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什么是IPv6?

2013年11月12日 新闻信息 什么是IPv6?已关闭评论

定义

IPv6是IETF(Internet Engineering Task Force 译:互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议,它由128位二进制数码表示。

全球因特网所采用的协议组是TCP/IP协议组。IP是TCP/IP协议中网络层的协议,是TCP/IP协议组的核心协议。

ipv6

简介

我们使用的第一代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至IP地址已于2011年2月3日分配完毕。其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿,落后于4.2亿网民的需求。地址不足,严重地制约了中国及其他国家互联网的应用和发展。

一方面是地址资源数量的限制,另一方面是随着电子技术及网络技术的发展,计算机网络将进入人们的日常生活,可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下,IPv6应运而生。单从数量级上来说,IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍,达到2^128(算上全零的)个。这不但解决了网络地址资源数量的问题,同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。

但是与IPv4一样,IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。准确的说,使用IPv6的网络并没有2^128个能充分利用的地址。首先,要实现IP地址的自动配置,局域网所使用的子网的前缀必须等于64,但是很少有一个局域网能容纳2^64个网络终端;其次,由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则,地址的浪费在所难免。

但是,如果说IPv4实现的只是人机对话,而IPv6则扩展到任意事物之间的对话,它不仅可以为人类服务,还将服务于众多硬件设备,如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等,它将是无时不在,无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网。而且它所带来的经济效益将非常巨大。

当然,IPv6并非十全十美、一劳永逸,不可能解决所有问题。IPv6只能在发展中不断完善,也不可能在一夜之间发生,过渡需要时间和成本,但从长远看,IPv6有利于互联网的持续和长久发展。国际互联网组织已经决定成立两个专门工作组,制定相应的国际标准。

特点

(1)IPV6地址长度为128位,地址空间增大了2的96次方倍;

(2)灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。IPV6中选项部分的出现方式也有所变化,使路由器可以简单路过选项而不做任何处理,加快了报文处理速度;

(3)IPV6简化了报文头部格式,字段只有8个,加快报文转发,提高了吞吐量;

(4)提高安全性。身份认证和隐私权是IPV6的关键特性;

(5)支持更多的服务类型;

(6)允许协议继续演变,增加新的功能,使之适应未来技术的发展;

应用

IPv6的普及一个重要的应用是网络实名制下的互联网身份证/VIeID,基于IPv4的网络之所以难以实现网络实名制,一个重要原因就是因为IP资源的共用,因为IP资源不够,所以不同的人在不同的时间段共用一个IP,IP和上网用户无法实现一一对应。

在IPv4下,根据IP查人也比较麻烦,电信局要保留一段时间的上网日志才行,通常因为数据量很大,运营商只保留三个月左右的上网日志,比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。

IPv6的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题,因为那时IP资源将不再紧张,运营商有足够多的IP资源,那时候,运营商在受理入网申请的时候,可以直接给该用户分配一个固定IP地址,这样实际就实现了实名制,也就是一个真实用户和一个IP地址的一一对应。

当一个上网用户的IP固定了之后,你任何时间做的任何事情都和一个唯一IP绑定,你在网络上做的任何事情在任何时间段内都有据可查,并且无法否认。

在多种IPv6应用中,物联网应用覆盖了智慧农业、智能环保、智能建筑、智能交通等广泛领域,提供“无所不在的连接和在线服务”,包括在线监测、定位追溯、报警联动、指挥调度、远程维保等服务。

优势

与IPV4相比,IPV6具有以下几个优势:

一:IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,最大地址个数为2^32;而IPv6中IP地址的长度为128,即最大地址个数为2^128。与32位地址空间相比,其地址空间增加了2^128-2^32个。

现在,IPv4采用32位地址长度,约有43亿地址,而IPv6采用128位地址长度可以忽略不计无限制的地址,有足够的地址资源。地址的丰富将完全删除在IPv4互联网应用上有很多的限制,如IP地址,每一个电话,每一个带电的东西可以有一个IP地址,与真正形成一个数字家庭的家庭。IPv6的技术优势,目前在一定程度上解决IPv4互联网存在的问题,这使得IPv4向IPv6演进的重要动力之一。

二: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。

三:IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持以及对流的控制(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。

四: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。

五:IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。极大的增强了网络的安全性。

六:允许扩充。如果新的技术或应用需要时,IPV6允许协议进行扩充。

七:更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式,其选项与基本头部分开,如果需要,可将选项插入到基本头部与上层数据之间。这就简化和加速了路由选择过程,因为大多数的选项不需要由路由选择。

八:新的选项。IPV6有一些新的选项来实现附加的功能。

关键技术

(1)IPv6DNS技术。DNS,是IPv6网络与IPv4DNS的体系结构,是统一树状型结构的域名空间的共同拥有者。在从IPv4到IPv6的演进阶段,正在访问的域名可以对应于多个IPv4和IPv6地址,未来的IPv6网络的普及,IPv6地址将逐渐取代IPv4地址。

(2)IPv6路由技术。IPv6路由查找与IPv4的原理一样,是最长的地址匹配原则,选择最优路由还允许地址过滤,聚合,注射操作。原来的IPv4IGP和BGP的路由技术,如RIP,ISIS,OSPFv2和BGP-4动态路由协议一直延续IPv6网络中,使用新的IPv6协议,新的版本分别是RIPng、ISISv6、OSPFv3,BGP4+。

(3)IPv6安全技术。相比IPv4,IPv6没新的安全技术,但更多的IPv6协议通过128字节的,IPsec报文头包的,ICMP地址解析,和其它安全机制来提高安全性的网络。IPv6的关键技术的角度来看,IPv6和IPv4的互联网体系改革,重点是修正IPv4的缺点。过去,在处理的过程中,在不同的数据流的IPv4大规模的更新浪潮的咨询服务。IPv6将进一步改善互联网的结构和性能,因此它能够满足现代社会的需要。

发展现状

发展IPv6标准的国际组织中,IPv6协议由互联网工程任务组(IETF)开发的,ITU是考虑IPv6协议在电信网络的应用,3GPP组织主要负责IPv6在3G核心网以及3G终端的应用。IPv6协议的过程由IETF的组织内完成。

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