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IPv6協(xié)議解析
| 來源:金錢貓科技股份有限公司 發(fā)表于:2012-12-29 瀏覽5162次 |
? IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號(hào)是4（簡稱為IPv4），它的下一個(gè)版本就是IPv6。
IPV6產(chǎn)生背景
?? Internet協(xié)議的第四版（IPv4）為TCP/IP族和Internet提供了基本的通信機(jī)制。隨著Internet的指數(shù)增長，互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)有NSFNET核心網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)镮SP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(gè)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(duì)網(wǎng)絡(luò)安全和多媒體應(yīng)用的支持不夠，配置復(fù)雜，對(duì)移動(dòng)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。
IPv6新特性
擴(kuò)展的地址空間
?? IPv6的地址結(jié)構(gòu)中除了把32位地址空間擴(kuò)展到了128位以外，還對(duì)IP主機(jī)可能獲得的不同類型地址作了一些調(diào)整。IPv4中用于制定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機(jī)偵聽的組播地址基本不變。在IPv6的龐大地址空間中，目前全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已分配掉的地址僅占其中極小一部分，有足夠的余量可供未來的發(fā)展之用，同時(shí)由于有充足可用的地址空間，NAT之類的地址轉(zhuǎn)換技術(shù)將不再需要。
簡化的包頭
?? IPv6中包括總長為40字節(jié)的8個(gè)字段。它與IPv4包頭的不同在于，IPv4中包含至少12個(gè)不同字段，且長度在沒有選項(xiàng)時(shí)為20字節(jié)，但在包含選項(xiàng)時(shí)可達(dá)60字節(jié)。IPv6使用了固定格式的包頭并減少了需要檢查和處理的字段的數(shù)量，這將使得選路的效率更高。
流
?? IPv6實(shí)現(xiàn)了流概念，其定義為：流指的是從一個(gè)特定源發(fā)向一個(gè)特定目的地的包序列，源點(diǎn)希望中間路由器對(duì)這些包進(jìn)行特殊處理。路由器需要對(duì)流進(jìn)行跟蹤并保持一定的信息，這些信息再流中的每個(gè)包中都是不變的。這種方法使路由器可以對(duì)流中的包進(jìn)行高效處理。對(duì)流中的包的處理可以與其他包不同。但無論如何，對(duì)于它們的處理更快，因?yàn)槁酚善鳠o需對(duì)每個(gè)包頭重新處理。
身份驗(yàn)證和保密
?? IPv6全面支持IPSec，這要求提供基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案，以便滿足和提高不同的IPv6實(shí)現(xiàn)之間的協(xié)同工作能力。IPv6使用了兩種安全性擴(kuò)展：IP身份驗(yàn)證頭（AH）和IP封轉(zhuǎn)安全性凈荷（ESP）。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
與IPV4相比，IPV6具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：
一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，最大地址個(gè)數(shù)為2^32；而IPv6中IP地址的長度為128，即最大地址個(gè)數(shù)為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個(gè)。
二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
三、IPv6增加了增強(qiáng)的組播支持以及對(duì)流的控制，這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長足發(fā)展的機(jī)會(huì)，為服務(wù)質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
四、IPv6加入了對(duì)自動(dòng)配置的支持。這是對(duì)DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)的管理更加方便和快捷。
五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，在IPV6中的加密與鑒別選項(xiàng)提供了分組的保密性與完整性。極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
六、允許擴(kuò)充。如果新的技術(shù)或應(yīng)用需要時(shí)，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充。
七、更好的頭部格式。IPv6使用新的頭部格式，其選項(xiàng)與基本頭部分開，如果需要，可將選項(xiàng)插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。這就簡化和加速了路由選擇過程，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的選項(xiàng)不需要由路由選擇。
應(yīng)用前景
視頻監(jiān)控
?? IPv6帶來地址的極大豐富，大量部署網(wǎng)絡(luò)攝像頭成為可能，且可方便地進(jìn)行管理和控制。通過對(duì)IPv6協(xié)議的支持，網(wǎng)絡(luò)攝像終端具有更強(qiáng)生命力。視頻監(jiān)控已經(jīng)開始展現(xiàn)出蓬勃的生命力，而規(guī)模化、可運(yùn)營的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)則為運(yùn)營商提供了廣闊的商機(jī)。
智能終端、物聯(lián)網(wǎng)
?? 隨著PDA、智能手機(jī)等個(gè)人終端聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，越來越多的電子設(shè)備都有了聯(lián)網(wǎng)功能的需求，包括：個(gè)人智能終端、工業(yè)傳感器、自動(dòng)售貨機(jī)、汽車等，由此將產(chǎn)生巨大的IP地址的需求。IPv6的“即插即用”的地址分配方式及巨大的地址空間可以滿足智能終端的需求。
智能家庭網(wǎng)絡(luò)
?? 基于CNGI的家庭網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。未來家庭網(wǎng)絡(luò)中會(huì)包括智能家電、流媒體應(yīng)用系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、家居控制系統(tǒng)等多樣化的組件，集通信、娛樂、控制應(yīng)用于一體。結(jié)合IPv6技術(shù)可以更方便地實(shí)現(xiàn)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的部署。
3G業(yè)務(wù)
?? 普遍認(rèn)為IPv6將是發(fā)展3G移動(dòng)通信的必要工具。3G標(biāo)準(zhǔn)制訂組織3GPP于2000年5月決定在下一代移動(dòng)技術(shù)中采用IPv6，預(yù)計(jì)在3G手機(jī)上將率先使用IPv6。
?? 從目前國內(nèi)外的應(yīng)用情況來看，IPv6業(yè)務(wù)已經(jīng)有了很大進(jìn)展，運(yùn)營商、設(shè)備提供商、科研機(jī)構(gòu)的積極參與使得IPv6向大規(guī)模商用邁進(jìn)。市場(chǎng)是技術(shù)最好的驅(qū)動(dòng)力，相信伴隨部署和應(yīng)用的逐步展開，IPv6的優(yōu)勢(shì)將在具體應(yīng)用中得到越來越突出的顯現(xiàn)。