IPv6技術素描

2019-11-04 23:47:24

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供稿：網友

　　隨著互聯網用戶迅速增加，提供互聯網ip地址的IPv4已經暴露出許多缺點，IPv6應運而生。那么，IPv6解決了什么問題？其潛力有多大？還有哪些問題需要解決？
　　
　　■IP地址面臨枯竭
　　
　　
　　IP協議第四個版本IPv4產生于1974年，它提供了32位的IP地址。隨著互聯網強勁的發展勢頭，IPv4已經難以滿足需求，它面臨著以下三個主要問題：
　　
　　
　　1. 地址資源行將枯竭
　　
　　
　　IPv4提供的IP地址位數是32位，即1億個左右的地址。實際使用中，還要去除網絡地址、廣播地址、劃分子網的開銷、路由器地址、保留地址等等，最后有效的地址數目比可用的地址總數要低很多。隨著連接到互聯網上的主機數目的迅速增加，有猜測表明，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完畢。
　　
　　
　　2. 路由表日趨龐大
　　
　　
　　由于IPv4采用與網絡拓撲結構無關的形式來分配地址，所以隨著連入網絡數目的增加，路由器數目也飛速增加，決定數據傳輸路由的路由表也就不斷加大。龐大的路由表不僅增加了路由器的工作量，還降低了互聯網服務的穩定性。
　　
　　
　　3. 地址分配不便
　　
　　
　　IPv4是采用手工的方法給用戶分配地址，這不僅增加了治理費用，而且無法為那些需要IP移動性的用戶提供更好服務。
　　
　　
　　■IPv6優勢多多
　　
　　
　　與IPv4相比較，IPv6較好地解決了上面提到的問題。IPv6的優勢如下：
　　
　　
　　1. IPv6將現有的IP地址長度增加到128位
　　
　　
　　形象地說，對于地球表面的每平方米，都將有超過1000個IPv6地址。這將極大地滿足伴隨著網絡智能設備的出現而對地址增長的需求，例如個人數據助理(PDA)、移動電話(Mobile Phone)、家庭網絡接入設備(HAN)等。
　　
　　
　　2. 主機自動配置IP地址和網絡參數
　　
　　
　　IPv6繼續了IPv4的DHCP自動配置服務。主機從DHCP服務器借用IP地址并獲得有關的配置信息（如缺省網關、DNS服務器等），由此達到自動設置主機IP地址的目的。
　　
　　
　　3. IPv6提供更好的服務質量(QoS)
　　
　　
　　IPv6除了可以有效地解決互聯網網絡地址枯竭的危機外，還能大幅提升互聯網網絡性能。在IPv6分組的頭部中定義了兩個重要參數: 業務類別字段和流標示字段。業務類別字段將IP分組的優先級分為16個等級。對于那些需要非凡QoS的業務，可在IP數據包中設置相應的優先級，路由器根據IP包的優先級分別對這些數據進行處理。數據流標志位用于定義任意一個傳輸的數據流，以便網絡中所有的節點能對這一數據進行識別，并作非凡的處理。
　　
　　
　　4. IPSec
　　
　　
　　為了加強互聯網的安全性，防止諸如企業或機構網絡遭到攻擊、機密數據被竊取等不幸事件的發生，IPv6中包含了一套用于保護IP通信的IP安全協議（IPSec）。IPSec是IPv6的一個組成部分，也是IPv4的一個可選擴展協議。IPv6對安全機制的增強可以簡化安全虛擬專用網（VPN）的實現。
　　
　　
　　5. IPv6支持組播功能
　　
　　
