第12卷第6期河南機電高等?？茖W校學報Vol.12 N.62004年11月Joumal of Henan Mechanical and Eletrical Engineeing CllegeNove. 2004IPv6技術王果(河南機電高等?？茖W校現(xiàn)代技術教育中心,河南新鄉(xiāng)453002)摘要:隨著Intemet的發(fā)展,IPv4的局限越來越明顯,嚴重制約了IP技術的應用和發(fā)展;IPv6作為下一代網(wǎng)絡的基礎以其明顯的技術優(yōu)勢得到廣泛的認可;本文簡單介紹了IPv6 的特點優(yōu)勢,同時就IPv4網(wǎng)絡向IPv6網(wǎng)絡部署的階段、過渡技術以及方案做了簡單的介紹,最后對IPv6的未來應用進行了展望。關鍵詞:IPv6;自動配置;擴展頭;雙棧;隧道中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1008-2093(2004)06 0025-02A-C類為單播地址(使用VLSM后已無差別),D類為組播地IPv4技術現(xiàn)狀址,E類保留。計算機技術和通信技術的發(fā)展與融合使得Intemnet應用IPv6 擁有了128 位,四倍于IPv4的地址空間,那么IPr6 如及規(guī)模飛速發(fā)展其中Intemnet 中的核心技術IPv4功不可沒，何使用這 么大的地址空間呢? IP\6 地址等于前綴+接口標IPv4技術以它的簡潔有效取得了巨大的成功,但IPR4協(xié)議是識,類似 IPv4網(wǎng)絡號+主機號,前面比特表示網(wǎng)絡,其余比1973年制定的,早期的設計者完全沒有預料到IP網(wǎng)絡會達到特表示 主機。今天的發(fā)展速度和規(guī)模,到90年代IPv4的缺陷和潛伏的危機IPv6地址劃分為三種類型:慢慢地暴露出來。單點地址:唯--標識單個接口類似IPv4的單播地址。其中最大的問題是IP地址資源的緊缺。據(jù)統(tǒng)計IPm4地多點地址:--組接口地址類似IPv4的多播地址。址到96年已有80%的A類網(wǎng)絡地址,50%的B類地址,10%任意點地址:一組接口地址中的最近一個從單點地址中的C類地址被分配,有專家估計到2010年左右IPv4 地址可能分配。面臨耗盡的危險。2.2 IPv6 簡化處理為了緩解IPv4地址的緊張,也出現(xiàn)了-些IPv4 的補丁技通過IPv6報頭和IPv4報頭的比較我們來分析IPv6的簡術如CIDR,NAT技術,混合地址等技術,但這些技術治標不治化思想。本。以NAT技術為例，使用私有地址雖然可以緩解地址緊IPv4 報頭是變長的，而IP26報頭的長度是固定的,IPv4要缺,但存在效率和應用層網(wǎng)關問題,而且NAT打破端到端的處理的域為14個,IPv6則為8個,在報文長度和處理域的數(shù)模式,限制了新應用的發(fā)展。由于IP網(wǎng)絡本身的特點,IP地量方面 ,IPv6報頭更利于高效處理報文。址緊缺問題不像電話號碼升位一-樣簡單。種種基于IPRv4本身2.3 靈活擴展的改進不足以徹底解決IP地址短缺問題，這直接加速了IPv4在IPrv4中報文選項為IP提供不少附加功能,如IP源路升級的需求。由等,但IP4選項無序,影響節(jié)點對報文處理效率,同時擴展除了P地址問題,IPv4還存在路由表龐大、Qos、移動等一性支持不足。 IP6中將IPv4的選項改造為IPV6 擴展頭,如將系列問題。以路由表為例，由于IPv4 采用與網(wǎng)絡拓撲結構無IPv4 源路由選項功能由IPr6 路由擴展頭替代實現(xiàn),提高效率關的形式來分配地址,所以隨著網(wǎng)絡數(shù)目增加,路由表數(shù)目迅同時提供靈活的擴 展性。速增加。龐大的路由表不僅降低路由節(jié)點以及網(wǎng)絡的效率，2.4 良好的層次結構而且降低了Internet 服務的穩(wěn)定性。