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摘 要: 随着网络技术的发展,以及网络应用的普及,人们对网络的安全性的要求也越来越高,现行版本IP协议IPv4已经难以满足人们的需求,IPv6互联网协议应运而生。本文介绍了IPv6的技术原理、特点、优势,对IPv6的应用前景进行了展望。
关键词: IPv6 技术原理 前景展望
我们所说的IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。随着全球互联网业务的快速发展,为根本解决IPv4面临的危机,IPv6技术成为人们关注的焦点。
一、IPv6的技术原理
1.IPv6有更大的地址空间。
大的地址空间是IPv6最明显的特征,IPv6使用128位地址,128位地址空间允许3.4×1038个可能的地址。使用128位地址空间设计分层寻址和路由具有很好的灵活性,并提供多个等级层次,这是目前IPv4做不到的。
2.IPv6的地址格式。
IPv6的地址组成分三部分:全局路由前缀、子网ID、接口ID。它们的分工是:指定某一站点由全局路由前缀完成,子网ID用于指定该站点内的一条链路,接口ID用于指定链路上的某一接口。
IPv6地址表示方法有三种。
(1)冒号十六进制形式:这是首选形式n:n:n:n:n:n:n:n。每个n都表示八个16位地址元素之一的十六进制值。
如:3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562。
(2)压缩形式:为简化地址的写入,使用压缩形式多个0块的单个连续序列由双冒号符号(::)表示。此符号只能在地址中出现一次。例如,多路广播地址FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562的压缩形式为FFED::BA98:3210:4562;单播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形式为3FFE:FFFF::8:800:20C4:0;环回地址0:0:0:0:0:0:0:l的压缩形式为::1;未指定的地址0:0:0:0:0:0:0:0的压缩形式为::。
(3)混合形式:地址格式为n:n:n:n:n:n:d.d.d.d,其中每个n都表示六个IPv6高序位16位地址元素之一的十六进制值,每个d都表示IPv4地址的十进制值。
3.IPv6的地址类型。
(1)链路—本地:用于单个链路,主要形式有:FE80::lnterfaceID。在链路上的各节点之间都用链路一本地地址,自动配置地址、邻居发现或未提供路由器的情况。
(2)站点—本地:用于单个站点,主要格式有:FECO::SubnetID:InterfaeeID。站点—本地地址用于不需要全局前缀的站点内的寻址。
(3)全球IPv6单播地址:可用在Intemet上,主要格式有:010(FP,3位)TLAID(13位)Reserved(8位)NLAID(24位)SLAID(16位)InterfaeeID(64位)。带有全球地址的数据包可被转发到全球网络的任何部分。
二、IPv6的主要优势
IPV6与IPV4相比,具有以下几个优势。
1.IPv6的地址空间更大。
IPv4规定的IP地址长度只有32,即有2^32-1(符号^表示升幂,下同)个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。
2.IPv6地址分配合理层次丰富。
将确定的TLA分配给某些骨干网的ISP是IPv6的管理特点,再由骨干网ISP灵活地为各个中小ISP分配NLA,用户从中小ISP获得IP地址,这种网络地址层次分明的管理机制有利于管理。
3.IPv6使用更小的路由表。
IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。
4.IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持,以及对流的支持(Flow Control)。
这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(Qos,Quality of Service)控制提供了良好的网络平台。
5.IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)的支持。
这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。
6.IPv6具有更高的安全性。
在使用IPv6网络时用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大地增强了网络的安全性。
7.IPv6具有更好的移动性支持。
Mobile IPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性,降低了网络部署的难度和投资,为用户提供了永久在线的服务。
三、IPv6发展前景展望
IPv6技术体系经历了十多年的发展,其技术关键应用体系已经初具雏形。近几年具有IPv6特性的网络设备和网络终端,以及相关的硬件平台的推出也已加快了进度。在这种趋势下,IPv6的关键应用将很快出现。
1.移动IP。
随着移动设备功能的增强,以及应用的普及,移动计算已经得到了越来越多的关注。早期的移动IP研究一直是基于IPv4协议体系的,它虽然可以解决节点漫游的问题,但是其应用必将引发为大量的移动设备分配IP地址的需求。IPv4协议有限的地址空间显然无法满足这一需求,只有IPv6才能满足这种需要。
2.多种个人智能终端。
经济的发展带动了个人电子设备的发展,由呼机、手机、PDA到智能手机的发展趋势看,有联网能力的集成数据、语音和视频的个人智能终端将会很快出现,经过2—4年的发展,其规模就会相当大。由此将产生巨大的对IP地址的需求,这将是过渡IPv6的一个最大动因。
3.超高速家庭网络。
家用宽带和ADSL设备的增长是驱动家庭网络市场的因素,很多信息技术厂商都在进行家庭网络方面的项目开发。像IEEE 1394和蓝牙这样的新技术已经被开发用于移动和家庭用途,众多拥有处理器的设备越来越具备和网络设备相连的条件。
IPv6是世界互联网的必然趋势,各国对其的发展应用部署如火如荼。随着IPv6技术的不断成熟,IPv6网络的商用化进程将会不断加快,必将会大大地推动下一代网络的发展。
参考文献:
[1]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,2003.
