IPv6技术

第12卷第6期河南机电高等专科学校学报Vol.12 N.62004年11月Joumal of Henan Mechanical and Eletrical Engineeing CllegeNove. 2004IPv6技术王果(河南机电高等专科学校现代技术教育中心,河南新乡453002)摘要:隨着Intemet的发展,IPv4的局限越来越明显,严重制约了IP技术的应用和发展;IPv6作为下一代网络的基础以其明显的技术优势得到广泛的认可;本文简单介绍了IPv6 的特点优势,同时就IPv4网络向IPv6网络部署的阶段、过渡技术以及方案做了简单的介绍,最后对IPv6的未来应用进行了展望。关键词:IPv6;自动配置;扩展头;双栈;隧道中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1008-2093(2004)06 0025-02A-C类为单播地址(使用VLSM后已无差别),D类为组播地IPv4技术现状址,E类保留。计算机技术和通信技术的发展与融合使得Intemnet应用IPv6 拥有了128 位,四倍于IPv4的地址空间,那么IPr6 如及规模飞速发展其中Intemnet 中的核心技术IPv4功不可没，何使用这 么大的地址空间呢? IP\6 地址等于前缀+接口标IPv4技术以它的简洁有效取得了巨大的成功,但IPR4协议是识,类似 IPv4网络号+主机号,前面比特表示网络,其余比1973年制定的,早期的设计者完全没有预料到IP网络会达到特表示 主机。今天的发展速度和规模,到90年代IPv4的缺陷和潜伏的危机IPv6地址划分为三种类型:慢慢地暴露出来。单点地址:唯--标识单个接口类似IPv4的单播地址。其中最大的问题是IP地址资源的紧缺。据统计IPm4地多点地址:--组接口地址类似IPv4的多播地址。址到96年已有80%的A类网络地址,50%的B类地址,10%任意点地址:一组接口地址中的最近一个从单点地址中的C类地址被分配,有专家估计到2010年左右IPv4 地址可能分配。面临耗尽的危险。2.2 IPv6 简化处理为了缓解IPv4地址的紧张,也出现了-些IPv4 的补丁技通过IPv6报头和IPv4报头的比较我们来分析IPv6的简术如CIDR,NAT技术,混合地址等技术,但这些技术治标不治化思想。本。以NAT技术为例，使用私有地址虽然可以缓解地址紧IPv4 报头是变长的，而IP26报头的长度是固定的,IPv4要缺,但存在效率和应用层网关问题,而且NAT打破端到端的处理的域为14个,IPv6则为8个,在报文长度和处理域的数模式,限制了新应用的发展。由于IP网络本身的特点,IP地量方面 ,IPv6报头更利于高效处理报文。址紧缺问题不像电话号码升位一-样简单。种种基于IPRv4本身2.3 灵活扩展的改进不足以彻底解决IP地址短缺问题，这直接加速了IPv4在IPrv4中报文选项为IP提供不少附加功能,如IP源路升级的需求。由等,但IP4选项无序,影响节点对报文处理效率,同时扩展除了P地址问题,IPv4还存在路由表庞大、Qos、移动等一性支持不足。 IP6中将IPv4的选项改造为IPV6 扩展头,如将系列问题。以路由表为例，由于IPv4 采用与网络拓扑结构无IPv4 源路由选项功能由IPr6 路由扩展头替代实现,提高效率关的形式来分配地址,所以随着网络数目增加,路由表数目迅同时提供灵活的扩 展性。速增加。庞大的路由表不仅降低路由节点以及网络的效率，2.4 良好的层次结构而且降低了Internet 服务的稳定性。前面提到IPv6的单点地址,它根据地址的范围可以分类如下:2 IPv6 技术特点1)可聚集全局单点地址(Global):全球唯-早在90年代，就针对IPv4 的改进提出来IPv6, 经过10年2)链路本地地址(Link - loca) :链路范围内唯- ,用于单左右的发展，IPv6技术目前已被公认为IPv4 技术的未来升级链路 上自动地址配置和邻居发现，以及无路由器的LAN内部版本。通信那么到底哪些特点使IPv6 作为下一代网络基础而获得中国煤化工9点范围内唯一,用于那广泛认可呢? IPr6 主要的技术特点如下:CNMH(络,这些地址不需要注2.1庞大的 IPv6地址空间册,而五它1的份式便付仕迁佼圳主球Intemet 时,可以方便我们知道IPv4地址划分,根据头比特分为A- E类地址，地使用可 聚集的全球单点传送地址替换。收稿日期:2004-03-26作者简介:王果( 177-),男,河南南阳人,本科,研究方向:计算机应用。25河南机电高等专科学校学报2004年6期IPv6地址的范围属性体现了地址应用上的层次结构,使应了3G等移动技术的发展需要,会有更多的服务到移动通信IPv6应用更为灵活和易于扩展。中。