民數(shù)量正加速增長。而如果按照未來5年發(fā)展100億物聯(lián)網(wǎng)用戶、5億固定寬帶、10億移動互聯(lián)網(wǎng)用戶來計算，CATR（工業(yè)和信息化部電信研究院）估算，未來5年我國IP地址需求量將為345億。這個數(shù)字就已經(jīng)是現(xiàn)有分配的IPv4地址數(shù)量的100倍以上，缺口之大可以想象。在IP地址枯竭的情況下，如果沒有足夠的IP地址，將意味著未來人們將不得不更多地共享IP地址，網(wǎng)絡(luò)連接的速度也將受到限制，同時費(fèi)用有可能升，網(wǎng)絡(luò)安全與服務(wù)質(zhì)量面臨下降。因而，解決IPv4地址枯竭的'問題已經(jīng)成為擺在全球各國面前的迫切要求，尤其對于IP地址本身就緊缺的中國而言，這一要求就更加迫切。IPv6作為技術(shù)種子之一，將會促進(jìn)全球互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。對于缺少IP地址的中國來說，尤其如此。全球IPV6發(fā)展正日益加速與IPv4相比，IPv6最重要的一點(diǎn)在于解決了IP地址有限的數(shù)量問題，由于地址長度擴(kuò)展為128位地址，足已滿足任何可預(yù)計的地址空間分配（IPv4理論上能夠提供的上限是近43億個，而IPv6理論上地址空間的上限是43億×43億×43億×43億）。
整體來看，IPv6的優(yōu)勢表現(xiàn)在多個方面，其中至少表現(xiàn)在以下幾個主要方面：報文格式的改變－地址長度由原來的32位增加為現(xiàn)在的128位，解決了地址空間匱乏的危機(jī)IPv6地址的自動配置－完成了“即插即用”功能，減少了網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性提供了對移動性的更好支持，處理效率大大提升提供了對IPsec的更好支持，支持端到端的安全性層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了路由效率等優(yōu)勢正是由于IPv6的優(yōu)勢特征，近年來在全球主要國家與地區(qū)都得到了快速的發(fā)展。截至目前，世界主要國家已經(jīng)推出了IPv6發(fā)展的路線圖與時間表。尤其在IPv4地址更緊缺的亞洲和歐洲對IPv6更是大力推動，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程有明顯的加快，具有IPv6技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端，以及相關(guān)的硬件平臺的推出也加快了步伐，基于IPv6的業(yè)務(wù)應(yīng)用也開始得到大力推進(jìn)。截至2011年底，全球IPv6支持資源數(shù)量開始加速增長。
從2011年開始，IPv6在全球支持的IPv6網(wǎng)站增長19倍，部署進(jìn)入了提速階段。2011年底，全球獲取IPv6認(rèn)證ISP的（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商）已經(jīng)達(dá)到131家，網(wǎng)站達(dá)到1414個。全球315個頂級域名服務(wù)器中有267個支持IPv6。截至2012年3月，我國IPv6地址量已經(jīng)比2011年初增加了23倍以上，上升到全球第四位，擁有的IPv6地址數(shù)量達(dá)到了9405個，然而，IPv6地址在全球市場中占有比例仍非常少，僅為7.69%。
IPv6的概念及原理 篇4
1、IPv六勢在必行
不管在技術(shù)仍是在發(fā)展速度上，互聯(lián)網(wǎng)取得的巨大勝利是不爭的事實(shí)。但是跟著挪動通訊以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，全世界互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)迅速增長。在“二00四全世界IPv六高峰論壇”上，許多業(yè)內(nèi)知名專家都對于中國的IPv六發(fā)展提出了建議，專家普遍認(rèn)為，中國將成為全世界IPv六發(fā)展的動力。
互聯(lián)網(wǎng)在前進(jìn)的道路上面臨著有限的地址空間將被耗盡的危機(jī)。在本次IPv六峰會上清華大學(xué)教授李星說：“中國有三.二億的學(xué)生，如果每一個學(xué)生需要一0個IP地址，那就是三二億。目前IPV四大約能提供四三億地址，地址空間的缺少將成為全世界互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。”
IPv六最顯著的特征就是通過采取一二八位的地址空間替換IPv四的三二位地址空間來提高低1代互聯(lián)網(wǎng)的地址容量，中科院計算所李虔誠指出，IP網(wǎng)中實(shí)時業(yè)務(wù)開放，尤其是實(shí)時對于稱業(yè)務(wù)的永久“在線”請求,更使患上IP地址問題雪上加霜。IPV四所提供的地址空間已經(jīng)沒法解決這個問題，咱們只能寄但愿于IPv六。
