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      2. IPv6的概念及原理

        時間:2024-10-06 16:25:40 網絡技術 我要投稿
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        IPv6的概念及原理

          IPv6的使用,不僅能解決網絡地址資源數量的問題,而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙。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誕生的發展背景

          Internet協議的第4版(IPv4)為TCR/IP族和Internet提供了基本的通信機制。IP技術已經廣泛應用了10多年,互聯網的影響已經滲透到社會的各個方面,同時,互聯網的發展也成為國家信息化和現代化建設的重要部分,并產生了重大的經濟效益和社會效益。隨著Internet的指數增長,互聯網的體系結構由NSFNET核心網絡演變為由ISP(Internet Service,Provider互聯網絡提供商)運營的分散的體系結構。當前互聯網面臨的一個嚴峻問題是地址消耗嚴重,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、對網絡安全和多媒體應用的支持不夠,配置復雜,對移動性支持不好,很難開展端到端的業務等,這些問題已經成為制約互聯網發展的重要障礙,而IETF開發的IPv6下一代網絡徹底、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的源地址和目標地址都是128位的(16字節),幾乎可以不受限制地提供IP地址。128位可以表達超過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構,并更好地反映出現代Internet的拓撲結構,使尋址和路由層次的設計更具靈活性,允許使用多級的子網劃分和地址分配,涵蓋范圍從Internet骨干直到機構組織內部的各個子網,這些正是基于IPv4的Internet所缺乏的。即便是算上目前已為主機分配的所有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,就不再需要一些節約地址的技術,比如NAT轉換,這樣就可以全面建立端到端的連接了。

          (2)新的協議頭格式

          IPv6的協議頭采用一種新的格式,可最大程度地減少協議頭開銷。IPv6的報頭有一個基本包頭和多個擴展包頭構成,基本包頭具有40字節的固定長度,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發,因此固定的包頭長度有助于加快路由速度。為實現這個目標,IPv6包頭中字段的數量從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,這樣網絡中的中間路由器在處理這種簡化的IPv6協議頭時,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包頭的擴展包頭中。IPv6定義了多種擴展包頭,能提供對多種應用的強力支持,同時又為以后支持新的應用提供了可能。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。因此每臺主機或路由器都必須既實現IPv4,又實現IPv6協議,以便識別和處理兩種不同的協議頭。雖然新IPv6中的地址位數是IPv4地址位數的4倍,但是,新IPv6協議頭的長度僅是IPv4協議頭的2倍。

          (3)有效地、分級的尋址和路由結構

          與IPv4地址空間的劃分準則相似,IPv6地址空間也是基于地址中高位的值來進行劃分的。高位和它們的固定值稱為格式前綴(FP)。根據格式前綴位的多少劃分IPv6地址空間,目前已分配的有為網絡服務接入點(NSAP)、可集聚全球單播地址、鏈路本地單播地址、站點本地單播地址和多播地址,當前可被IPv6節點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本地地址組成。IPv6中的全球地址中的字段創建了一個3層的拓撲結構。

          IPv6使用全球地址的設計意圖是創建一個有效地、分層次的并且可以概括的路由結構,這種路由結構是基于當前存在的多級ISP體系而設計的。公共拓撲是提供接人服務的大大小小的ISP的集合。站點拓撲是一個機構站點的內部子網的集合。接口標識符惟一地標識了一個機構站點的內部子網上的一個接口。在采用IPv6的Internet中,骨干路由器具有更小的路由表,這種路由表對應著全球ISP的路由結構。

          (4)有狀態和無狀態的地址配置

          為簡化主機配置,IPv6既支持有狀態的地址配置(例如,在有DHCPv6服務器時的地址配置),也支持無狀態的地址配置(例如,在沒有DHCPv6服務器)。在無狀態的地址配置中,鏈路上的主機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,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行通信。鏈路本地地址在一秒鐘之內就能自動配置完成,因此同一鏈路上的節點的通信幾乎是立即進行的。相比之下,一個使用DHCP的IPv4主機則要等上整整1分鐘:先放棄DHCP的配置,然后自己配置一個IPv4地址。

          (5)內置的安全性

          IPv6協議支持IPSec,這就為網絡安全性提供了一種基于標準的解決方案,并且提高了不同IPv6實現方案之間的互操作性。IPSec由兩種不同類型的擴展頭和一個用于處理安全設置的協議所組成。驗證頭(AH)為整個IPv6數據包(除了在傳輸過程中IPv6頭必須改變的字段)提供了數據完整性、數據驗證和重放保護。封裝安全報文(ESP)的頭和尾也為ESP封裝報文提供了數據完整性、數據驗證、數據機密性和重放保護。在單播通信中用于處理IPSec的安全設置的協議通常是Internet密鑰交換協議(IKE)。

          (6)更好的支持Qos

          在多媒體應用日益廣泛的今天,因特網提供對多媒體的支持將有重大意義。多媒體的一般特點是帶寬要求高、持續時間長。為此引人流的概念簡化因特網對多媒體的處理。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行特殊處理。一般來說,路由器收到流中報文后,根據流標識符查找路由器中保存的流上下文,對流中的報文進行同樣的處理,加快了報文處理速度。IPv4補充了對流的處理,例如使用資源預留協議(RSVP)預留資源進行因特網上的音頻、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、傳輸控制協議(TCP)或用戶數據報協議(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,這不但違背了網絡分層的原則,而且加大了路由器的處理工作量。IPv6在設計之初就考慮了對流的支持。IP頭的格式里,有專門的20bit流標簽域。主機發送報文時,如果需要把報文放到流中傳輸,只需在流標簽里填人相應的流編號,否則在流標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,流中的后續報文都按上下文處理。由于通信流是在IPv6協議頭中標識的,因此,即使數據包有效載荷已經用IPSec和ESP進行了加密,仍然可以實現對Qos的支持。

          (7)用新協議處理鄰節點的交互

          IPv6中的鄰節點發現(Neighbor Discovery)協議是一系列的IPv6網絡控制報文協議(ICMPv6)報文,用來管理相鄰節點(在同一鏈路上的節點)的交互。鄰節點發現協議用更加有效地多播和單播鄰節點發現報文,取代了地址解析協議(ARP)(基于廣播的)、ICMPv4路由器發現,以及ICMPv4重定向報文。

          (8)可擴展性

          IPv6可以很方便地實現功能地擴展,這主要通過在IPv6協議頭之后添加新的擴展協議頭方式來實現。IPv4協議頭中的選項最多可以支持40個字節的選項,而IPv6擴展協議頭的長度只受到IPv6數據包長度的限制。

          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地址設計成較大尺寸,旨在進一步細分成反映現代Internet拓撲結構的分層路由域。使用128位地址空間,在設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,子網lD用于指定該站點內的一條鏈路,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塊的單個連續序列由雙冒號符號(::)表示。此符號只能在地址中出現一次。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制值,每個都表示IPv4地址的十進制值。

          6 IPv6地址類型

          (1)單播地址

          用于單個接口的標識符。發送到此地址的數據包被傳遞給標識的接口。通過高序位八位字節的值來將單播地址與多路廣播地址區分開來。多路廣播地址的高序列八位字節具有十六進制值FF。此八位字節的任何其他值都標識單播地址。

          發送到單播地址的數據包被傳輸到這個地址識別出的接口。

          (2)多播地址

          一組接口的標識符(通常屬于不同的節點)。發送到此地址的數據包被傳遞給該地址標識的所有接口。多路廣播地址類型代替IPv4廣播地址。

          發送到組播地址的數據包被傳輸到這個地址識別出的所有接口。

          (3)IPv6不帶有廣播地址

          IPv6使用“所有節點”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點之間,用于自動地址配置、鄰居發現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據包不轉發到其它鏈路

          (2)站點--本地(site local)

          這些地址用于單個站點并具有以下格式:FECO::SuhnetID:InterfaceID。站點-本地地址用于不需要全局前綴的站點內的尋址。

          帶有站點--本地源或目的地址的數據包不轉發到其它站點

          (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)。

          帶有全球地址的數據包可被轉發到全球網絡的任何部分。

          8 從iPv4到IPv6的過渡

          (1)雙協議棧技術

          雙協議棧技術是一個節點,既有IPv4棧又有IPv6棧,這種運行雙協議棧的節點就是IPv6/IPv4節點。

          當這種節點和IPv6節點進行通信時,它就像一個純IPv6節點,而當它與一個IPv4節點或者兼容IPv4的IPv6節點通信時,它就像一個純IPv4節點。

          (2)隧道技術

          隨著IPv6網絡的發展,將會出現許多局部的IPv6網絡,但是這些IPv6網絡要通過IPv4骨干網相連。要將這些孤立的IPv6局部網絡相互連通,就需要使用隧道技術。隧道技術是指用IPv4報文來封裝IPv6數據包,以使IPv6數據包可以穿越IPv4的網絡。

