第12卷第6期河南機電高等?？茖W(xué)校學(xué)報Vol.12 N.62004年11月Joumal of Henan Mechanical and Eletrical Engineeing CllegeNove. 2004IPv6技術(shù)王果(河南機電高等?？茖W(xué)校現(xiàn)代技術(shù)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(shù)的應(yīng)用和發(fā)展;IPv6作為下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)以其明顯的技術(shù)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(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)部署的階段、過渡技術(shù)以及方案做了簡單的介紹,最后對IPv6的未來應(yīng)用進行了展望。關(guān)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(shù)現(xiàn)狀址,E類保留。計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展與融合使得Intemnet應(yīng)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(shù)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(shù)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(luò)號+主機號,前面比特表示網(wǎng)絡(luò),其余比1973年制定的,早期的設(shè)計者完全沒有預(yù)料到IP網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(shù)如CIDR,NAT技術(shù),混合地址等技術(shù),但這些技術(shù)治標不治化思想。本。以NAT技術(shù)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(yīng)用層網(wǎng)關(guān)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(yīng)用的發(fā)展。由于IP網(wǎng)絡(luò)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(luò)拓撲結(jié)構(gòu)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(guān)的形式來分配地址,所以隨著網(wǎng)絡(luò)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(luò)的效率，2.4 良好的層次結(jié)構(gòu)而且降低了Internet 服務(wù)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(shù)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(shù)目前已被公認為IPv4 技術(shù)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(luò)基礎(chǔ)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(shù)特點如下:CNMH(絡(luò),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(yīng)用。25河南機電高等專科學(xué)校學(xué)報2004年6期IPv6地址的范圍屬性體現(xiàn)了地址應(yīng)用上的層次結(jié)構(gòu),使應(yīng)了3G等移動技術(shù)的發(fā)展需要,會有更多的服務(wù)到移動通信IPv6應(yīng)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(shù)優(yōu)勢是明顯的,但IPv6應(yīng)用面臨的一個重要術(shù),同時增加了無狀態(tài)自動配置。問題是如何部署IPv6 網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在的Inermet網(wǎng)絡(luò)是IPv4主導(dǎo)所謂無狀態(tài)的自動配置即無需要DHCP服務(wù)器,主要通的,難道要-次性的把網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)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(luò)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(guān)信提供多種 過渡技術(shù)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(luò)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(gòu)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(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)端到端的安全。規(guī)模的應(yīng)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(luò),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(shù),對Qos支持先天不足, IP6設(shè)計人了 大量的新業(yè)務(wù),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(luò)資源的互訪,還需要轉(zhuǎn)換服務(wù)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(wù)。同時IPv6報頭中增加20通過隧道連接,IPv6占據(jù)了主導(dǎo)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(wù)，性可以直接標識流,并配合RSVP實現(xiàn)資源預(yù)留。IPv6提供很多過渡技術(shù)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(shù),來解決上述問題,其中基本過渡移動IPv6是IP6技術(shù)的--個特色,它充分利用Ir6技術(shù)技術(shù)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(shè)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(shù)可以直接實現(xiàn)外地網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)以及時訪問IPv6和IPv4設(shè)備包含雙協(xié)議棧支持,應(yīng)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(yīng)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(yīng)用5 IPv6 的發(fā)展前景IPv6作為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)擁有技術(shù)上的諸多優(yōu)勢,基于從IPv6未來的發(fā)展看,IPv6應(yīng)用的前景十分廣闊，但這些這些技術(shù)優(yōu)勢.更豐富的應(yīng)用會大量出現(xiàn),其應(yīng)用前景更加廣應(yīng)用通常 依賴于大規(guī)模的IPv6 網(wǎng)絡(luò)的形成，而IPv6網(wǎng)絡(luò)的過闊。同時IPv6作為新技術(shù),又不是全新和革命性的,它的架構(gòu)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(guān)技術(shù)應(yīng)用業(yè)務(wù)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(luò)中?；ヂ?lián)網(wǎng)IPv6骨干試驗網(wǎng)開通運行并提供IPv6應(yīng)用服務(wù),使用以路由技術(shù)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(shù)帶來的全新服務(wù),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(luò)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(zé)任編輯木杉)以在IPv6網(wǎng)絡(luò)上運行。參考文獻:由于IP6應(yīng)用引入了新的業(yè)務(wù)模式,用戶可以永遠擁有[1] lpr6 技術(shù)白皮書.華為技術(shù)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(wù)[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(yīng)用和業(yè)務(wù)。已經(jīng)有很多對未來IPv6 應(yīng)[3] Silvia Hagn, Ipv6 Eesentials ,0' Rilly, 2002.2000.用的構(gòu)想,如多媒體應(yīng)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