2、挪動IPv六給運(yùn)營商帶來挑戰(zhàn)
以IPv六為基礎(chǔ)的下1代互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，并將成為挪動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的首要基礎(chǔ)。從商業(yè)意義上來講，挪動通訊行業(yè)多是最先以及最大的受益方之1。挪動IPv六比挪動IPv四有良多優(yōu)勢，它的設(shè)計吸取了挪動IPv四發(fā)展的經(jīng)驗，同時結(jié)合了IPv六的許多新特性。挪動IPv六能夠通過簡單的擴(kuò)大，知足大范圍挪動用戶的需求并能在全世界規(guī)模內(nèi)解決有關(guān)網(wǎng)絡(luò)以及走訪技術(shù)之間的挪動性問題。
面對于新技術(shù)的挑戰(zhàn)，中國運(yùn)營商也采用了踴躍的行為。中國挪動在二000年五月一七日開通了挪動互聯(lián)網(wǎng)試驗網(wǎng)，在二000年底又建設(shè)了挪動互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)，并前后進(jìn)行了各省挪動互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。在整個建設(shè)進(jìn)程中，IP地址資源的不足嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的計劃、建設(shè)及業(yè)務(wù)展開，中國挪動深深體會到IP地址不足的痛苦。在二00一年七月九日，中國挪動宣告開通籠蓋一六個省、二五個城市的GPRS網(wǎng)絡(luò)，用戶容量四0萬，GPRS業(yè)務(wù)“永久在線”的特色致使中國挪動對于IP地址需求的進(jìn)1步增添。中國挪動在未來將會把世界上最大的GSM網(wǎng)演進(jìn)為世界上最大的WCDMA網(wǎng)絡(luò)。
同時中國聯(lián)通也1直對于下1代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展10分關(guān)注，并有針對于性地部署了下1代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略。中國聯(lián)通總工程師張范表示中國聯(lián)通的未來網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略目標(biāo)就是在實(shí)踐以及試探中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)步過渡的鉆研，爭奪在挪動網(wǎng)上具備對于IPv六的全面支撐以及業(yè)務(wù)開放能力，從而實(shí)現(xiàn)大范圍的網(wǎng)絡(luò)平滑過渡。
此外挪動IPv六作為新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)技術(shù)，從標(biāo)準(zhǔn)到研發(fā)到部署以及利用的進(jìn)程中，還有良多細(xì)節(jié)沒有經(jīng)由驗證，對于于運(yùn)營商來講，將面臨著來自多方面的挑戰(zhàn)�！鞍l(fā)展不止，普及難行”曾經(jīng)經(jīng)是業(yè)內(nèi)人士用來描寫IPv六利用發(fā)展的1句話。IPv六這1正處于發(fā)展階段的新興技術(shù)，在其不斷完美的同時，因為利用范圍還未構(gòu)成，也沒有“殺手級”利用的推進(jìn)，其推行施行依舊是運(yùn)營商的心頭之痛。中科院計算所所長李國杰在確定IPv六勢在必行的同時，對于IPv六網(wǎng)絡(luò)的大范圍商歷時間維持理性態(tài)度。
因而，在對于當(dāng)前技術(shù)、市場需求了解和對于IPv六、三G等技術(shù)發(fā)展趨勢深入掌控的基礎(chǔ)上，中國的運(yùn)營商需要在建設(shè)IPv六商用網(wǎng)以前，累積足夠的IPv六網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及運(yùn)營經(jīng)驗，以便為建設(shè)基于IPv六的三G網(wǎng)絡(luò)以及順利地將現(xiàn)有的挪動互聯(lián)網(wǎng)向IPv六遷移做好籌備。
3、中國是IPv六的強(qiáng)大推進(jìn)力