          9 IPv6在國土資源部的具體應用

          中科院IPv6網絡專線已經接人國土資源部信息中心機房,并已經安裝支持IPv6的路由器。

          下一步需按照相應的IP地址規劃完善網絡,開發不同的網絡應用,如:網站、DNS等服務。在豐富應用的基礎上做好網絡管理及安全管理工作。

          10 結語

          IPv6技術的發展已經比較成熟,但由于IPv4的不斷改進以及NAT技術的應用,緩和了IPv4地址匱乏及安全性差等問題。另外,IPv6在美國應用已經比 較廣泛,相信在國內的實際應用也會進一步增加。

          IPv6的概念及原理 篇2

          論文導讀:1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯網的靈魂,相比IPv4,IPv6具有以下新特性:報文格式的變化。2.IPV6的報文結構IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴展報頭組成的。

          關鍵詞:IPV6,報文,IPV4

          1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯網的靈魂,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據包;提供更好的安全性,實現IP級的安全;支持多種服務類型,并支持組播;支持自動地址配置,允許主機不更改地址實現異地漫游;允許新舊協議共存一段時間;支持可移動主機和網絡等具體要求等等。

          2.IPV6的報文結構IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴展報頭組成的。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,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容。在IPv6中,選項由擴展報頭定義。

          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。在IPv6中,報頭以64位為單位,且報頭的總長度是40字節。IPv6協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長度,即IPv6報頭后的包中包含的字節數。這意味著在計算凈荷長度時包含了IPv6擴展頭的長度。

          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議類型。與IPv6協議字段類似,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擴展頭的存在。

          3) 跳數限制。長度為8位。每當一個節點對包進行一次轉發之后,這個字段就會被減1。如果該字段達到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包的發送方和接收方地址。如果使用了選路擴展頭,其目的地址可以是其中某一個中間節點的地址而不必是最終地址。

          IPv6能在IP報頭上提供附加的頭。當到目的地的簡單路由不可能時,或者當需要特殊服務如認證時,擴展頭就是必要的。免費論文。IPv6定義了幾種擴展頭類型,每個擴展頭中的下一頭域標識下一個擴展頭:

          1) 逐跳選項頭(Hop-by-Hop Options)。此擴展頭必須緊隨在IPv6頭之后。它包含包所經路徑上的每個節點都必須檢查的選項數據。由于它需要每個中間路由器進行處理,逐跳選項只有在絕對必要的時候才會出現。

          2) 選路頭(Routing)。此擴展頭指明包在到達目的地途中將經過哪些節點。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。此地址對應的節點接收到該包之后,對IPv6頭和選路頭進行處理,并把包發送到選路頭列表中的第二個地址。如此繼續,直到包到達其最終目的地。

          3) 分段頭(Fragment)。此頭包含一個分段偏移值、一個“更多段”標志和一個標識符字段。用于源節點對長度超出源端和目的端路徑MTU的'包進行分段。

          4) 目的地選項頭(Destination Options)。此擴展頭代替了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位的整數倍。

          5) 身份驗證頭(AH)。免費論文。此擴展頭提供了一種機制,對IPv6頭、擴展頭和凈荷的某些部分進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加密,并為已獲得授權的目的節點提供足夠的解密信息。免費論文。

          3.IPV6的發展狀況目前因特網上的IP協議采用的是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月發布草案標準RFC2460之后,IPv6實際上已經相當成熟。但是IPv6在很長一段時間里藏在實驗實里得不到應用,全球只有少數幾個實驗網。事實上,IPv6技術的發展與IPv4資源分配狀況息息相關,因此也就決定了IPv6技術在世界各地發展的不平衡狀況。

          國外目前的研究正向實用化發展,領先的主要是歐洲、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。韓國信息通信部提出“下一代互聯網基礎規劃”,而且對IPv6技術的研究也得到歐盟政府的支持。在歐洲,互聯網方面落后于美國,但在移動通信方面卻領先于美國,所以歐洲發展IPv6的基本戰略是“先移動,后固定”,希望在IPv6方面掌握先機,政府和各大公司對IPv6的態度都比較積極。而美國因為得到了充裕的IPv4地址,所以在IPv6的研究上表現不是很積極。

          由于歷史的原因,中國在IPv4的發展中處于后進的狀態,在國際上發言權不多,導致在IP地址的供需上嚴重失衡。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類地址僅有數百個,A類地址一個都沒有。不言而喻,中國應該是全球最需要IP地址的國家之一。同時,中國作為一個互聯網和移動通信大國,勢必要在下一代互聯網標準和資源分配中力爭更大的發言權。IPv6作為核心基本技術,將帶動大量相關技術和服務的發展,提升中國信息通信產業的整體實力,為中國的信息產業帶來新的發展機遇。

          從國內來看,近年來,我國己經啟動了一系列和IPv6相關的計劃,如教育部的CERNET一IPv6試驗床;國家自然科學基金委員會的“中國高速互聯研究試驗網絡(NSFCNET)”和“網絡與信息安全”重大專項;國家“863”計劃“十五”期間的IPv6核心技術開發、IPv6綜合試驗環境、3Tnet重大專項;國家“973”計劃有關網絡、通信、信息安全以及人機和諧環境的相關課題;中國下一代互聯網交換中心DRAGONTAP以及CERNET2試驗網;中科院的“IPv6關鍵技術及城域示范網”和國家計委的“下一代互聯網中日IPv6合作項目”等。這些計劃己經取得部分成果,為我國下一代互聯網建設奠定了一定的基礎。2003年12月國家發展與改革委員會批準中國下一代互聯網建設項目,擬投資人民幣14億元,建設縱橫全國的純IPv6高速光纖網和30個IPv6主節點POP,以及300個接入網。2004年年底,一期工程完工。

          4.IPV6應用前景分析IPv6的廣泛部署依賴于未來因特網的良好發展。當然IPv6部署的最關鍵因素是應用。事實上,IPv6網絡從根本上不同于IPv4網絡,不僅可以是更大的網絡,而且連在網絡上的將是更便宜、更簡單、更小巧的設備,如手機、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協議,對于許多企業來說,IPv6目前可能還不是合適的商業機會,但是當機會到來的時候他們肯定要升級系統,政策上的引導將把IPv6推向應用的臨界點。

          IPv6的概念及原理 篇3

          近年來,關于IPv4地址行將枯竭的警鐘已經多次敲響,同時移動互聯網應用需求正與3G通信技術一起成為未來IP地址的需求大戶,隨著物聯網技術與應用的發展,加之三網融合等相關業務的進一步推進,人類對于IP地址的需求將成倍增長。隨著應用需求的日益迫近,已經發展了30多年的IPv4,其理論上43億的IP地址將在近兩年內徹底告急,IPv6攜其近乎于無限量的IP地址空間優勢,正日益得到全球各國的關注,2012年也成為中國關注和發展IPv6的一個新紀元,IPv6將是未來新一代互聯網發展的必由之路。互聯網發展過程中的IPv4與IPv6IPv4在30多年的互聯網發展歷史進程中發揮了重要作用,從技術與容量層面正走向發展的盡頭。

          IPv4(InternetProtocolversion4),是互聯網協議(InternetProtocol,IP)的第四版,也是第一個被廣泛使用,構成現今互聯網技術的基石的協議。IPv4可以運行在各種各樣的底層網絡上,比如端對端的串行數據鏈路(PPP協議和SLIP協議)、衛星鏈路等。瑟夫在二十世紀70年代創立了名為IPv4的32位地址,地址總容量43億個IP地址。1981年RFC791標準發布,IPv4正式進入互聯網應用的歷史進程。2000年以后,全球互聯網的快速發展,IPv4的IP地址開始了加速的消耗過程,這一歷史進程中,互聯網用戶數量與產業規模同時出現快速上升,而可供分配的IPv4地址數量也在急劇下降,2011年2月,隨著最后一批IP地址的分配完成,IPv4的IP地址已經全部分配完。IPv6(InternetProtocolversion6)的出現是歷史的必然,也是NGN發展工作的重心。早在1990年,就有專家指出,IPv4地址將要枯竭,而下一代互聯網IP協議技術開始提上議事日程。下一代互聯網是業界為了解決目前互聯網的地址瓶頸、質量和安全等問題而提出的未來發展的總體設想,盡管IPv6并不能概括下一代互聯網的全部,多年的發展過程中,已經形成了一個完整成熟的標準體系,而業界一般泛指的'下一代互聯網的核心內容即指IPv6。因而,從這種意義上講,下一代互聯網的工作重心其實就是要平穩有效地向IPv6過渡,在這一進程中,要盡可能地提升網絡可用、可控、可管、可擴、可信、安全服務等方面的能力。IPv4地址面臨枯竭IPv4地址數量有限,而且在全球的發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市場研究報告》中跟蹤了域名工具(DomainTools)的數據,數據表明,截至2012年3月底,全球246個國家與地區分配的IP地址數量為34.85億,距離理論上近43億的IP地址數量已經消耗殆盡,而且考慮到其在全球分布的不均衡性,IP地址枯竭的現象體現更為突出。全球IPv4地址在一些主要國家與地區的分布情況如下表所示。盡管中國擁有的IP地址數量排在美國之后居第二位,但是僅從互聯網網民數量來看,中國擁有全球四分之一的互聯網用戶,卻僅占有9.4%的IP地址數量,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,國際互聯網名稱和編號分配公司(ICANN)公布:最后一批IPv4地址當天分配已經完畢,IP地址總庫已經枯竭。IANA將最后5個A分配給五大區域地址分配機構(RIR),標志著全球IPv4地址總庫完全耗盡,IPv4地址資源時代已經結束。2011年4月,亞太互聯網絡信息中心(APNIC)宣布亞太地區IPv4地址也已經分配完畢,最后1個A只用于IPv6過渡。

