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IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫(xiě)，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force）設計的用于替代現行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4（簡(jiǎn)稱(chēng)為IPv4），它的下一個(gè)版本就是IPv6。
IPV6產(chǎn)生背景
Internet協(xié)議的第四版（IPv4）為T(mén)CP/IP族和Internet提供了基本的通信機制。IP技術(shù)已經(jīng)廣泛應用了10年，互聯(lián)網(wǎng)的影響已經(jīng)滲透到社會(huì )的各個(gè)方面。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也成為國家信息化和現代化建設的重要部分，并產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。隨著(zhù)Internet的指數增長(cháng)，互聯(lián)網(wǎng)的體系結構有NSFNET核心網(wǎng)絡(luò )演變?yōu)镮SP（Internet Service Provider，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )提供商）運營(yíng)的分散的體系結構。當前互聯(lián)網(wǎng)面臨的一個(gè)嚴峻問(wèn)題是地址消耗嚴重，即沒(méi)有足夠的地址來(lái)滿(mǎn)足全球的需要。IPv4的問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)，32位的IP地址空間枯竭、路由表急劇膨脹、路由選擇效率不高、對網(wǎng)絡(luò )安全和多媒體應用的支持不夠，配置復雜，對移動(dòng)性支持不好，很難開(kāi)展端到端的業(yè)務(wù)等，這些問(wèn)題已經(jīng)成為制約互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要障礙。而IETF開(kāi)發(fā)的IPv6下一代網(wǎng)絡(luò )徹底、有效地解決了目前IPv4所存在的上述問(wèn)題。
IPv6新特性
擴展的地址空間
IPv6的地址結構中除了把32位地址空間擴展到了128位以外，還對IP主機可能獲得的不同類(lèi)型地址作了一些調整。IPv4中用于制定一個(gè)網(wǎng)絡(luò )接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機偵聽(tīng)的組播地址基本不變。在IPv6的龐大地址空間中，目前全球聯(lián)網(wǎng)設備已分配掉的地址僅占其中極小一部分，有足夠的余量可供未來(lái)的發(fā)展之用，同時(shí)由于有充足可用的地址空間，NAT之類(lèi)的地址轉換技術(shù)將不再需要。
簡(jiǎn)化的包頭
IPv6中包括總長(cháng)為40字節的8個(gè)字段。它與IPv4包頭的不同在于，IPv4中包含至少12個(gè)不同字段，且長(cháng)度在沒(méi)有選項時(shí)為20字節，但在包含選項時(shí)可達60字節。IPv6使用了固定格式的包頭并減少了需要檢查和處理的字段的數量，這將使得選路的效率更高。
流
在IPv4中，對所有包大致同等對待，這意味著(zhù)每個(gè)包都是由中間路由器按照自己的方法來(lái)處理。路由器并不跟蹤任意兩臺主機間發(fā)送的包，因此不能記住如何對將來(lái)的包進(jìn)行處理。IPv6實(shí)現了流概念，其定義為：流指的是從一個(gè)特定源發(fā)向一個(gè)特定目的地的包序列，源點(diǎn)希望中間路由器對這些包進(jìn)行特殊處理。路由器需要對流進(jìn)行跟蹤并保持一定的信息，這些信息再流中的每個(gè)包中都是不變的。這種方法使路由器可以對流中的包進(jìn)行高效處理。對流中的包的處理可以與其他包不同。但無(wú)論如何，對于它們的處理更快，因為路由器無(wú)需對每個(gè)包頭重新處理。
身份驗證和保密
IPv6全面支持IPSec，這要求提供基于標準的網(wǎng)絡(luò )安全解決方案，以便滿(mǎn)足和提高不同的IPv6實(shí)現之間的協(xié)同工作能力。IPv6使用了兩種安全性擴展：IP身份驗證頭（AH）和IP封轉安全性?xún)艉桑‥SP）。
應用優(yōu)勢
與IPV4相比，IPV6具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：
一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規定IP地址長(cháng)度為32，最大地址個(gè)數為2^32；而IPv6中IP地址的長(cháng)度為128，即最大地址個(gè)數為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個(gè)。
二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循聚類(lèi)（Aggregation）的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄（Entry）表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(cháng)度，提高了路由器轉發(fā)數據包的速度。
三、IPv6增加了增強的組播（Multicast）支持以及對流的控制（Flow Control），這使得網(wǎng)絡(luò )上的多媒體應用有了長(cháng)足發(fā)展的機會(huì )，為服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò )平臺。
四、IPv6加入了對自動(dòng)配置（Auto Configuration）的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴展，使得網(wǎng)絡(luò )（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。