　　組播是一種可將信息傳遞給所有已登記了欲接收該消息的主機的功能，此功能可同時傳遞數據給大量的用戶，傳遞過程只會占用一些公共或專用帶寬而不會浪費帶寬在整個網絡里廣播。IPv6還包含了限制組播消息傳遞范圍的一些特性，這樣，組播消息可以被局限在一個特定的位置、區域或其他約定范圍，從而減少了帶寬的使用并提供了更高的安全性。
　　
　　
　　6. RSVP功能
　　
　　
　　利用必選的RSVP功能，用戶可在沿源點到目的地的路由器上預留帶寬，這使得提供具有服務質量的圖像和其他實時業務成為可能。
　　
　　
　　7. IPv6將支持包長可達4Mbytes的分組
　　
　　
　　這使得大分組的傳送更輕易，并可確保IPv6能夠在任意的傳輸媒體上達到對可用帶寬的最隹利用。
　　
　　
　　■IPv6商機何在
　　
　　
　　自從1995年IPv6的主要規格被確定以后，IPv6便成為事實上的下一代IP協議規范。1996年2月美國新罕布什爾大學的IOL（相互操作性實驗室）首次將IPv6用于通信軟件并進行了相互聯接實驗。1997年，以驗證IPv6為主要目的的實驗網絡6Bone發展為聯接29個國家的大規模網絡。IPv6作為新一代的網絡互聯協議，其先進性和靈活性得到了越來越多的認可。
　　
　　
　　我們確信IPv6將會用來聯接比計算機和網絡更多的東西，IPv6將使得像掌上型個人數據助理（PDA）、嵌入了網絡元件的移動電話、商務通等許多其他設備接入網絡成為可能，它也能使從家里的電飯鍋到高爾夫球場上的灑水車這樣廣泛的設備和裝置接入網絡。
　　
　　
　　IPv6的普及將標志網絡時代的徹底到來。在不遠的將來，當汽車由于交通堵塞而停在路途中時，我們將能夠利用車載計算機通過口述來修改日程安排以便讓家人和同事知道我們被堵在什么地方，還可以控制打開家里的暖氣和電燈，同時在這輛車上還可以運行診斷程序和下載結果，當我們到達指定的商店時，我們需要的東西早已預備好了。事實上，無論在家里、在辦公室還是在娛樂場所，我們曾使用的交互設備都可接入到互聯網上，這意味著，IPv6的商機無限且前景喜人。
　　
　　
　　■轉換到IPv6還要解決什么問題？
　　
　　
　　IPv6協議與IPv4協議不兼容是其走向市場的一個難點。目前IETF正在研究兩種方法來完成這種轉換處理：隧道技術和雙協議棧技術。
　　
　　
　　隧道技術是一種選擇，兩個IPv6的站點可以在IPv4骨干網上通過隧道通信（或反之），但它無法讓一個IPv4站點與另一個IPv6站點通信。而假如一個站點具有IPv4/IPv6的雙協議棧，它就既可以與IPv4站點通信也可以與IPv6站點通信。但是這樣做顯然需要巨大的投資，非凡是對于規模較大的網絡，不同供給商的產品協議棧的互通協調非常有必要，同時，上層協議也可能需要替換。
　　
　　
　　雖然IPv6設計的原則是易于從IPv4轉換到IPv6和能與IPv4共存，但把今天為數眾多的基于IPv4的系統轉換到IPv6上將面臨巨大挑戰。但是，IPv6內置的兼容性特點將使得這種努力會輕易一些，并且像IPv6上的分組隧道和IPv4上的分組隧道技術以及協議翻譯網關都將使得這項工作較為輕易。
　　
　　
　　修改協議系統可能會給現有的應用造成很大的影響，因此必須小心謹慎地實施以降低風險。在現有的應用中把IPv4轉換到IPv6或在一個新的應用中實現IPv6，都需要相當的專業技術從而確保協議的平滑轉換，這可以采取逐步升級和最小限度升級等方法，以減少風險。
　　
　　
　　IPv6正在發展，許多網絡廠商也正在組織力量開發IPv4轉換到IPv6的產品，無論如何，IPv4終將被IPv6所替代，這是歷史發展的必然。

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