前面提到IPv6的單點地址,它根據(jù)地址的范圍可以分類如下:2 IPv6 技術特點1)可聚集全局單點地址(Global):全球唯-早在90年代，就針對IPv4 的改進提出來IPv6, 經(jīng)過10年2)鏈路本地地址(Link - loca) :鏈路范圍內(nèi)唯- ,用于單左右的發(fā)展，IPv6技術目前已被公認為IPv4 技術的未來升級鏈路 上自動地址配置和鄰居發(fā)現(xiàn)，以及無路由器的LAN內(nèi)部版本。通信那么到底哪些特點使IPv6 作為下一代網(wǎng)絡基礎而獲得中國煤化工9點范圍內(nèi)唯一,用于那廣泛認可呢? IPr6 主要的技術特點如下:CNMH(絡,這些地址不需要注2.1龐大的 IPv6地址空間冊,而五它1的份式便付仕遷佼圳主球Intemet 時,可以方便我們知道IPv4地址劃分,根據(jù)頭比特分為A- E類地址，地使用可 聚集的全球單點傳送地址替換。收稿日期:2004-03-26作者簡介:王果( 177-),男,河南南陽人,本科,研究方向:計算機應用。25河南機電高等?？茖W校學報2004年6期IPv6地址的范圍屬性體現(xiàn)了地址應用上的層次結構,使應了3G等移動技術的發(fā)展需要,會有更多的服務到移動通信IPv6應用更為靈活和易于擴展。中。2.5自動配置IPv6地址冗長,且終端節(jié)點眾多,對自動配置的要求更為4如何部署 IPv6迫切。在IPv6中保留了DHCP機制作為有狀態(tài)的自動配置技IPv6的技術優(yōu)勢是明顯的,但IPv6應用面臨的一個重要術,同時增加了無狀態(tài)自動配置。問題是如何部署IPv6 網(wǎng)絡。現(xiàn)在的Inermet網(wǎng)絡是IPv4主導所謂無狀態(tài)的自動配置即無需要DHCP服務器,主要通的,難道要-次性的把網(wǎng)絡所有設備升級為IP6嗎,即使這過鄰居發(fā)現(xiàn)機制，自動生成鏈路本地地址,并且主機可以根據(jù)樣 ,接下來如何跟其他IPv4和IPv6網(wǎng)絡互通呢?為此IPv6中路由器宣告的前級信息，自動配置全局地址,及其他相關信提供多種 過渡技術來解決部署問題。息。IPy6的部署大致要經(jīng)歷一個漸進的過程,在初始階段,2.6 安全性IPv4的網(wǎng)絡海洋中會出現(xiàn)若干局部零散的IPv6 孤島,為了保IPv6的安全性主要通過IPSec架構實現(xiàn)。IPv6采用專用持通信,這些孤島通過跨越IPv4的隧道彼此連接,隨著IPv6擴展頭實施IPSec安全結構,可以實現(xiàn)端到端的安全。規(guī)模的應用,原來的孤島逐漸聚合成為了骨干的IPv6 Intemnet2.7 Qos 考慮網(wǎng)絡,形成于IPv4骨干網(wǎng)并存的局面,在IPv6骨干上可以引IP是面向無連接的技術,對Qos支持先天不足, IP6設計人了 大量的新業(yè)務,同時可以充分發(fā)揮IPv6 的諸多優(yōu)勢。為中考慮對Qos能力的增強。了實現(xiàn)IPv6和IPv4網(wǎng)絡資源的互訪,還需要轉(zhuǎn)換服務器以實IPv6在報頭中保留了類似IPv4的Tos域,稱為傳輸級別現(xiàn)6和v4的互通;最后,IPv4骨干網(wǎng)逐步萎縮成局部的孤島，域,以繼續(xù)為IP提供差分Qos服務。同時IPv6報頭中增加20通過隧道連接,IPv6占據(jù)了主導地位,具備全球范圍的連通比特流標簽(Flow Label)域。流標簽更好支持綜合Qos服務，性可以直接標識流,并配合RSVP實現(xiàn)資源預留。IPv6提供很多過渡技術來實現(xiàn)上述這樣-一個演進過程。2.8移動IP目前，主要有16種過渡技術,來解決上述問題,其中基本過渡移動IPv6是IP6技術的--個特色,它充分利用Ir6技術技術有兩種:雙棧和隧道。本身的特點,更好的實現(xiàn)了IP的移動性。在移動IPv6中通過雙棧:即設備升級到IPv6的同時保留IPv4 ,支持可以同鄰居發(fā)現(xiàn)自動配置等技術可以直接實現(xiàn)外地網(wǎng)絡的發(fā)現(xiàn)以及時訪問IPv6和IPv4設備包含雙協(xié)議棧支持,應用程序依靠轉(zhuǎn)交地址的獲得,而不必依賴于外地代理的存在;同時利用路DNS地址解析返回的地址類型,來決定使用何種協(xié)議棧。