          IPv4技術本身存在浪費資源與分配不均等問題導致其地址資源更為緊缺。專家指出,從IPv4的技術本身來看,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,比如美國一些大學和公司占用了大量的IP地址,造了明顯的閑置。國際電信聯盟副秘書長趙厚麟曾經表示,美國人口只有3億,但掌握的IP地址接近全球總數的40%,其中,大部分一直閑置。本來已經總體緊張的IPv4地址,在區域配置極不均衡的情況下,更顯緊缺。

          同時,移動互聯網、物聯網、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,使得移動互聯網等新型移動應用具備了在多方支持下大力發展的基礎,移動互聯網市場正加速啟動,從移動互聯網網民的數據量來看,其增長勢頭更是遠勝過傳統互聯網,在傳統互聯網寬帶化拓展的同時,移動互聯網對于IP地址的需求將日益釋放出來,將提出數十億的IP地址的潛在需求。物聯網作為近幾年快速啟動和發展的戰略新興產業已經得到了全球各國與地區的重視與發展,考慮到云計算的支撐,物聯網的發展對于IP地址的需求將加倍增長。以我國為例,目前我國分配的IPv4地址數量不足3.3億個,CNNIC的數據顯示,我國2011年底已經有5.13億網民,手機網民達3.56億,網民數量正加速增長。而如果按照未來5年發展100億物聯網用戶、5億固定寬帶、10億移動互聯網用戶來計算,CATR(工業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。這個數字就已經是現有分配的IPv4地址數量的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,網絡連接的速度也將受到限制,同時費用有可能升,網絡安全與服務質量面臨下降。因而,解決IPv4地址枯竭的問題已經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作為技術種子之一,將會促進全球互聯網的發展。對于缺少IP地址的中國來說,尤其如此。全球IPV6發展正日益加速與IPv4相比,IPv6最重要的一點在于解決了IP地址有限的數量問題,由于地址長度擴展為128位地址,足已滿足任何可預計的地址空間分配(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的優勢表現在多個方面,其中至少表現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位增加為現在的128位,解決了地址空間匱乏的危機IPv6地址的自動配置-完成了“即插即用”功能,減少了網絡管理的復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絡結構,提高了路由效率等優勢正是由于IPv6的優勢特征,近年來在全球主要國家與地區都得到了快速的發展。截至目前,世界主要國家已經推出了IPv6發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的標準化進程有明顯的加快,具有IPv6技術的網絡設備和網絡終端,以及相關的硬件平臺的推出也加快了步伐,基于IPv6的業務應用也開始得到大力推進。截至2011年底,全球IPv6支持資源數量開始加速增長。

          從2011年開始,IPv6在全球支持的IPv6網站增長19倍,部署進入了提速階段。2011年底,全球獲取IPv6認證ISP的(網絡服務提供商)已經達到131家,網站達到1414個。全球315個頂級域名服務器中有267個支持IPv6。截至2012年3月,我國IPv6地址量已經比2011年初增加了23倍以上,上升到全球第四位,擁有的IPv6地址數量達到了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

          不管在技術仍是在發展速度上,互聯網取得的巨大勝利是不爭的事實。但是跟著挪動通訊以及互聯網技術的突飛猛進,全世界互聯網用戶數迅速增長。在“二00四全世界IPv六高峰論壇”上,許多業內知名專家都對于中國的IPv六發展提出了建議,專家普遍認為,中國將成為全世界IPv六發展的動力。

          互聯網在前進的道路上面臨著有限的地址空間將被耗盡的危機。在本次IPv六峰會上清華大學教授李星說:“中國有三.二億的學生,如果每一個學生需要一0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網發展的瓶頸。”

          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代互聯網的地址容量,中科院計算所李虔誠指出,IP網中實時業務開放,尤其是實時對于稱業務的永久“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六給運營商帶來挑戰

          以IPv六為基礎的下1代互聯網是互聯網發展的必然趨勢,并將成為挪動數據業務發展的首要基礎。從商業意義上來講,挪動通訊行業多是最先以及最大的受益方之1。挪動IPv六比挪動IPv四有良多優勢,它的`設計吸取了挪動IPv四發展的經驗,同時結合了IPv六的許多新特性。挪動IPv六能夠通過簡單的擴大,知足大范圍挪動用戶的需求并能在全世界規模內解決有關網絡以及走訪技術之間的挪動性問題。

          面對于新技術的挑戰,中國運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網試驗網,在二000年底又建設了挪動互聯網骨干網,并前后進行了各省挪動互聯網的建設。在整個建設進程中,IP地址資源的不足嚴重影響了網絡的計劃、建設及業務展開,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網絡,用戶容量四0萬,GPRS業務“永久在線”的特色致使中國挪動對于IP地址需求的進1步增添。中國挪動在未來將會把世界上最大的GSM網演進為世界上最大的WCDMA網絡。

          同時中國聯通也1直對于下1代互聯網的發展10分關注,并有針對于性地部署了下1代互聯網的發展戰略。中國聯通總工程師張范表示中國聯通的未來網絡的戰略目標就是在實踐以及試探中進行網絡穩步過渡的鉆研,爭奪在挪動網上具備對于IPv六的全面支撐以及業務開放能力,從而實現大范圍的網絡平滑過渡。

          此外挪動IPv六作為新的網絡基礎技術,從標準到研發到部署以及利用的進程中,還有良多細節沒有經由驗證,對于于運營商來講,將面臨著來自多方面的挑戰。“發展不止,普及難行”曾經經是業內人士用來描寫IPv六利用發展的1句話。IPv六這1正處于發展階段的新興技術,在其不斷完美的同時,因為利用范圍還未構成,也沒有“殺手級”利用的推進,其推行施行依舊是運營商的心頭之痛。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六網絡的大范圍商歷時間維持理性態度。

          因而,在對于當前技術、市場需求了解和對于IPv六、三G等技術發展趨勢深入掌控的基礎上,中國的運營商需要在建設IPv六商用網以前,累積足夠的IPv六網絡建設以及運營經驗,以便為建設基于IPv六的三G網絡以及順利地將現有的挪動互聯網向IPv六遷移做好籌備。

          3、中國是IPv六的強大推進力

          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代互聯網主干網———CERNET二實驗網正式開通,宣布了中國下1代互聯網建設的全面啟動。CERNET二是中國下1代互聯網示范工程CNGI最大的核心網以及獨一的全國性學術網。它是目前世界上范圍最大的采取純IPv六技術的下1代互聯網主干網。CNGI項目第1個核心網的建成,標志著中國IPv六在發展中翻開了新的1頁。CNGI將使中國成為全世界IPv六發展的引擎,并引起中國下1代互聯網產業的全面開展,對于于我國及世界互聯網產業格局及發展走向將發生深遠的影響。