二00四年三月一九日，在二00四中國國際教育科技展覽會暨中國教育信息化論壇的揭幕典禮上，我國首個下1代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)———CERNET二實(shí)驗網(wǎng)正式開通，宣布了中國下1代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的全面啟動。CERNET二是中國下1代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI最大的核心網(wǎng)以及獨(dú)一的全國性學(xué)術(shù)網(wǎng)。它是目前世界上范圍最大的采取純IPv六技術(shù)的下1代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。CNGI項目第1個核心網(wǎng)的建成，標(biāo)志著中國IPv六在發(fā)展中翻開了新的1頁。CNGI將使中國成為全世界IPv六發(fā)展的引擎，并引起中國下1代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的全面開展，對于于我國及世界互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)格局及發(fā)展走向?qū)l(fā)生深遠(yuǎn)的影響。
作為“互聯(lián)網(wǎng)之父”的網(wǎng)絡(luò)前驅(qū)、互聯(lián)網(wǎng)域名以及地址分配組織(ICANN)主席Vinton Cerf認(rèn)為，盡管互聯(lián)網(wǎng)裝備的數(shù)量增長無比迅速，但實(shí)際上仍有良多人沒能使用互聯(lián)網(wǎng)，他但愿互聯(lián)網(wǎng)能夠更安全、更便宜地讓更多的人使用，他指出商業(yè)企業(yè)應(yīng)該在互聯(lián)網(wǎng)的拓展方面施展首要作用，讓更多的人享受更豐厚的互聯(lián)網(wǎng)利用。實(shí)際上，下1代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)定IPv六所擁有的更安全、更經(jīng)濟(jì)、可承載多種業(yè)務(wù)等諸多優(yōu)勢剛好與它的這些但愿與假想不約而同，作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的前驅(qū)，Cerf先生也寄但愿于IPv六實(shí)現(xiàn)更多的夢想，這些夢想的體現(xiàn)就是讓更多的人體驗豐厚多彩的IPv六利用，而IPv六的最大市場在中國，正如全世界IPv六論壇主席Latif Ladid明確指出的“中國將是最大的.IPv六市場，IPv六的殺手級利用將率先在中國呈現(xiàn)”，這充沛說明了中國在IPv六產(chǎn)業(yè)化過程中的引領(lǐng)作用以及巨大影響力。
在“二00四全世界IPv六高峰論壇”上，“IPv六能給咱們帶來甚么，咱們現(xiàn)在是不是需要IPv六”成為專家們討論的熱門話題，中科院計算所所長李國杰指出，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于整個國家的經(jīng)濟(jì)推進(jìn)力是很大的，在中國應(yīng)當(dāng)讓更多的人使用互聯(lián)網(wǎng)。如果IPv六帶給咱們以及IPV四相似的服務(wù)以及利用的話，那末開發(fā)IPv六的意義就不是很大了。中京郵電通訊鉆研院總工程師張同須指明發(fā)展IPv六要依賴兩個方向：技術(shù)是不是成熟，IPv六是不是有需求。中國工程院副院長、中國CNGI專家組組長鄔賀銓院士從國家戰(zhàn)略高度，詮釋中國發(fā)展IPv六及下1代網(wǎng)絡(luò)的總體思路以及策略。對于此，鄔院士精辟地指出：“在三G、IPv六這樣的新技術(shù)上，中國與其他國家在1條起跑線上，國外沒有勝利的經(jīng)驗，需要咱們?nèi)ヌ剿�。咱們�?yīng)當(dāng)從立異的角度發(fā)展，開發(fā)屬于我國知識產(chǎn)權(quán)的IPv六技術(shù)。中國是IPv六的但愿，IPv六也是中國的但愿！”
IPv六在中國有著廣闊的發(fā)展前景，相信在二00八年奧運(yùn)會到來時，咱們有足夠的互聯(lián)網(wǎng)地址來支持眾多的PC裝備以及挪動終端上網(wǎng)。IP地址將再也不成為中國甚至全世界互聯(lián)網(wǎng)以及通訊行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
IPv6的概念及原理 篇5