2.5自动配置IPv6地址冗长,且终端节点众多,对自动配置的要求更为4如何部署 IPv6迫切。在IPv6中保留了DHCP机制作为有状态的自动配置技IPv6的技术优势是明显的,但IPv6应用面临的一个重要术,同时增加了无状态自动配置。问题是如何部署IPv6 网络。现在的Inermet网络是IPv4主导所谓无状态的自动配置即无需要DHCP服务器,主要通的,难道要-次性的把网络所有设备升级为IP6吗,即使这过邻居发现机制，自动生成链路本地地址,并且主机可以根据样 ,接下来如何跟其他IPv4和IPv6网络互通呢?为此IPv6中路由器宣告的前级信息，自动配置全局地址,及其他相关信提供多种 过渡技术来解决部署问题。息。IPy6的部署大致要经历一个渐进的过程,在初始阶段,2.6 安全性IPv4的网络海洋中会出现若干局部零散的IPv6 孤岛,为了保IPv6的安全性主要通过IPSec架构实现。IPv6采用专用持通信,这些孤岛通过跨越IPv4的隧道彼此连接,随着IPv6扩展头实施IPSec安全结构,可以实现端到端的安全。规模的应用,原来的孤岛逐渐聚合成为了骨干的IPv6 Intemnet2.7 Qos 考虑网络,形成于IPv4骨干网并存的局面,在IPv6骨干上可以引IP是面向无连接的技术,对Qos支持先天不足, IP6设计人了 大量的新业务,同时可以充分发挥IPv6 的诸多优势。为中考虑对Qos能力的增强。了实现IPv6和IPv4网络资源的互访,还需要转换服务器以实IPv6在报头中保留了类似IPv4的Tos域,称为传输级别现6和v4的互通;最后,IPv4骨干网逐步萎缩成局部的孤岛，域,以继续为IP提供差分Qos服务。同时IPv6报头中增加20通过隧道连接,IPv6占据了主导地位,具备全球范围的连通比特流标签(Flow Label)域。流标签更好支持综合Qos服务，性可以直接标识流,并配合RSVP实现资源预留。IPv6提供很多过渡技术来实现上述这样-一个演进过程。2.8移动IP目前，主要有16种过渡技术,来解决上述问题,其中基本过渡移动IPv6是IP6技术的--个特色,它充分利用Ir6技术技术有两种:双栈和隧道。本身的特点,更好的实现了IP的移动性。在移动IPv6中通过双栈:即设备升级到IPv6的同时保留IPv4 ,支持可以同邻居发现自动配置等技术可以直接实现外地网络的发现以及时访问IPv6和IPv4设备包含双协议栈支持,应用程序依靠转交地址的获得,而不必依赖于外地代理的存在;同时利用路DNS地址解析返回的地址类型,来决定使用何种协议栈。由扩展头以及新增的家乡地址等选项优化了报文路径,减少隧道:通过在- -种协议中 承载另-种协议,实现跨越不同迂回路由,以及解决源地址过滤等问题,并使移动节点的应用域的互通 ,具体可以是IPv6- in- IPv4, IPv6- in- MPLS, IPv4-层对转交地址透明处理,实现无缝的移动。in- IPv6等隧道类型。3 IPv6 的应用5 IPv6 的发展前景IPv6作为构建网络的基础拥有技术上的诸多优势,基于从IPv6未来的发展看,IPv6应用的前景十分广阔，但这些这些技术优势.更丰富的应用会大量出现,其应用前景更加广应用通常 依赖于大规模的IPv6 网络的形成，而IPv6网络的过阔。同时IPv6作为新技术,又不是全新和革命性的,它的架构渡部署 又不可能一蹴而就。目前世界上已有相当- - 部分试验仍然沿袭了TCP/IP 体系,很多IPv4的相关技术应用业务可以网开通运行并实现互联 ,2004年3月中国教育科研网下一代方便的引人到IPv6网络中。互联网IPv6骨干试验网开通运行并提供IPv6应用服务,使用以路由技术和链路层支持为例,IPr6路由查找思想与户尽快地感受新技术带来的全新服务,IPr6的发展必将日新IPv4相同,采用最长地址匹配,选择最优路径,同样允许路由月胼 ,并在下一代网络中发挥巨大的作用。过滤,引人聚合等操作。IPr4 的动态路由协议经过扩展后可(责任编辑木杉)以在IPv6网络上运行。参考文献:由于IP6应用引入了新的业务模式,用户可以永远拥有[1] lpr6 技术白皮书.华为技术有限公司,030.0-个P地址,时时在线,实现对称的、实时的、端到端的业务[2] 伍海桑.陈茂科等IPV66原理与实践[M].北京:人民邮电出版社，模式，由此带来新的应用和业务。已经有很多对未来IPv6 应[3] Silvia Hagn, Ipv6 Eesentials ,0' Rilly, 2002.2000.用的构想,如多媒体应用,家电上网,IPCar等等。另外IPv6 适IPv6 technologyWANG Guo(Modem Technology Center, Henan Mechanical and Elctriq中国煤化工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