          作為“互聯網之父”的網絡前驅、互聯網域名以及地址分配組織(ICANN)主席Vinton Cerf認為,盡管互聯網裝備的數量增長無比迅速,但實際上仍有良多人沒能使用互聯網,他但愿互聯網能夠更安全、更便宜地讓更多的人使用,他指出商業企業應該在互聯網的拓展方面施展首要作用,讓更多的人享受更豐厚的互聯網利用。實際上,下1代互聯網協定IPv六所擁有的更安全、更經濟、可承載多種業務等諸多優勢剛好與它的這些但愿與假想不約而同,作為傳統互聯網的前驅,Cerf先生也寄但愿于IPv六實現更多的夢想,這些夢想的體現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”,這充沛說明了中國在IPv六產業化過程中的引領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,網絡技術對于整個國家的經濟推進力是很大的,在中國應當讓更多的人使用互聯網。如果IPv六帶給咱們以及IPV四相似的服務以及利用的話,那末開發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展IPv六要依賴兩個方向:技術是不是成熟,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略高度,詮釋中國發展IPv六及下1代網絡的總體思路以及策略。對于此,鄔院士精辟地指出:“在三G、IPv六這樣的新技術上,中國與其他國家在1條起跑線上,國外沒有勝利的經驗,需要咱們去探索。咱們應當從立異的角度發展,開發屬于我國知識產權的IPv六技術。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展前景,相信在二00八年奧運會到來時,咱們有足夠的互聯網地址來支持眾多的PC裝備以及挪動終端上網。IP地址將再也不成為中國甚至全世界互聯網以及通訊行業發展的瓶頸。

          IPv6的概念及原理 篇5

          【摘要】隨著我國現代信息技術的快速發展,IPv6協議在現代網絡工程中有著一定程度的運用。IPv4是大多數網絡用戶的選擇,因其具有簡單、高效等特性。但是,隨著互聯網絡的發展,IPv4不能滿足用戶更多需求,促進IPv6的發展進程,不僅增強安全保障機制,而且功能更加多樣化。可見,IPv6協議具有應用優勢。本文主要對IPv6協議的主要技術和其配置實現進行分析,并提出IPv6協議在現代網絡工程中的具體運用實踐。

          【關鍵詞】IPv6協議;現代網絡工程;運用

          IPv6是IP協議的新版本,應用于現代網絡工程中,能夠為通信網絡提供良好的數據傳輸服務。IPv6在現代網絡工程中的運用,具有一定的優勢,如擴大空間、提高數據傳輸質量與安全性能等。IPv6能夠推動現代網絡工程行業的可持續發展進程,為我國跨越式發展提供機遇,同時有利于促進國家經濟增長和科學技術水平提高。由于IPv6屬于最新版本,因而加強對其在網絡信息中應用問題的研究至關重要,有利于充分發揮其應用作用。

          1IPv6協議的主要技術

          IPv6協議是在IPv4的基礎上而設計的,具有獨特的優勢,應用于各產業中,可增強產業經濟效益。從IPv4至IPv6協議發展中,需要經歷協議過渡,但其過渡歷程較為復雜,且演變時間較為漫長,要求相關技術人員針對IPv6協議對網絡環境進行有效部署。首先,確保IPv6協議的平滑過渡;二是IPv6協議部署規模加大,能夠進一步豐富業務;三是IPv6協議占據主導地位,能夠在全球范圍內有著一定的覆蓋率,其應用逐漸深入人心。其次,IPv4和IPv6協議之間具有互聯技術,即隧道技術,承擔著重要的承載傳輸功能。在IPv4數據包接收過程中,可在隧道入口對相關信息內容進行更改,抵達隧道出口時,則滿足IPv6協議的目的網絡需求。在此過程中,IPv4網絡可將多個散落IPv6孤島網絡之間建立有效的.溝通與聯系,為實現協議過渡創造有利條件。其互聯技術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。在NAT-PT原理的作用下,可將IPv6地址與IPv4地址的單一方向轉換。在轉換中,IPv6-only節點和IPv4-only節點建立連接,而NAT-PT服務器可實現網絡架構功能,實現IPv6與IPv4的互通。

          2IPv6協議配置的實現

          (1)在配置雙棧路由器時,將IPv4與IPv6之間建立必要的通信聯系,為更好配置終端創造有利條件。

          (2)對IPv6overIPv4隧道進行配置,一是保持網絡連通;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,實現網絡傳輸。

          (3)對雙棧設備的靜態地址加以合理配置。在配置過程中,可以從兩方面著手:一方面,利用EUI-64格式進行配置,為IPv6協議設定前綴,使其充分發揮其功能;另一方面,在接口處進行MUT的配置。通過對IPv6協議各節點的有效配置,能夠確保配置合理性,不僅有助于推進IPv4向IPv6的過渡進程,而且為其在現代網絡工程中有效運用創造良好條件。對此,IPv6協議配置的實現,具有重要的現實意義。

          3IPv6協議在現代網絡工程中的運用

          3.1運用于智能終端應用中

          近年來,智能終端發展速度較快,受到社會公眾的喜愛。如安卓等智能個人終端系統平臺,運用IPv6協議后,具有聯網功能,其發展規模逐漸擴大。IPv6在智能終端中的應用,以安卓等系統平臺為技術依托,家用網關是多個智能終端與IPv6協議的保障,將IPv6與NGN網絡融合后,實現IPv6的應用。要確保其合理運行,必須將多種細小設備網絡加以協調配置,以充分發揮其重大功能。

          3.2運用于在線游戲產業中

          3G終端、IPv6技術是在線游戲產業發展中的重要支持技術,只有加強對該技術運用問題的研究,才能從根本上推動在線游戲產業的快速發展,提高國家經濟實力[3]。IPv6是在線游戲實現的基礎,因而游戲開發和設計人員在工作中,需要與IPv6協議系統建立聯系,在互聯網技術的支持下,使在線游戲得以在IPv6協議應用基礎上實現。

          3.3運用于移動終端中

          IPv6協議在移動終端中有運用。隨著IPv6協議的快速發展,具有不可替代的優勢作用,應用于現代網絡工程中,能夠為企業帶來經濟效益。在現代網絡工程行業的發展中,3G網絡將逐漸向著IP網絡趨勢發展。在IPv6協議的應用中,終端設備要接入互聯網,需要由2個IP而實現,即可滿足移動網絡的需求。IPv6主要有本地網絡靜態地址和終端IPv6地址,以本地網絡為靜態IP,在接入點處分配終端IPv6地址,可以滿足漫游需求,完成其應用。

          3.4運用于Wi-Fi網絡中

          Wi-Fi網絡具有廉價、無線接入等優勢特點,能夠滿足人們24小時在線的愿望。但是,由于現代網絡用戶的逐漸增多,使管理系統人員需面臨著成千上萬的接入點,不僅增加工作人員工作難度,而且帶來不必要的麻煩。但是,將IPv6協議運用其中,互聯網與用戶之間可通過IPv6協議建立聯系,實現自動管理和配置,能夠滿足Wi-Fi的基本需求。但是,就目前現代網絡工程發展來看,IPv6協議在全部企業、事業機關單位等的應用規模仍然較小,其擴展空間較大。

          4結論

          在信息網絡時代背景下,IP協議發揮著重要作用。V6是IP協議的最新版本,目前在現代網絡工程中的應用范圍具有局限性,但其應用類型較為多樣化,主要包括智能終端、在線游戲產業、移動終端、Wi-Fi網絡等方面。加強對IPv6協議運用問題的研究,能夠為相關人員提出重要依據,有利于帶動我國信息網絡技術的健康可持續發展。

          IPv6的概念及原理 篇6

          IPv6地址

          (1)IPv6地址表示

          ①基本表示方法:IPv6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,每個位段被轉換為一個4位的十六進制數,并用冒號隔開,這種表示法稱為冒號十六進制表示法。例如,將用二進制格式表示的一個IPv6地址按每l6位劃分成8個位段。

          0011001111000001000000000000000000000000000000000010111100111011

          0000001010101010000000000000111111111110010000111001110001011010

          轉換成8組十六進制數后,每組之間用冒號隔開,則表示為:

          33C1:O000:OO00:2F3B:02AA:O00F:FE43:9C5A

          ②零壓縮法:在有多個0出現時,用一個0表示,這種方法稱為零壓縮法。“33C1:0000:0000:2F3B:02AA:000F:FE43:9C5A”進行壓縮后表示為:

          33C1:0:O:2F3B:2AA:F:FE43:9C5A如果幾個連續位段的值都為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

          ③IPv6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路由或子網標識。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。

          ①單播地址:標識IPv6網絡的一個區域中單個網絡接口中。

          ②組播地址:也稱多播地址,表示一組網絡接口,發送到該地址的數據報會被送到該地址標識的所有網絡接口。

          ③任播地址:也稱泛播地址,表示一組網絡接口中,發送該地址的數據報會被送到由該地址標識的所有網絡接口的'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數據報

          IPv6采用了新的協議頭格式,IPv6數據報由一個IPv6基本頭、多個擴展頭和一個高層協議數據單元組成,基本頭采用固定的40字節長度,一些可選的內容放在擴展頭部分實現。IPv6數據報格式對IPv4不向下兼容。