【摘要】隨著我國現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，IPv6協(xié)議在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中有著一定程度的運(yùn)用。IPv4是大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)用戶的選擇，因其具有簡單、高效等特性。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，IPv4不能滿足用戶更多需求，促進(jìn)IPv6的發(fā)展進(jìn)程，不僅增強(qiáng)安全保障機(jī)制，而且功能更加多樣化�？梢�，IPv6協(xié)議具有應(yīng)用優(yōu)勢。本文主要對IPv6協(xié)議的主要技術(shù)和其配置實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，并提出IPv6協(xié)議在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中的具體運(yùn)用實(shí)踐。
【關(guān)鍵詞】IPv6協(xié)議；現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程；運(yùn)用
IPv6是IP協(xié)議的新版本，應(yīng)用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中，能夠為通信網(wǎng)絡(luò)提供良好的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。IPv6在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中的運(yùn)用，具有一定的優(yōu)勢，如擴(kuò)大空間、提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與安全性能等。IPv6能夠推動現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，為我國跨越式發(fā)展提供機(jī)遇，同時有利于促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長和科學(xué)技術(shù)水平提高。由于IPv6屬于最新版本，因而加強(qiáng)對其在網(wǎng)絡(luò)信息中應(yīng)用問題的研究至關(guān)重要，有利于充分發(fā)揮其應(yīng)用作用。
1IPv6協(xié)議的主要技術(shù)
IPv6協(xié)議是在IPv4的基礎(chǔ)上而設(shè)計的，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，應(yīng)用于各產(chǎn)業(yè)中，可增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。從IPv4至IPv6協(xié)議發(fā)展中，需要經(jīng)歷協(xié)議過渡，但其過渡歷程較為復(fù)雜，且演變時間較為漫長，要求相關(guān)技術(shù)人員針對IPv6協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行有效部署。首先，確保IPv6協(xié)議的平滑過渡；二是IPv6協(xié)議部署規(guī)模加大，能夠進(jìn)一步豐富業(yè)務(wù)；三是IPv6協(xié)議占據(jù)主導(dǎo)地位，能夠在全球范圍內(nèi)有著一定的覆蓋率，其應(yīng)用逐漸深入人心。其次，IPv4和IPv6協(xié)議之間具有互聯(lián)技術(shù)，即隧道技術(shù)，承擔(dān)著重要的承載傳輸功能。在IPv4數(shù)據(jù)包接收過程中，可在隧道入口對相關(guān)信息內(nèi)容進(jìn)行更改，抵達(dá)隧道出口時，則滿足IPv6協(xié)議的目的網(wǎng)絡(luò)需求。在此過程中，IPv4網(wǎng)絡(luò)可將多個散落IPv6孤島網(wǎng)絡(luò)之間建立有效的溝通與聯(lián)系，為實(shí)現(xiàn)協(xié)議過渡創(chuàng)造有利條件。其互聯(lián)技術(shù)中主要包括手動隧道、自動隧道、GRE隧道、ISATAR隧道、6T04隧道、6over4隧道、Teredo隧道。最后，IPv4與IPv6具有互通技術(shù)。在NAT-PT原理的作用下，可將IPv6地址與IPv4地址的單一方向轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換中，IPv6-only節(jié)點(diǎn)和IPv4-only節(jié)點(diǎn)建立連接，而NAT-PT服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)功能，實(shí)現(xiàn)IPv6與IPv4的互通。
2IPv6協(xié)議配置的實(shí)現(xiàn)
�。�1）在配置雙棧路由器時，將IPv4與IPv6之間建立必要的通信聯(lián)系，為更好配置終端創(chuàng)造有利條件。