五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò )中用戶(hù)可以對網(wǎng)絡(luò )層的數據進(jìn)行加密并對IP報文進(jìn)行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。極大的增強了網(wǎng)絡(luò )的安全性。
六、允許擴充。如果新的技術(shù)或應用需要時(shí)，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴充。
七、更好的頭部格式。IPv6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開(kāi)，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數據之間。這就簡(jiǎn)化和加速了路由選擇過(guò)程，因為大多數的選項不需要由路由選擇。
八、新的選項。IPv6有一些新的選項來(lái)實(shí)現附加的功能。
應用前景
視頻監控
IPv6帶來(lái)地址的極大豐富，大量部署網(wǎng)絡(luò )攝像頭成為可能，且可方便地進(jìn)行管理和控制。通過(guò)對IPv6協(xié)議的支持，網(wǎng)絡(luò )攝像終端具有更強生命力。視頻監控已經(jīng)開(kāi)始展現出蓬勃的生命力，而規模化、可運營(yíng)的監控網(wǎng)絡(luò )則為運營(yíng)商提供了廣闊的商機。
智能終端、物聯(lián)網(wǎng)
隨著(zhù)PDA、智能手機等個(gè)人終端聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，越來(lái)越多的電子設備都有了聯(lián)網(wǎng)功能的需求，包括：個(gè)人智能終端、工業(yè)傳感器、自動(dòng)售貨機、汽車(chē)等，由此將產(chǎn)生巨大的IP地址的需求。IPv6的“即插即用”的地址分配方式及巨大的地址空間可以滿(mǎn)足智能終端的需求。
智能家庭網(wǎng)絡(luò )
基于CNGI的家庭網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò )中會(huì )包括智能家電、流媒體應用系統、視頻監控系統、家居控制系統等多樣化的組件，集通信、娛樂(lè )、控制應用于一體。結合IPv6技術(shù)可以更方便地實(shí)現智能家庭網(wǎng)絡(luò )的部署。
3G業(yè)務(wù)
普遍認為IPv6將是發(fā)展3G移動(dòng)通信的必要工具。3G標準制訂組織3GPP于2000年5月決定在下一代移動(dòng)技術(shù)中采用IPv6，預計在3G手機上將率先使用IPv6。
從目前國內外的應用情況來(lái)看，IPv6業(yè)務(wù)已經(jīng)有了很大進(jìn)展，運營(yíng)商、設備提供商、科研機構的積極參與使得IPv6向大規模商用邁進(jìn)。市場(chǎng)是技術(shù)最好的驅動(dòng)力，相信伴隨部署和應用的逐步展開(kāi)，IPv6的優(yōu)勢將在具體應用中得到越來(lái)越突出的顯現。
IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫(xiě)，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force）設計的用于替代現行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4（簡(jiǎn)稱(chēng)為IPv4），它的下一個(gè)版本就是IPv6。
IPV6產(chǎn)生背景
Internet協(xié)議的第四版（IPv4）為T(mén)CP/IP族和Internet提供了基本的通信機制。IP技術(shù)已經(jīng)廣泛應用了10年，互聯(lián)網(wǎng)的影響已經(jīng)滲透到社會(huì )的各個(gè)方面。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也成為國家信息化和現代化建設的重要部分，并產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。隨著(zhù)Internet的指數增長(cháng)，互聯(lián)網(wǎng)的體系結構有NSFNET核心網(wǎng)絡(luò )演變?yōu)镮SP（Internet Service Provider，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )提供商）運營(yíng)的分散的體系結構。當前互聯(lián)網(wǎng)面臨的一個(gè)嚴峻問(wèn)題是地址消耗嚴重，即沒(méi)有足夠的地址來(lái)滿(mǎn)足全球的需要。IPv4的問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)，32位的IP地址空間枯竭、路由表急劇膨脹、路由選擇效率不高、對網(wǎng)絡(luò )安全和多媒體應用的支持不夠，配置復雜，對移動(dòng)性支持不好，很難開(kāi)展端到端的業(yè)務(wù)等，這些問(wèn)題已經(jīng)成為制約互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要障礙。而IETF開(kāi)發(fā)的IPv6下一代網(wǎng)絡(luò )徹底、有效地解決了目前IPv4所存在的上述問(wèn)題。
IPv6新特性
擴展的地址空間
IPv6的地址結構中除了把32位地址空間擴展到了128位以外，還對IP主機可能獲得的不同類(lèi)型地址作了一些調整。IPv4中用于制定一個(gè)網(wǎng)絡(luò )接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機偵聽(tīng)的組播地址基本不變。在IPv6的龐大地址空間中，目前全球聯(lián)網(wǎng)設備已分配掉的地址僅占其中極小一部分，有足夠的余量可供未來(lái)的發(fā)展之用，同時(shí)由于有充足可用的地址空間，NAT之類(lèi)的地址轉換技術(shù)將不再需要。
簡(jiǎn)化的包頭