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            IPv6的概念及原理

              IPv6的使用,不僅能解決網絡地址資源數量的問題,而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙。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誕生的發展背景

              Internet協議的第4版(IPv4)為TCR/IP族和Internet提供了基本的通信機制。IP技術已經廣泛應用了10多年,互聯網的影響已經滲透到社會的各個方面,同時,互聯網的發展也成為國家信息化和現代化建設的重要部分,并產生了重大的經濟效益和社會效益。隨著Internet的指數增長,互聯網的體系結構由NSFNET核心網絡演變為由ISP(Internet Service,Provider互聯網絡提供商)運營的分散的體系結構。當前互聯網面臨的一個嚴峻問題是地址消耗嚴重,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、對網絡安全和多媒體應用的支持不夠,配置復雜,對移動性支持不好,很難開展端到端的業務等,這些問題已經成為制約互聯網發展的重要障礙,而IETF開發的IPv6下一代網絡徹底、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的源地址和目標地址都是128位的(16字節),幾乎可以不受限制地提供IP地址。128位可以表達超過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構,并更好地反映出現代Internet的拓撲結構,使尋址和路由層次的設計更具靈活性,允許使用多級的子網劃分和地址分配,涵蓋范圍從Internet骨干直到機構組織內部的各個子網,這些正是基于IPv4的Internet所缺乏的。即便是算上目前已為主機分配的所有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,就不再需要一些節約地址的技術,比如NAT轉換,這樣就可以全面建立端到端的連接了。

              (2)新的協議頭格式

              IPv6的協議頭采用一種新的格式,可最大程度地減少協議頭開銷。IPv6的報頭有一個基本包頭和多個擴展包頭構成,基本包頭具有40字節的固定長度,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發,因此固定的包頭長度有助于加快路由速度。為實現這個目標,IPv6包頭中字段的數量從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,這樣網絡中的中間路由器在處理這種簡化的IPv6協議頭時,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包頭的擴展包頭中。IPv6定義了多種擴展包頭,能提供對多種應用的強力支持,同時又為以后支持新的應用提供了可能。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。因此每臺主機或路由器都必須既實現IPv4,又實現IPv6協議,以便識別和處理兩種不同的協議頭。雖然新IPv6中的地址位數是IPv4地址位數的4倍,但是,新IPv6協議頭的長度僅是IPv4協議頭的2倍。

              (3)有效地、分級的尋址和路由結構

              與IPv4地址空間的劃分準則相似,IPv6地址空間也是基于地址中高位的值來進行劃分的。高位和它們的固定值稱為格式前綴(FP)。根據格式前綴位的多少劃分IPv6地址空間,目前已分配的有為網絡服務接入點(NSAP)、可集聚全球單播地址、鏈路本地單播地址、站點本地單播地址和多播地址,當前可被IPv6節點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本地地址組成。IPv6中的全球地址中的字段創建了一個3層的拓撲結構。

              IPv6使用全球地址的設計意圖是創建一個有效地、分層次的并且可以概括的路由結構,這種路由結構是基于當前存在的多級ISP體系而設計的。公共拓撲是提供接人服務的大大小小的ISP的集合。站點拓撲是一個機構站點的內部子網的集合。接口標識符惟一地標識了一個機構站點的內部子網上的一個接口。在采用IPv6的Internet中,骨干路由器具有更小的路由表,這種路由表對應著全球ISP的路由結構。

              (4)有狀態和無狀態的地址配置

              為簡化主機配置,IPv6既支持有狀態的地址配置(例如,在有DHCPv6服務器時的地址配置),也支持無狀態的地址配置(例如,在沒有DHCPv6服務器)。在無狀態的地址配置中,鏈路上的主機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,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行通信。鏈路本地地址在一秒鐘之內就能自動配置完成,因此同一鏈路上的節點的通信幾乎是立即進行的。相比之下,一個使用DHCP的IPv4主機則要等上整整1分鐘:先放棄DHCP的配置,然后自己配置一個IPv4地址。

              (5)內置的安全性

              IPv6協議支持IPSec,這就為網絡安全性提供了一種基于標準的解決方案,并且提高了不同IPv6實現方案之間的互操作性。IPSec由兩種不同類型的擴展頭和一個用于處理安全設置的協議所組成。驗證頭(AH)為整個IPv6數據包(除了在傳輸過程中IPv6頭必須改變的字段)提供了數據完整性、數據驗證和重放保護。封裝安全報文(ESP)的頭和尾也為ESP封裝報文提供了數據完整性、數據驗證、數據機密性和重放保護。在單播通信中用于處理IPSec的安全設置的協議通常是Internet密鑰交換協議(IKE)。

              (6)更好的支持Qos

              在多媒體應用日益廣泛的今天,因特網提供對多媒體的支持將有重大意義。多媒體的一般特點是帶寬要求高、持續時間長。為此引人流的概念簡化因特網對多媒體的處理。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行特殊處理。一般來說,路由器收到流中報文后,根據流標識符查找路由器中保存的流上下文,對流中的報文進行同樣的處理,加快了報文處理速度。IPv4補充了對流的處理,例如使用資源預留協議(RSVP)預留資源進行因特網上的音頻、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、傳輸控制協議(TCP)或用戶數據報協議(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,這不但違背了網絡分層的原則,而且加大了路由器的處理工作量。IPv6在設計之初就考慮了對流的支持。IP頭的格式里,有專門的20bit流標簽域。主機發送報文時,如果需要把報文放到流中傳輸,只需在流標簽里填人相應的流編號,否則在流標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,流中的后續報文都按上下文處理。由于通信流是在IPv6協議頭中標識的,因此,即使數據包有效載荷已經用IPSec和ESP進行了加密,仍然可以實現對Qos的支持。

              (7)用新協議處理鄰節點的交互

              IPv6中的鄰節點發現(Neighbor Discovery)協議是一系列的IPv6網絡控制報文協議(ICMPv6)報文,用來管理相鄰節點(在同一鏈路上的節點)的交互。鄰節點發現協議用更加有效地多播和單播鄰節點發現報文,取代了地址解析協議(ARP)(基于廣播的)、ICMPv4路由器發現,以及ICMPv4重定向報文。

              (8)可擴展性

              IPv6可以很方便地實現功能地擴展,這主要通過在IPv6協議頭之后添加新的擴展協議頭方式來實現。IPv4協議頭中的選項最多可以支持40個字節的選項,而IPv6擴展協議頭的長度只受到IPv6數據包長度的限制。

              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地址設計成較大尺寸,旨在進一步細分成反映現代Internet拓撲結構的分層路由域。使用128位地址空間,在設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,子網lD用于指定該站點內的一條鏈路,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塊的單個連續序列由雙冒號符號(::)表示。此符號只能在地址中出現一次。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制值,每個都表示IPv4地址的十進制值。

              6 IPv6地址類型

              (1)單播地址

              用于單個接口的標識符。發送到此地址的數據包被傳遞給標識的接口。通過高序位八位字節的值來將單播地址與多路廣播地址區分開來。多路廣播地址的高序列八位字節具有十六進制值FF。此八位字節的任何其他值都標識單播地址。

              發送到單播地址的數據包被傳輸到這個地址識別出的接口。

              (2)多播地址

              一組接口的標識符(通常屬于不同的節點)。發送到此地址的數據包被傳遞給該地址標識的所有接口。多路廣播地址類型代替IPv4廣播地址。

              發送到組播地址的數據包被傳輸到這個地址識別出的所有接口。

              (3)IPv6不帶有廣播地址

              IPv6使用“所有節點”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點之間,用于自動地址配置、鄰居發現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據包不轉發到其它鏈路

              (2)站點--本地(site local)

              這些地址用于單個站點并具有以下格式:FECO::SuhnetID:InterfaceID。站點-本地地址用于不需要全局前綴的站點內的尋址。

              帶有站點--本地源或目的地址的數據包不轉發到其它站點

              (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)。

              帶有全球地址的數據包可被轉發到全球網絡的任何部分。

              8 從iPv4到IPv6的過渡

              (1)雙協議棧技術

              雙協議棧技術是一個節點,既有IPv4棧又有IPv6棧,這種運行雙協議棧的節點就是IPv6/IPv4節點。

              當這種節點和IPv6節點進行通信時,它就像一個純IPv6節點,而當它與一個IPv4節點或者兼容IPv4的IPv6節點通信時,它就像一個純IPv4節點。

              (2)隧道技術

              隨著IPv6網絡的發展,將會出現許多局部的IPv6網絡,但是這些IPv6網絡要通過IPv4骨干網相連。要將這些孤立的IPv6局部網絡相互連通,就需要使用隧道技術。隧道技術是指用IPv4報文來封裝IPv6數據包,以使IPv6數據包可以穿越IPv4的網絡。

