IPV6协议的特征与应用.pdf

《IPV6协议的特征与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、IPv6协议的特征与应用李津生洪佩琳熊继平1.导入IPv6的必要性1.1IPv4地址枯竭近十年来互联网迅猛发展动摇了以电话为中心的通信体制，成为实现经济全球化和数字地球的基础设施。IPv4取得了巨大的成功，但早在1992年TCP/IP专家们就已察觉出Internet地址空间匮乏的危机。32IPv4的地址域为32比特，可提供2（约40亿）个IP地址。但因按网络规模将IP地址划分成A、B、C三类，实际可用地址总数显著减少。又因美国对地址的垄断性占有，其他国家几乎很难获得所需的IP地址。为了解决地址危机，19

2、95年IETF采用了无类别域间路由（CIDR）来延长IPv4地址的寿命。当时估计采取这一对策可使地址危机延缓到2010－2026年发生。然而，互联网的普及速度超出了人们的预想。即使采用CIDR到2006年IPv4地址也将被分光用尽。在人口众多的中国和印度等Internet尚不普及的国家中，这一日程还会提前。1.2IPv6提供巨大的地址空间128IPv6的地址域为128比特，拥有2巨大的地址空间。尽管因地址体系结构的分层化实际可用的总数要小得多，保守的估计地球的每平方米上仍能分配到1600个IP地址。和I

3、Pv4一样，IPv6的IP地址分成表示特定网络的网络前缀和表示主机或服务器的主机地址二部分。如图1所示，在128位中高64比特表示网络前缀，低64比特表示主机。为将网络前缀分成多个层次的网络，又将其分成13比特的顶级聚类标识符（TLA-ID），24比特的次级聚类标识符（NLA-ID）和16比特的网点级聚类标识符(SLA-ID)。首先，由管理IPv6的组织将某一确定的TLA值分配给某个骨干网的ISP。它拥有104比特这样巨大的地址块。骨干网的ISP再将地址块细分，分配给各个地区/中小ISP。用户从地区/中

4、小ISP分到地址块。层次化分配IP地址可减小路由器中路由表的规模，从而减少了存储器的容量和CPU的开销，提高了路由器查表和转发IP分组的速度。IPv6继承了IPv4的优点，并根据IPv4十年来运用的经验对现行的TCP/IP协议栈中的至少58个标准进行了修订和功能扩充。IPv6比IPv4处理性能更加强大、高效。1.3导入IPv6势在必行由于IPv4的地址不足，企业网和城域网纷纷利用内部地址（PrivateAddress）组建自己的内部网（Intranet），并通过地址翻译器（NAT）与Internet连接

5、。因此，有人认为这就是对IPv4地址不足的彻底解决方案。其实，内部地址的使用存在着很大的局限性。在客户/服务器（C/S）工作模式下内部网的用户对Internet作短时间访问并且业务量较小时，这种方案是可行的，但它不适合正在迅速增长的对等（PeertoPeer）通信，也不适合作长时间的连接。例如，Internet上的主机不能主动和内部网的主机建立通信；不具有全局地址（GlobalIPAddress）的移动终端间也不能通信；CATV用户要求用全局IP地址和互联网建立永久性的连接。NAT技术无法满足这些需求。

6、总之，进入信息全IP化时代要求每一部手机、每一台家电、每一台电气设备都需要拥有一个全球唯一的IP地址。即使将剩余的IPv4地址用尽，也不能满足上述需要。2.IPv6的优越性能下面通过比较IPv4和IPv6头标的结构可以看出IPv6的优越性能（参阅图2）。虽然IPv6头标占40字节，是IPv4头标的1.6倍，但因其长度固定（IPv4头标是变长的），故不需要消耗过多的内存容量。又因其头标要处理的域由IPv4的12个减少到8个，从而大大减少了路由器上的软件处理开销。IPv6还增加了许多新功能。这些新增的功能是

7、:网络部分主机部分FP(3TLA_IDRESNLA_IDSLA_ID接口ID比(13比特)(8比特)(24比特)(16比特)(64比特)特)每个SLA8192个网络每个NLA有6万64每个TLA有2终端5536个网络有1667万7216个网络IX地区或中小骨干网ISPISPE51B:6B00::/24的地址块E51B:6B37:ACAC::/48的E51B:6B37:ACAC:1331::/64地址块的地址块...............细分细分细分1个1个的IX：Internet互连点FP:forma

8、tprefixTLA:top-levelaggregationIP地址RES：reservedforfutureuseNLA:next-levelaggregationSLA:site-levelaggregation图1IPv6按网络结构层次化地分配地址2.1即插即用（plug&play）功能它是指计算机接入Internet时可自动获取IP地址的地址自动配置功能。在大规模的IPv4网络中管理员为各个主机手工配置IP地址是一件十分复杂的事。