�。�2）對IPv6overIPv4隧道進(jìn)行配置，一是保持網(wǎng)絡(luò)連通；二是在路由器上開啟IPv6功能；三是建立隧道；四是將各隧道之間建立連通，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。
�。�3）對雙棧設(shè)備的靜態(tài)地址加以合理配置。在配置過程中，可以從兩方面著手：一方面，利用EUI-64格式進(jìn)行配置，為IPv6協(xié)議設(shè)定前綴，使其充分發(fā)揮其功能；另一方面，在接口處進(jìn)行MUT的配置。通過對IPv6協(xié)議各節(jié)點(diǎn)的有效配置，能夠確保配置合理性，不僅有助于推進(jìn)IPv4向IPv6的過渡進(jìn)程，而且為其在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中有效運(yùn)用創(chuàng)造良好條件。對此，IPv6協(xié)議配置的`實(shí)現(xiàn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3IPv6協(xié)議在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中的運(yùn)用
3.1運(yùn)用于智能終端應(yīng)用中
近年來，智能終端發(fā)展速度較快，受到社會公眾的喜愛。如安卓等智能個人終端系統(tǒng)平臺，運(yùn)用IPv6協(xié)議后，具有聯(lián)網(wǎng)功能，其發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)大。IPv6在智能終端中的應(yīng)用，以安卓等系統(tǒng)平臺為技術(shù)依托，家用網(wǎng)關(guān)是多個智能終端與IPv6協(xié)議的保障，將IPv6與NGN網(wǎng)絡(luò)融合后，實(shí)現(xiàn)IPv6的應(yīng)用。要確保其合理運(yùn)行，必須將多種細(xì)小設(shè)備網(wǎng)絡(luò)加以協(xié)調(diào)配置，以充分發(fā)揮其重大功能。
3.2運(yùn)用于在線游戲產(chǎn)業(yè)中
3G終端、IPv6技術(shù)是在線游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要支持技術(shù)，只有加強(qiáng)對該技術(shù)運(yùn)用問題的研究，才能從根本上推動在線游戲產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，提高國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力[3]。IPv6是在線游戲?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)，因而游戲開發(fā)和設(shè)計人員在工作中，需要與IPv6協(xié)議系統(tǒng)建立聯(lián)系，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，使在線游戲得以在IPv6協(xié)議應(yīng)用基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。
3.3運(yùn)用于移動終端中
IPv6協(xié)議在移動終端中有運(yùn)用。隨著IPv6協(xié)議的快速發(fā)展，具有不可替代的優(yōu)勢作用，應(yīng)用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中，能夠為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程行業(yè)的發(fā)展中，3G網(wǎng)絡(luò)將逐漸向著IP網(wǎng)絡(luò)趨勢發(fā)展。在IPv6協(xié)議的應(yīng)用中，終端設(shè)備要接入互聯(lián)網(wǎng)，需要由2個IP而實(shí)現(xiàn)，即可滿足移動網(wǎng)絡(luò)的需求。IPv6主要有本地網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)地址和終端IPv6地址，以本地網(wǎng)絡(luò)為靜態(tài)IP，在接入點(diǎn)處分配終端IPv6地址，可以滿足漫游需求，完成其應(yīng)用。
3.4運(yùn)用于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中
Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)具有廉價、無線接入等優(yōu)勢特點(diǎn)，能夠滿足人們24小時在線的愿望。但是，由于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)用戶的逐漸增多，使管理系統(tǒng)人員需面臨著成千上萬的接入點(diǎn)，不僅增加工作人員工作難度，而且?guī)聿槐匾穆闊�。但是，將IPv6協(xié)議運(yùn)用其中，互聯(lián)網(wǎng)與用戶之間可通過IPv6協(xié)議建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)自動管理和配置，能夠滿足Wi-Fi的基本需求。但是，就目前現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程發(fā)展來看，IPv6協(xié)議在全部企業(yè)、事業(yè)機(jī)關(guān)單位等的應(yīng)用規(guī)模仍然較小，其擴(kuò)展空間較大。
4結(jié)論
在信息網(wǎng)絡(luò)時代背景下，IP協(xié)議發(fā)揮著重要作用。V6是IP協(xié)議的最新版本，目前在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程中的應(yīng)用范圍具有局限性，但其應(yīng)用類型較為多樣化，主要包括智能終端、在線游戲產(chǎn)業(yè)、移動終端、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)等方面。加強(qiáng)對IPv6協(xié)議運(yùn)用問題的研究，能夠為相關(guān)人員提出重要依據(jù)，有利于帶動我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的健康可持續(xù)發(fā)展。
IPv6的概念及原理 篇6
IPv6地址
(1)IPv6地址表示
�、倩颈硎痉椒ǎ篒Pv6采用128位地址長度，可以提供操作3．4x1038個IP地址。IPv6的128位地址按每16位劃分一個位段，每個位段被轉(zhuǎn)換為一個4位的十六進(jìn)制數(shù)，并用冒號隔開，這種表示法稱為冒號十六進(jìn)制表示法。例如，將用二進(jìn)制格式表示的一個IPv6地址按每l6位劃分成8個位段。
0011001111000001000000000000000000000000000000000010111100111011
0000001010101010000000000000111111111110010000111001110001011010
轉(zhuǎn)換成8組十六進(jìn)制數(shù)后，每組之間用冒號隔開，則表示為：
33C1：O000：OO00：2F3B：02AA：O00F：FE43：9C5A
�、诹銐嚎s法：在有多個0出現(xiàn)時，用一個0表示，這種方法稱為零壓縮法。“33C1：0000：0000：2F3B：02AA：000F：FE43：9C5A”進(jìn)行壓縮后表示為：
33C1：0：O：2F3B：2AA：F：FE43：9C5A如果幾個連續(xù)位段的值都為0，那么這些0可以簡寫為“：：”(不管多少個0，都是表示為兩個冒號)，稱為雙冒號表示法�！�33C1：0000：0000：2F3B：02AA：000F：FE43：9C5A”還可以表示為：
33C1：：2F3B：2AA：F：FE43：9C5A
�、跧Pv6前綴：采用“地址／前綴長度”表示IPv6地址。前綴是IPv6地址的一部分，用做IPv6路由或子網(wǎng)標(biāo)識。例如，21DA：D3：：／48是一個路由前綴(21DA：D3：：表示地址，48表示長度)，而21DA：D3：O：2F38：：／64是一個子網(wǎng)前綴。
(2)IPv6地址的.類型
IPv6地址分為單播地址、組播地址、任播地址和特殊地址。
�、賳尾サ刂罚簶�(biāo)識IPv6網(wǎng)絡(luò)的一個區(qū)域中單個網(wǎng)絡(luò)接口中。
②組播地址：也稱多播地址，表示一組網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送到該地址的數(shù)據(jù)報會被送到該地址標(biāo)識的所有網(wǎng)絡(luò)接口。
�、廴尾サ刂罚阂卜Q泛播地址，表示一組網(wǎng)絡(luò)接口中，發(fā)送該地址的數(shù)據(jù)報會被送到由該地址標(biāo)識的所有網(wǎng)絡(luò)接口的任意一個接口中，通常是最近一個。任播地址從單播地址空間中分配。
④特殊地址：包括全零地址(表示地址不存在)、回送地址(0：0：0：0：0：0：0：1)、IPv4兼容的IPv6地址、映射到IPv4的IPv6地址等。
(3)IPv6數(shù)據(jù)報
IPv6采用了新的協(xié)議頭格式，IPv6數(shù)據(jù)報由一個IPv6基本頭、多個擴(kuò)展頭和一個高層協(xié)議數(shù)據(jù)單元組成，基本頭采用固定的40字節(jié)長度，一些可選的內(nèi)容放在擴(kuò)展頭部分實(shí)現(xiàn)。IPv6數(shù)據(jù)報格式對IPv4不向下兼容。
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