              9 IPv6在國土資源部的具體應用

              中科院IPv6網絡專線已經接人國土資源部信息中心機房,并已經安裝支持IPv6的路由器。

              下一步需按照相應的IP地址規劃完善網絡,開發不同的網絡應用,如:網站、DNS等服務。在豐富應用的基礎上做好網絡管理及安全管理工作。

              10 結語

              IPv6技術的發展已經比較成熟,但由于IPv4的不斷改進以及NAT技術的應用,緩和了IPv4地址匱乏及安全性差等問題。另外,IPv6在美國應用已經比 較廣泛,相信在國內的實際應用也會進一步增加。

              IPv6的概念及原理 篇2

              論文導讀:1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯網的靈魂,相比IPv4,IPv6具有以下新特性:報文格式的變化。2.IPV6的報文結構IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴展報頭組成的。

              關鍵詞:IPV6,報文,IPV4

              1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯網的靈魂,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據包;提供更好的安全性,實現IP級的安全;支持多種服務類型,并支持組播;支持自動地址配置,允許主機不更改地址實現異地漫游;允許新舊協議共存一段時間;支持可移動主機和網絡等具體要求等等。

              2.IPV6的報文結構IPv6報頭是由IPv6基本報頭和擴展報頭組成的。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,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容。在IPv6中,選項由擴展報頭定義。

              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。在IPv6中,報頭以64位為單位,且報頭的總長度是40字節。IPv6協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長度,即IPv6報頭后的包中包含的字節數。這意味著在計算凈荷長度時包含了IPv6擴展頭的長度。

              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議類型。與IPv6協議字段類似,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擴展頭的存在。

              3) 跳數限制。長度為8位。每當一個節點對包進行一次轉發之后,這個字段就會被減1。如果該字段達到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包的發送方和接收方地址。如果使用了選路擴展頭,其目的地址可以是其中某一個中間節點的地址而不必是最終地址。

              IPv6能在IP報頭上提供附加的頭。當到目的地的簡單路由不可能時,或者當需要特殊服務如認證時,擴展頭就是必要的。免費論文。IPv6定義了幾種擴展頭類型,每個擴展頭中的下一頭域標識下一個擴展頭:

              1) 逐跳選項頭(Hop-by-Hop Options)。此擴展頭必須緊隨在IPv6頭之后。它包含包所經路徑上的每個節點都必須檢查的選項數據。由于它需要每個中間路由器進行處理,逐跳選項只有在絕對必要的時候才會出現。

              2) 選路頭(Routing)。此擴展頭指明包在到達目的地途中將經過哪些節點。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。此地址對應的節點接收到該包之后,對IPv6頭和選路頭進行處理,并把包發送到選路頭列表中的第二個地址。如此繼續,直到包到達其最終目的地。

              3) 分段頭(Fragment)。此頭包含一個分段偏移值、一個“更多段”標志和一個標識符字段。用于源節點對長度超出源端和目的端路徑MTU的'包進行分段。

              4) 目的地選項頭(Destination Options)。此擴展頭代替了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位的整數倍。

              5) 身份驗證頭(AH)。免費論文。此擴展頭提供了一種機制,對IPv6頭、擴展頭和凈荷的某些部分進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加密,并為已獲得授權的目的節點提供足夠的解密信息。免費論文。

              3.IPV6的發展狀況目前因特網上的IP協議采用的是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月發布草案標準RFC2460之后,IPv6實際上已經相當成熟。但是IPv6在很長一段時間里藏在實驗實里得不到應用,全球只有少數幾個實驗網。事實上,IPv6技術的發展與IPv4資源分配狀況息息相關,因此也就決定了IPv6技術在世界各地發展的不平衡狀況。

              國外目前的研究正向實用化發展,領先的主要是歐洲、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。韓國信息通信部提出“下一代互聯網基礎規劃”,而且對IPv6技術的研究也得到歐盟政府的支持。在歐洲,互聯網方面落后于美國,但在移動通信方面卻領先于美國,所以歐洲發展IPv6的基本戰略是“先移動,后固定”,希望在IPv6方面掌握先機,政府和各大公司對IPv6的態度都比較積極。而美國因為得到了充裕的IPv4地址,所以在IPv6的研究上表現不是很積極。

              由于歷史的原因,中國在IPv4的發展中處于后進的狀態,在國際上發言權不多,導致在IP地址的供需上嚴重失衡。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類地址僅有數百個,A類地址一個都沒有。不言而喻,中國應該是全球最需要IP地址的國家之一。同時,中國作為一個互聯網和移動通信大國,勢必要在下一代互聯網標準和資源分配中力爭更大的發言權。IPv6作為核心基本技術,將帶動大量相關技術和服務的發展,提升中國信息通信產業的整體實力,為中國的信息產業帶來新的發展機遇。

              從國內來看,近年來,我國己經啟動了一系列和IPv6相關的計劃,如教育部的CERNET一IPv6試驗床;國家自然科學基金委員會的“中國高速互聯研究試驗網絡(NSFCNET)”和“網絡與信息安全”重大專項;國家“863”計劃“十五”期間的IPv6核心技術開發、IPv6綜合試驗環境、3Tnet重大專項;國家“973”計劃有關網絡、通信、信息安全以及人機和諧環境的相關課題;中國下一代互聯網交換中心DRAGONTAP以及CERNET2試驗網;中科院的“IPv6關鍵技術及城域示范網”和國家計委的“下一代互聯網中日IPv6合作項目”等。這些計劃己經取得部分成果,為我國下一代互聯網建設奠定了一定的基礎。2003年12月國家發展與改革委員會批準中國下一代互聯網建設項目,擬投資人民幣14億元,建設縱橫全國的純IPv6高速光纖網和30個IPv6主節點POP,以及300個接入網。2004年年底,一期工程完工。

              4.IPV6應用前景分析IPv6的廣泛部署依賴于未來因特網的良好發展。當然IPv6部署的最關鍵因素是應用。事實上,IPv6網絡從根本上不同于IPv4網絡,不僅可以是更大的網絡,而且連在網絡上的將是更便宜、更簡單、更小巧的設備,如手機、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協議,對于許多企業來說,IPv6目前可能還不是合適的商業機會,但是當機會到來的時候他們肯定要升級系統,政策上的引導將把IPv6推向應用的臨界點。

              IPv6的概念及原理 篇3

              近年來,關于IPv4地址行將枯竭的警鐘已經多次敲響,同時移動互聯網應用需求正與3G通信技術一起成為未來IP地址的需求大戶,隨著物聯網技術與應用的發展,加之三網融合等相關業務的進一步推進,人類對于IP地址的需求將成倍增長。隨著應用需求的日益迫近,已經發展了30多年的IPv4,其理論上43億的IP地址將在近兩年內徹底告急,IPv6攜其近乎于無限量的IP地址空間優勢,正日益得到全球各國的關注,2012年也成為中國關注和發展IPv6的一個新紀元,IPv6將是未來新一代互聯網發展的必由之路。互聯網發展過程中的IPv4與IPv6IPv4在30多年的互聯網發展歷史進程中發揮了重要作用,從技術與容量層面正走向發展的盡頭。

              IPv4(InternetProtocolversion4),是互聯網協議(InternetProtocol,IP)的第四版,也是第一個被廣泛使用,構成現今互聯網技術的基石的協議。IPv4可以運行在各種各樣的底層網絡上,比如端對端的串行數據鏈路(PPP協議和SLIP協議)、衛星鏈路等。瑟夫在二十世紀70年代創立了名為IPv4的32位地址,地址總容量43億個IP地址。1981年RFC791標準發布,IPv4正式進入互聯網應用的歷史進程。2000年以后,全球互聯網的快速發展,IPv4的IP地址開始了加速的消耗過程,這一歷史進程中,互聯網用戶數量與產業規模同時出現快速上升,而可供分配的IPv4地址數量也在急劇下降,2011年2月,隨著最后一批IP地址的分配完成,IPv4的IP地址已經全部分配完。IPv6(InternetProtocolversion6)的出現是歷史的必然,也是NGN發展工作的重心。早在1990年,就有專家指出,IPv4地址將要枯竭,而下一代互聯網IP協議技術開始提上議事日程。下一代互聯網是業界為了解決目前互聯網的地址瓶頸、質量和安全等問題而提出的未來發展的總體設想,盡管IPv6并不能概括下一代互聯網的全部,多年的發展過程中,已經形成了一個完整成熟的標準體系,而業界一般泛指的'下一代互聯網的核心內容即指IPv6。因而,從這種意義上講,下一代互聯網的工作重心其實就是要平穩有效地向IPv6過渡,在這一進程中,要盡可能地提升網絡可用、可控、可管、可擴、可信、安全服務等方面的能力。IPv4地址面臨枯竭IPv4地址數量有限,而且在全球的發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市場研究報告》中跟蹤了域名工具(DomainTools)的數據,數據表明,截至2012年3月底,全球246個國家與地區分配的IP地址數量為34.85億,距離理論上近43億的IP地址數量已經消耗殆盡,而且考慮到其在全球分布的不均衡性,IP地址枯竭的現象體現更為突出。全球IPv4地址在一些主要國家與地區的分布情況如下表所示。盡管中國擁有的IP地址數量排在美國之后居第二位,但是僅從互聯網網民數量來看,中國擁有全球四分之一的互聯網用戶,卻僅占有9.4%的IP地址數量,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,國際互聯網名稱和編號分配公司(ICANN)公布:最后一批IPv4地址當天分配已經完畢,IP地址總庫已經枯竭。IANA將最后5個A分配給五大區域地址分配機構(RIR),標志著全球IPv4地址總庫完全耗盡,IPv4地址資源時代已經結束。2011年4月,亞太互聯網絡信息中心(APNIC)宣布亞太地區IPv4地址也已經分配完畢,最后1個A只用于IPv6過渡。