[2]朱莹莹.下一代IP技术——Ipv6[J].民营科技,2009,5.
[3]邓慧,李明东.下一代的互联网协议——IPv6[J].甘肃科技,2004,10.
关键词: IPv6 技术原理 前景展望
我们所说的IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。随着全球互联网业务的快速发展,为根本解决IPv4面临的危机,IPv6技术成为人们关注的焦点。
一、IPv6的技术原理
1.IPv6有更大的地址空间。
大的地址空间是IPv6最明显的特征,IPv6使用128位地址,128位地址空间允许3.4×1038个可能的地址。使用128位地址空间设计分层寻址和路由具有很好的灵活性,并提供多个等级层次,这是目前IPv4做不到的。
2.IPv6的地址格式。
IPv6的地址组成分三部分:全局路由前缀、子网ID、接口ID。它们的分工是:指定某一站点由全局路由前缀完成,子网ID用于指定该站点内的一条链路,接口ID用于指定链路上的某一接口。
IPv6地址表示方法有三种。
(1)冒号十六进制形式:这是首选形式n:n:n:n:n:n:n:n。每个n都表示八个16位地址元素之一的十六进制值。
如:3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562。
(2)压缩形式:为简化地址的写入,使用压缩形式多个0块的单个连续序列由双冒号符号(::)表示。此符号只能在地址中出现一次。例如,多路广播地址FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562的压缩形式为FFED::BA98:3210:4562;单播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形式为3FFE:FFFF::8:800:20C4:0;环回地址0:0:0:0:0:0:0:l的压缩形式为::1;未指定的地址0:0:0:0:0:0:0:0的压缩形式为::。
(3)混合形式:地址格式为n:n:n:n:n:n:d.d.d.d,其中每个n都表示六个IPv6高序位16位地址元素之一的十六进制值,每个d都表示IPv4地址的十进制值。
3.IPv6的地址类型。
(1)链路—本地:用于单个链路,主要形式有:FE80::lnterfaceID。在链路上的各节点之间都用链路一本地地址,自动配置地址、邻居发现或未提供路由器的情况。
(2)站点—本地:用于单个站点,主要格式有:FECO::SubnetID:InterfaeeID。站点—本地地址用于不需要全局前缀的站点内的寻址。
(3)全球IPv6单播地址:可用在Intemet上,主要格式有:010(FP,3位)TLAID(13位)Reserved(8位)NLAID(24位)SLAID(16位)InterfaeeID(64位)。带有全球地址的数据包可被转发到全球网络的任何部分。
二、IPv6的主要优势
IPV6与IPV4相比,具有以下几个优势。
1.IPv6的地址空间更大。
IPv4规定的IP地址长度只有32,即有2^32-1(符号^表示升幂,下同)个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。
2.IPv6地址分配合理层次丰富。
将确定的TLA分配给某些骨干网的ISP是IPv6的管理特点,再由骨干网ISP灵活地为各个中小ISP分配NLA,用户从中小ISP获得IP地址,这种网络地址层次分明的管理机制有利于管理。
3.IPv6使用更小的路由表。
IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。
4.IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持,以及对流的支持(Flow Control)。
这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(Qos,Quality of Service)控制提供了良好的网络平台。
5.IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)的支持。
这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。
6.IPv6具有更高的安全性。
在使用IPv6网络时用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大地增强了网络的安全性。
7.IPv6具有更好的移动性支持。
Mobile IPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性,降低了网络部署的难度和投资,为用户提供了永久在线的服务。
三、IPv6发展前景展望
IPv6技术体系经历了十多年的发展,其技术关键应用体系已经初具雏形。近几年具有IPv6特性的网络设备和网络终端,以及相关的硬件平台的推出也已加快了进度。在这种趋势下,IPv6的关键应用将很快出现。
1.移动IP。
随着移动设备功能的增强,以及应用的普及,移动计算已经得到了越来越多的关注。早期的移动IP研究一直是基于IPv4协议体系的,它虽然可以解决节点漫游的问题,但是其应用必将引发为大量的移动设备分配IP地址的需求。IPv4协议有限的地址空间显然无法满足这一需求,只有IPv6才能满足这种需要。
2.多种个人智能终端。
经济的发展带动了个人电子设备的发展,由呼机、手机、PDA到智能手机的发展趋势看,有联网能力的集成数据、语音和视频的个人智能终端将会很快出现,经过2—4年的发展,其规模就会相当大。由此将产生巨大的对IP地址的需求,这将是过渡IPv6的一个最大动因。
3.超高速家庭网络。
家用宽带和ADSL设备的增长是驱动家庭网络市场的因素,很多信息技术厂商都在进行家庭网络方面的项目开发。像IEEE 1394和蓝牙这样的新技术已经被开发用于移动和家庭用途,众多拥有处理器的设备越来越具备和网络设备相连的条件。
IPv6是世界互联网的必然趋势,各国对其的发展应用部署如火如荼。随着IPv6技术的不断成熟,IPv6网络的商用化进程将会不断加快,必将会大大地推动下一代网络的发展。
参考文献:
[1]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,2003.
[2]朱莹莹.下一代IP技术——Ipv6[J].民营科技,2009,5.
[3]邓慧,李明东.下一代的互联网协议——IPv6[J].甘肃科技,2004,10.