IPv6技术素描

2019-11-04 23:47:24

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供稿：网友

　　随着互联网用户迅速增加，提供互联网ip地址的IPv4已经暴露出许多缺点，IPv6应运而生。那么，IPv6解决了什么问题？其潜力有多大？还有哪些问题需要解决？
　　
　　■IP地址面临枯竭
　　
　　
　　IP协议第四个版本IPv4产生于1974年，它提供了32位的IP地址。随着互联网强劲的发展势头，IPv4已经难以满足需求，它面临着以下三个主要问题：
　　
　　
　　1. 地址资源行将枯竭
　　
　　
　　IPv4提供的IP地址位数是32位，即1亿个左右的地址。实际使用中，还要去除网络地址、广播地址、划分子网的开销、路由器地址、保留地址等等，最后有效的地址数目比可用的地址总数要低很多。随着连接到互联网上的主机数目的迅速增加，有猜测表明，所有IPv4地址将在2005～2010年间分配完毕。
　　
　　
　　2. 路由表日趋庞大
　　
　　
　　由于IPv4采用与网络拓扑结构无关的形式来分配地址，所以随着连入网络数目的增加，路由器数目也飞速增加，决定数据传输路由的路由表也就不断加大。庞大的路由表不仅增加了路由器的工作量，还降低了互联网服务的稳定性。
　　
　　
　　3. 地址分配不便
　　
　　
　　IPv4是采用手工的方法给用户分配地址，这不仅增加了治理费用，而且无法为那些需要IP移动性的用户提供更好服务。
　　
　　
　　■IPv6优势多多
　　
　　
　　与IPv4相比较，IPv6较好地解决了上面提到的问题。IPv6的优势如下：
　　
　　
　　1. IPv6将现有的IP地址长度增加到128位
　　
　　
　　形象地说，对于地球表面的每平方米，都将有超过1000个IPv6地址。这将极大地满足伴随着网络智能设备的出现而对地址增长的需求，例如个人数据助理(PDA)、移动电话(Mobile Phone)、家庭网络接入设备(HAN)等。
　　
　　
　　2. 主机自动配置IP地址和网络参数
　　
　　
　　IPv6继续了IPv4的DHCP自动配置服务。主机从DHCP服务器借用IP地址并获得有关的配置信息（如缺省网关、DNS服务器等），由此达到自动设置主机IP地址的目的。
　　
　　
　　3. IPv6提供更好的服务质量(QoS)
　　
　　
　　IPv6除了可以有效地解决互联网网络地址枯竭的危机外，还能大幅提升互联网网络性能。在IPv6分组的头部中定义了两个重要参数: 业务类别字段和流标示字段。业务类别字段将IP分组的优先级分为16个等级。对于那些需要非凡QoS的业务，可在IP数据包中设置相应的优先级，路由器根据IP包的优先级分别对这些数据进行处理。数据流标志位用于定义任意一个传输的数据流，以便网络中所有的节点能对这一数据进行识别，并作非凡的处理。
　　
　　
　　4. IPSec
　　
　　
　　为了加强互联网的安全性，防止诸如企业或机构网络遭到攻击、机密数据被窃取等不幸事件的发生，IPv6中包含了一套用于保护IP通信的IP安全协议（IPSec）。IPSec是IPv6的一个组成部分，也是IPv4的一个可选扩展协议。IPv6对安全机制的增强可以简化安全虚拟专用网（VPN）的实现。
　　
　　
　　5. IPv6支持组播功能
　　
　　
　　组播是一种可将信息传递给所有已登记了欲接收该消息的主机的功能，此功能可同时传递数据给大量的用户，传递过程只会占用一些公共或专用带宽而不会浪费带宽在整个网络里广播。IPv6还包含了限制组播消息传递范围的一些特性，这样，组播消息可以被局限在一个特定的位置、区域或其他约定范围，从而减少了带宽的使用并提供了更高的安全性。
　　
　　
　　6. RSVP功能
　　
　　
　　利用必选的RSVP功能，用户可在沿源点到目的地的路由器上预留带宽，这使得提供具有服务质量的图像和其他实时业务成为可能。
　　
　　
　　7. IPv6将支持包长可达4Mbytes的分组
　　
　　
　　这使得大分组的传送更轻易，并可确保IPv6能够在任意的传输媒体上达到对可用带宽的最隹利用。
　　
　　
　　■IPv6商机何在
　　
　　
　　自从1995年IPv6的主要规格被确定以后，IPv6便成为事实上的下一代IP协议规范。1996年2月美国新罕布什尔大学的IOL（相互操作性实验室）首次将IPv6用于通信软件并进行了相互联接实验。1997年，以验证IPv6为主要目的的实验网络6Bone发展为联接29个国家的大规模网络。IPv6作为新一代的网络互联协议，其先进性和灵活性得到了越来越多的认可。
　　
　　
　　我们确信IPv6将会用来联接比计算机和网络更多的东西，IPv6将使得像掌上型个人数据助理（PDA）、嵌入了网络元件的移动电话、商务通等许多其他设备接入网络成为可能，它也能使从家里的电饭锅到高尔夫球场上的洒水车这样广泛的设备和装置接入网络。
　　
　　
　　IPv6的普及将标志网络时代的彻底到来。在不远的将来，当汽车由于交通堵塞而停在路途中时，我们将能够利用车载计算机通过口述来修改日程安排以便让家人和同事知道我们被堵在什么地方，还可以控制打开家里的暖气和电灯，同时在这辆车上还可以运行诊断程序和下载结果，当我们到达指定的商店时，我们需要的东西早已预备好了。事实上，无论在家里、在办公室还是在娱乐场所，我们曾使用的交互设备都可接入到互联网上，这意味着，IPv6的商机无限且前景喜人。
　　
　　
　　■转换到IPv6还要解决什么问题？
　　
　　
　　IPv6协议与IPv4协议不兼容是其走向市场的一个难点。目前IETF正在研究两种方法来完成这种转换处理：隧道技术和双协议栈技术。
　　
　　
　　隧道技术是一种选择，两个IPv6的站点可以在IPv4骨干网上通过隧道通信（或反之），但它无法让一个IPv4站点与另一个IPv6站点通信。而假如一个站点具有IPv4/IPv6的双协议栈，它就既可以与IPv4站点通信也可以与IPv6站点通信。但是这样做显然需要巨大的投资，非凡是对于规模较大的网络，不同供给商的产品协议栈的互通协调非常有必要，同时，上层协议也可能需要替换。
　　
　　
　　虽然IPv6设计的原则是易于从IPv4转换到IPv6和能与IPv4共存，但把今天为数众多的基于IPv4的系统转换到IPv6上将面临巨大挑战。但是，IPv6内置的兼容性特点将使得这种努力会轻易一些，并且像IPv6上的分组隧道和IPv4上的分组隧道技术以及协议翻译网关都将使得这项工作较为轻易。
　　
　　
　　修改协议系统可能会给现有的应用造成很大的影响，因此必须小心谨慎地实施以降低风险。在现有的应用中把IPv4转换到IPv6或在一个新的应用中实现IPv6，都需要相当的专业技术从而确保协议的平滑转换，这可以采取逐步升级和最小限度升级等方法，以减少风险。
　　
　　
　　IPv6正在发展，许多网络厂商也正在组织力量开发IPv4转换到IPv6的产品，无论如何，IPv4终将被IPv6所替代，这是历史发展的必然。

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