              IPv4技術本身存在浪費資源與分配不均等問題導致其地址資源更為緊缺。專家指出,從IPv4的技術本身來看,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,比如美國一些大學和公司占用了大量的IP地址,造了明顯的閑置。國際電信聯盟副秘書長趙厚麟曾經表示,美國人口只有3億,但掌握的IP地址接近全球總數的40%,其中,大部分一直閑置。本來已經總體緊張的IPv4地址,在區域配置極不均衡的情況下,更顯緊缺。

              同時,移動互聯網、物聯網、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,使得移動互聯網等新型移動應用具備了在多方支持下大力發展的基礎,移動互聯網市場正加速啟動,從移動互聯網網民的數據量來看,其增長勢頭更是遠勝過傳統互聯網,在傳統互聯網寬帶化拓展的同時,移動互聯網對于IP地址的需求將日益釋放出來,將提出數十億的IP地址的潛在需求。物聯網作為近幾年快速啟動和發展的戰略新興產業已經得到了全球各國與地區的重視與發展,考慮到云計算的支撐,物聯網的發展對于IP地址的需求將加倍增長。以我國為例,目前我國分配的IPv4地址數量不足3.3億個,CNNIC的數據顯示,我國2011年底已經有5.13億網民,手機網民達3.56億,網民數量正加速增長。而如果按照未來5年發展100億物聯網用戶、5億固定寬帶、10億移動互聯網用戶來計算,CATR(工業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。這個數字就已經是現有分配的IPv4地址數量的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,網絡連接的速度也將受到限制,同時費用有可能升,網絡安全與服務質量面臨下降。因而,解決IPv4地址枯竭的問題已經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作為技術種子之一,將會促進全球互聯網的發展。對于缺少IP地址的中國來說,尤其如此。全球IPV6發展正日益加速與IPv4相比,IPv6最重要的一點在于解決了IP地址有限的數量問題,由于地址長度擴展為128位地址,足已滿足任何可預計的地址空間分配(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的優勢表現在多個方面,其中至少表現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位增加為現在的128位,解決了地址空間匱乏的危機IPv6地址的自動配置-完成了“即插即用”功能,減少了網絡管理的復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絡結構,提高了路由效率等優勢正是由于IPv6的優勢特征,近年來在全球主要國家與地區都得到了快速的發展。截至目前,世界主要國家已經推出了IPv6發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的標準化進程有明顯的加快,具有IPv6技術的網絡設備和網絡終端,以及相關的硬件平臺的推出也加快了步伐,基于IPv6的業務應用也開始得到大力推進。截至2011年底,全球IPv6支持資源數量開始加速增長。

              從2011年開始,IPv6在全球支持的IPv6網站增長19倍,部署進入了提速階段。2011年底,全球獲取IPv6認證ISP的(網絡服務提供商)已經達到131家,網站達到1414個。全球315個頂級域名服務器中有267個支持IPv6。截至2012年3月,我國IPv6地址量已經比2011年初增加了23倍以上,上升到全球第四位,擁有的IPv6地址數量達到了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

              不管在技術仍是在發展速度上,互聯網取得的巨大勝利是不爭的事實。但是跟著挪動通訊以及互聯網技術的突飛猛進,全世界互聯網用戶數迅速增長。在“二00四全世界IPv六高峰論壇”上,許多業內知名專家都對于中國的IPv六發展提出了建議,專家普遍認為,中國將成為全世界IPv六發展的動力。

              互聯網在前進的道路上面臨著有限的地址空間將被耗盡的危機。在本次IPv六峰會上清華大學教授李星說:“中國有三.二億的學生,如果每一個學生需要一0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網發展的瓶頸。”

              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代互聯網的地址容量,中科院計算所李虔誠指出,IP網中實時業務開放,尤其是實時對于稱業務的永久“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六給運營商帶來挑戰

              以IPv六為基礎的下1代互聯網是互聯網發展的必然趨勢,并將成為挪動數據業務發展的首要基礎。從商業意義上來講,挪動通訊行業多是最先以及最大的受益方之1。挪動IPv六比挪動IPv四有良多優勢,它的`設計吸取了挪動IPv四發展的經驗,同時結合了IPv六的許多新特性。挪動IPv六能夠通過簡單的擴大,知足大范圍挪動用戶的需求并能在全世界規模內解決有關網絡以及走訪技術之間的挪動性問題。

              面對于新技術的挑戰,中國運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網試驗網,在二000年底又建設了挪動互聯網骨干網,并前后進行了各省挪動互聯網的建設。在整個建設進程中,IP地址資源的不足嚴重影響了網絡的計劃、建設及業務展開,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網絡,用戶容量四0萬,GPRS業務“永久在線”的特色致使中國挪動對于IP地址需求的進1步增添。中國挪動在未來將會把世界上最大的GSM網演進為世界上最大的WCDMA網絡。

              同時中國聯通也1直對于下1代互聯網的發展10分關注,并有針對于性地部署了下1代互聯網的發展戰略。中國聯通總工程師張范表示中國聯通的未來網絡的戰略目標就是在實踐以及試探中進行網絡穩步過渡的鉆研,爭奪在挪動網上具備對于IPv六的全面支撐以及業務開放能力,從而實現大范圍的網絡平滑過渡。

              此外挪動IPv六作為新的網絡基礎技術,從標準到研發到部署以及利用的進程中,還有良多細節沒有經由驗證,對于于運營商來講,將面臨著來自多方面的挑戰。“發展不止,普及難行”曾經經是業內人士用來描寫IPv六利用發展的1句話。IPv六這1正處于發展階段的新興技術,在其不斷完美的同時,因為利用范圍還未構成,也沒有“殺手級”利用的推進,其推行施行依舊是運營商的心頭之痛。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六網絡的大范圍商歷時間維持理性態度。

              因而,在對于當前技術、市場需求了解和對于IPv六、三G等技術發展趨勢深入掌控的基礎上,中國的運營商需要在建設IPv六商用網以前,累積足夠的IPv六網絡建設以及運營經驗,以便為建設基于IPv六的三G網絡以及順利地將現有的挪動互聯網向IPv六遷移做好籌備。

              3、中國是IPv六的強大推進力

              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代互聯網主干網———CERNET二實驗網正式開通,宣布了中國下1代互聯網建設的全面啟動。CERNET二是中國下1代互聯網示范工程CNGI最大的核心網以及獨一的全國性學術網。它是目前世界上范圍最大的采取純IPv六技術的下1代互聯網主干網。CNGI項目第1個核心網的建成,標志著中國IPv六在發展中翻開了新的1頁。CNGI將使中國成為全世界IPv六發展的引擎,并引起中國下1代互聯網產業的全面開展,對于于我國及世界互聯網產業格局及發展走向將發生深遠的影響。

