下一代IP协议新版本IPv6详述

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1、下一代IP协议新版本IPv6详述IPv6MInternetProtocolVersion6（第6代互联网协议）的缩写,是IETF设计的用来替代现行版本IP（IPv4）协议的下一代IP协议。冃前Internet中广泛使用的是IPv4协议，即常说的IPI办议，已有近20年历史了。随着Internet技术迅猛发展和规模不断扩人，IPv4眾銘出许多问题，其屮最重要的问题就是IP地址资源的短缺（即地址空间不够用）。预测表明，以目1J0Internet发展速度计算，在未来5到10年间，所冇IPv4地址将分配完毕。尽管目前采取了一些措施来保护IPv4地址资源的合理利用，如非传统网络

2、区域路由和网络地址翻译等，但都不能从根本上解决问题。为彻底解决IPv4存在的问题，IETF从1995年就开始研究卜•一代IP协议IPv6。IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决32位IPv4地址不足的问题。此外，IPv6还采用了分级地址模式、高效IP包头、服务质量、主机地址自动配置、认证和加密等许多先进技术。下面分别讨论它们：一、IPv6地址的格式和结构IPv6采用长度128位的IP地址，而IPv4的IP地址仅冇32位。因此IPv6的地址资源要比IPv4丰富得多。IPv6的地址格式由8个节组成，每节有16个二进制数位（写成4个16进制数）。节与节之间用冒号分

3、隔，即x:x:x:x:x:x:x:x,其屮每个x代表4位16进制数，其数值是065535o故其总地址空间为：（65536卢。（注意：

4、內4地址格式是4个节，即y:y：y:y,每节y是8位二进制数位，故其地址空间仅为：（256）°,相差（256产（65536）4倍。）除128位的地址空间外，IPv6还针对点到点通信设计了一种分级结构地址。该地址称为可聚合全局单点广播地址（aggregatableglobalunicastaddress）,其开头3位是地址类型前缀（用来区别其它的地址类型），其后依次为13位TLAID、32位NLAID、16位SLAID和64位主机接口ID

5、,分别用于标识分级结构中自顶向底下排列的TUX（TopLevelAggregator顶级聚合体）、NLA（NextLevelAggregator卜•级聚合体）、SLA（SteLevelAggregator位置级聚合体）和主机接口。其中，是与长途服务供应商或电话公司的公共网络互连接入点，它从国际Internet注册机构（如IANA）获得地址。NLA通常是大型的ISP（信息供应商，如169、263等），它从T3处中请地址，并将地址分配给SLA.SLAnJ称为订阅者（subscriber）,它是一个机构或小型ISP。SL人负责为其所属的订阅者分配连续的地址块，以便这些机构可

6、以建立白己的地址分级结构來识别不同的子网。分级结构的最底层是网络主机。二、IPv6中的地址配置众所周知，当主机IP地址需经常改动时，手工配登、管理静态IP地址是非常烦琐怵I难的工作。在IPv4屮，利用DHCP协议来实现主机IP地址的白动设置。其工作过程人致如F：DHCP服务器拥有一个IP地址池，主机向DHCP服务器申请IP地址、并获得有关的配置信息(如默认网关、DNS服务器的IP等)，以此达到口动设置主机IP地址的H的。IPv6继承了IPv4的这种服务，称其为有状态自动配置(statefulautoconfiguration)o此外，IPv6还采用了一种所谓无状态自动

7、配置(statelessautoconfiguration)服务。在这种服务屮，主机首先将它的网卡MAC地址附加在本地链接地址前缀"1111111010"后面、产生一个本地链接单点广播地址(IEEE已将48位网卡MAC地址改为64位。如果主机采用的网卡MAC地址仍是48位，IPv6网卡驱动程序就会根据IEEE换算公式将其转换为64位)；接着主机向该地址发岀一个邻居探测(neighbordiscovrey)请求，以验证地址唯一，性。如果该请求无响应，则表明主机白我设置的本地链接单点广播地址是唯一的。否则，主机将使用一•个随机的接口ID来组成新的本地链接单点广播地址。最后

8、，主机以该地址为源地址，向本地链接中所冇路由器多点广播一个路由器请求(routersolicitation)数据包，而路由器则川一个包含有可聚合全局单点广播地址前缀和其它相关配置信息的路由器公告来响应该请求。主机用它从路山器得到的全局地址询缀、再加上自己的接口ID來自动配置全局地址，这样就可以与Internet中的其它主机通信了。使用无状态自动配置，无需人工干预就能改变网络中所有主机的IP地址。例如，当企业更换了它所联入Internet的ISP时，它将从新ISP处得到一个新的可聚合全局地址前缀。ISP从它的路由器上把这个地址前缀传送到企业路由器上。由