IPv6中包括總長(cháng)為40字節的8個(gè)字段。它與IPv4包頭的不同在于，IPv4中包含至少12個(gè)不同字段，且長(cháng)度在沒(méi)有選項時(shí)為20字節，但在包含選項時(shí)可達60字節。IPv6使用了固定格式的包頭并減少了需要檢查和處理的字段的數量，這將使得選路的效率更高。
流
在IPv4中，對所有包大致同等對待，這意味著(zhù)每個(gè)包都是由中間路由器按照自己的方法來(lái)處理。路由器并不跟蹤任意兩臺主機間發(fā)送的包，因此不能記住如何對將來(lái)的包進(jìn)行處理。IPv6實(shí)現了流概念，其定義為：流指的是從一個(gè)特定源發(fā)向一個(gè)特定目的地的包序列，源點(diǎn)希望中間路由器對這些包進(jìn)行特殊處理。路由器需要對流進(jìn)行跟蹤并保持一定的信息，這些信息再流中的每個(gè)包中都是不變的。這種方法使路由器可以對流中的包進(jìn)行高效處理。對流中的包的處理可以與其他包不同。但無(wú)論如何，對于它們的處理更快，因為路由器無(wú)需對每個(gè)包頭重新處理。
身份驗證和保密
IPv6全面支持IPSec，這要求提供基于標準的網(wǎng)絡(luò )安全解決方案，以便滿(mǎn)足和提高不同的IPv6實(shí)現之間的協(xié)同工作能力。IPv6使用了兩種安全性擴展：IP身份驗證頭（AH）和IP封轉安全性?xún)艉桑‥SP）。
應用優(yōu)勢
與IPV4相比，IPV6具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：
一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規定IP地址長(cháng)度為32，最大地址個(gè)數為2^32；而IPv6中IP地址的長(cháng)度為128，即最大地址個(gè)數為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個(gè)。
二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循聚類(lèi)（Aggregation）的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄（Entry）表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(cháng)度，提高了路由器轉發(fā)數據包的速度。
三、IPv6增加了增強的組播（Multicast）支持以及對流的控制（Flow Control），這使得網(wǎng)絡(luò )上的多媒體應用有了長(cháng)足發(fā)展的機會(huì )，為服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò )平臺。
四、IPv6加入了對自動(dòng)配置（Auto Configuration）的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴展，使得網(wǎng)絡(luò )（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。
五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò )中用戶(hù)可以對網(wǎng)絡(luò )層的數據進(jìn)行加密并對IP報文進(jìn)行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。極大的增強了網(wǎng)絡(luò )的安全性。
六、允許擴充。如果新的技術(shù)或應用需要時(shí)，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴充。
七、更好的頭部格式。IPv6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開(kāi)，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數據之間。這就簡(jiǎn)化和加速了路由選擇過(guò)程，因為大多數的選項不需要由路由選擇。
八、新的選項。IPv6有一些新的選項來(lái)實(shí)現附加的功能。
應用前景
視頻監控
IPv6帶來(lái)地址的極大豐富，大量部署網(wǎng)絡(luò )攝像頭成為可能，且可方便地進(jìn)行管理和控制。通過(guò)對IPv6協(xié)議的支持，網(wǎng)絡(luò )攝像終端具有更強生命力。視頻監控已經(jīng)開(kāi)始展現出蓬勃的生命力，而規模化、可運營(yíng)的監控網(wǎng)絡(luò )則為運營(yíng)商提供了廣闊的商機。
智能終端、物聯(lián)網(wǎng)
隨著(zhù)PDA、智能手機等個(gè)人終端聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，越來(lái)越多的電子設備都有了聯(lián)網(wǎng)功能的需求，包括：個(gè)人智能終端、工業(yè)傳感器、自動(dòng)售貨機、汽車(chē)等，由此將產(chǎn)生巨大的IP地址的需求。IPv6的“即插即用”的地址分配方式及巨大的地址空間可以滿(mǎn)足智能終端的需求。
智能家庭網(wǎng)絡(luò )
基于CNGI的家庭網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。未來(lái)家庭網(wǎng)絡(luò )中會(huì )包括智能家電、流媒體應用系統、視頻監控系統、家居控制系統等多樣化的組件，集通信、娛樂(lè )、控制應用于一體。結合IPv6技術(shù)可以更方便地實(shí)現智能家庭網(wǎng)絡(luò )的部署。
3G業(yè)務(wù)
普遍認為IPv6將是發(fā)展3G移動(dòng)通信的必要工具。3G標準制訂組織3GPP于2000年5月決定在下一代移動(dòng)技術(shù)中采用IPv6，預計在3G手機上將率先使用IPv6。
從目前國內外的應用情況來(lái)看，IPv6業(yè)務(wù)已經(jīng)有了很大進(jìn)展，運營(yíng)商、設備提供商、科研機構的積極參與使得IPv6向大規模商用邁進(jìn)。市場(chǎng)是技術(shù)最好的驅動(dòng)力，相信伴隨部署和應用的逐步展開(kāi)，IPv6的優(yōu)勢將在具體應用中得到越來(lái)越突出的顯現。