              作為“互聯網之父”的網絡前驅、互聯網域名以及地址分配組織(ICANN)主席Vinton Cerf認為,盡管互聯網裝備的數量增長無比迅速,但實際上仍有良多人沒能使用互聯網,他但愿互聯網能夠更安全、更便宜地讓更多的人使用,他指出商業企業應該在互聯網的拓展方面施展首要作用,讓更多的人享受更豐厚的互聯網利用。實際上,下1代互聯網協定IPv六所擁有的更安全、更經濟、可承載多種業務等諸多優勢剛好與它的這些但愿與假想不約而同,作為傳統互聯網的前驅,Cerf先生也寄但愿于IPv六實現更多的夢想,這些夢想的體現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”,這充沛說明了中國在IPv六產業化過程中的引領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,網絡技術對于整個國家的經濟推進力是很大的,在中國應當讓更多的人使用互聯網。如果IPv六帶給咱們以及IPV四相似的服務以及利用的話,那末開發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展IPv六要依賴兩個方向:技術是不是成熟,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略高度,詮釋中國發展IPv六及下1代網絡的總體思路以及策略。對于此,鄔院士精辟地指出:“在三G、IPv六這樣的新技術上,中國與其他國家在1條起跑線上,國外沒有勝利的經驗,需要咱們去探索。咱們應當從立異的角度發展,開發屬于我國知識產權的IPv六技術。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展前景,相信在二00八年奧運會到來時,咱們有足夠的互聯網地址來支持眾多的PC裝備以及挪動終端上網。IP地址將再也不成為中國甚至全世界互聯網以及通訊行業發展的瓶頸。

              IPv6的概念及原理 篇5

              【摘要】隨著我國現代信息技術的快速發展,IPv6協議在現代網絡工程中有著一定程度的運用。IPv4是大多數網絡用戶的選擇,因其具有簡單、高效等特性。但是,隨著互聯網絡的發展,IPv4不能滿足用戶更多需求,促進IPv6的發展進程,不僅增強安全保障機制,而且功能更加多樣化。可見,IPv6協議具有應用優勢。本文主要對IPv6協議的主要技術和其配置實現進行分析,并提出IPv6協議在現代網絡工程中的具體運用實踐。

              【關鍵詞】IPv6協議;現代網絡工程;運用

              IPv6是IP協議的新版本,應用于現代網絡工程中,能夠為通信網絡提供良好的數據傳輸服務。IPv6在現代網絡工程中的運用,具有一定的優勢,如擴大空間、提高數據傳輸質量與安全性能等。IPv6能夠推動現代網絡工程行業的可持續發展進程,為我國跨越式發展提供機遇,同時有利于促進國家經濟增長和科學技術水平提高。由于IPv6屬于最新版本,因而加強對其在網絡信息中應用問題的研究至關重要,有利于充分發揮其應用作用。

              1IPv6協議的主要技術

              IPv6協議是在IPv4的基礎上而設計的,具有獨特的優勢,應用于各產業中,可增強產業經濟效益。從IPv4至IPv6協議發展中,需要經歷協議過渡,但其過渡歷程較為復雜,且演變時間較為漫長,要求相關技術人員針對IPv6協議對網絡環境進行有效部署。首先,確保IPv6協議的平滑過渡;二是IPv6協議部署規模加大,能夠進一步豐富業務;三是IPv6協議占據主導地位,能夠在全球范圍內有著一定的覆蓋率,其應用逐漸深入人心。其次,IPv4和IPv6協議之間具有互聯技術,即隧道技術,承擔著重要的承載傳輸功能。在IPv4數據包接收過程中,可在隧道入口對相關信息內容進行更改,抵達隧道出口時,則滿足IPv6協議的目的網絡需求。在此過程中,IPv4網絡可將多個散落IPv6孤島網絡之間建立有效的.溝通與聯系,為實現協議過渡創造有利條件。其互聯技術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。在NAT-PT原理的作用下,可將IPv6地址與IPv4地址的單一方向轉換。在轉換中,IPv6-only節點和IPv4-only節點建立連接,而NAT-PT服務器可實現網絡架構功能,實現IPv6與IPv4的互通。

              2IPv6協議配置的實現

              (1)在配置雙棧路由器時,將IPv4與IPv6之間建立必要的通信聯系,為更好配置終端創造有利條件。

              (2)對IPv6overIPv4隧道進行配置,一是保持網絡連通;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,實現網絡傳輸。

              (3)對雙棧設備的靜態地址加以合理配置。在配置過程中,可以從兩方面著手:一方面,利用EUI-64格式進行配置,為IPv6協議設定前綴,使其充分發揮其功能;另一方面,在接口處進行MUT的配置。通過對IPv6協議各節點的有效配置,能夠確保配置合理性,不僅有助于推進IPv4向IPv6的過渡進程,而且為其在現代網絡工程中有效運用創造良好條件。對此,IPv6協議配置的實現,具有重要的現實意義。

              3IPv6協議在現代網絡工程中的運用

              3.1運用于智能終端應用中

              近年來,智能終端發展速度較快,受到社會公眾的喜愛。如安卓等智能個人終端系統平臺,運用IPv6協議后,具有聯網功能,其發展規模逐漸擴大。IPv6在智能終端中的應用,以安卓等系統平臺為技術依托,家用網關是多個智能終端與IPv6協議的保障,將IPv6與NGN網絡融合后,實現IPv6的應用。要確保其合理運行,必須將多種細小設備網絡加以協調配置,以充分發揮其重大功能。

              3.2運用于在線游戲產業中

              3G終端、IPv6技術是在線游戲產業發展中的重要支持技術,只有加強對該技術運用問題的研究,才能從根本上推動在線游戲產業的快速發展,提高國家經濟實力[3]。IPv6是在線游戲實現的基礎,因而游戲開發和設計人員在工作中,需要與IPv6協議系統建立聯系,在互聯網技術的支持下,使在線游戲得以在IPv6協議應用基礎上實現。

              3.3運用于移動終端中

              IPv6協議在移動終端中有運用。隨著IPv6協議的快速發展,具有不可替代的優勢作用,應用于現代網絡工程中,能夠為企業帶來經濟效益。在現代網絡工程行業的發展中,3G網絡將逐漸向著IP網絡趨勢發展。在IPv6協議的應用中,終端設備要接入互聯網,需要由2個IP而實現,即可滿足移動網絡的需求。IPv6主要有本地網絡靜態地址和終端IPv6地址,以本地網絡為靜態IP,在接入點處分配終端IPv6地址,可以滿足漫游需求,完成其應用。

              3.4運用于Wi-Fi網絡中

              Wi-Fi網絡具有廉價、無線接入等優勢特點,能夠滿足人們24小時在線的愿望。但是,由于現代網絡用戶的逐漸增多,使管理系統人員需面臨著成千上萬的接入點,不僅增加工作人員工作難度,而且帶來不必要的麻煩。但是,將IPv6協議運用其中,互聯網與用戶之間可通過IPv6協議建立聯系,實現自動管理和配置,能夠滿足Wi-Fi的基本需求。但是,就目前現代網絡工程發展來看,IPv6協議在全部企業、事業機關單位等的應用規模仍然較小,其擴展空間較大。

              4結論

              在信息網絡時代背景下,IP協議發揮著重要作用。V6是IP協議的最新版本,目前在現代網絡工程中的應用范圍具有局限性,但其應用類型較為多樣化,主要包括智能終端、在線游戲產業、移動終端、Wi-Fi網絡等方面。加強對IPv6協議運用問題的研究,能夠為相關人員提出重要依據,有利于帶動我國信息網絡技術的健康可持續發展。

              IPv6的概念及原理 篇6

              IPv6地址

              (1)IPv6地址表示

              ①基本表示方法:IPv6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,每個位段被轉換為一個4位的十六進制數,并用冒號隔開,這種表示法稱為冒號十六進制表示法。例如,將用二進制格式表示的一個IPv6地址按每l6位劃分成8個位段。

              0011001111000001000000000000000000000000000000000010111100111011

              0000001010101010000000000000111111111110010000111001110001011010

              轉換成8組十六進制數后,每組之間用冒號隔開,則表示為:

              33C1:O000:OO00:2F3B:02AA:O00F:FE43:9C5A

              ②零壓縮法:在有多個0出現時,用一個0表示,這種方法稱為零壓縮法。“33C1:0000:0000:2F3B:02AA:000F:FE43:9C5A”進行壓縮后表示為:

              33C1:0:O:2F3B:2AA:F:FE43:9C5A如果幾個連續位段的值都為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

              ③IPv6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路由或子網標識。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。

              ①單播地址:標識IPv6網絡的一個區域中單個網絡接口中。

              ②組播地址:也稱多播地址,表示一組網絡接口,發送到該地址的數據報會被送到該地址標識的所有網絡接口。

              ③任播地址:也稱泛播地址,表示一組網絡接口中,發送該地址的數據報會被送到由該地址標識的所有網絡接口的'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數據報

              IPv6采用了新的協議頭格式,IPv6數據報由一個IPv6基本頭、多個擴展頭和一個高層協議數據單元組成,基本頭采用固定的40字節長度,一些可選的內容放在擴展頭部分實現。IPv6數據報格式對IPv4不向下兼容。

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