由擴展頭以及新增的家鄉(xiāng)地址等選項優(yōu)化了報文路徑,減少隧道:通過在- -種協(xié)議中 承載另-種協(xié)議,實現(xiàn)跨越不同迂回路由,以及解決源地址過濾等問題,并使移動節(jié)點的應用域的互通 ,具體可以是IPv6- in- IPv4, IPv6- in- MPLS, IPv4-層對轉(zhuǎn)交地址透明處理,實現(xiàn)無縫的移動。in- IPv6等隧道類型。3 IPv6 的應用5 IPv6 的發(fā)展前景IPv6作為構建網(wǎng)絡的基礎擁有技術上的諸多優(yōu)勢,基于從IPv6未來的發(fā)展看,IPv6應用的前景十分廣闊，但這些這些技術優(yōu)勢.更豐富的應用會大量出現(xiàn),其應用前景更加廣應用通常 依賴于大規(guī)模的IPv6 網(wǎng)絡的形成，而IPv6網(wǎng)絡的過闊。同時IPv6作為新技術,又不是全新和革命性的,它的架構渡部署 又不可能一蹴而就。目前世界上已有相當- - 部分試驗仍然沿襲了TCP/IP 體系,很多IPv4的相關技術應用業(yè)務可以網(wǎng)開通運行并實現(xiàn)互聯(lián) ,2004年3月中國教育科研網(wǎng)下一代方便的引人到IPv6網(wǎng)絡中?；ヂ?lián)網(wǎng)IPv6骨干試驗網(wǎng)開通運行并提供IPv6應用服務,使用以路由技術和鏈路層支持為例,IPr6路由查找思想與戶盡快地感受新技術帶來的全新服務,IPr6的發(fā)展必將日新IPv4相同,采用最長地址匹配,選擇最優(yōu)路徑,同樣允許路由月胼 ,并在下一代網(wǎng)絡中發(fā)揮巨大的作用。過濾,引人聚合等操作。IPr4 的動態(tài)路由協(xié)議經(jīng)過擴展后可(責任編輯木杉)以在IPv6網(wǎng)絡上運行。參考文獻:由于IP6應用引入了新的業(yè)務模式,用戶可以永遠擁有[1] lpr6 技術白皮書.華為技術有限公司,030.0-個P地址,時時在線,實現(xiàn)對稱的、實時的、端到端的業(yè)務[2] 伍海桑.陳茂科等IPV66原理與實踐[M].北京:人民郵電出版社，模式，由此帶來新的應用和業(yè)務。已經(jīng)有很多對未來IPv6 應[3] Silvia Hagn, Ipv6 Eesentials ,0' Rilly, 2002.2000.用的構想,如多媒體應用,家電上網(wǎng),IPCar等等。另外IPv6 適IPv6 technologyWANG Guo(Modem Technology Center, Henan Mechanical and Elctriq中國煤化工ng 453002, China)Abstract: With the development of Intemet, the limited of IPYHCNMHGandithasrestictedthedevelopment and application of IP technology; IPV6 has been wildly approved as the foundation of the new Intemet by itsobvious advantages of the technologies . This paper has a brief introduction of the advantages and characteristics of IPV6,and the transitional stage and technology of IPV4 to IPV6. At last, it has a prospect of the application of IPv6.Key words: IPv6; auto config; extend head; double stack; tunnel28