HOME > NETLINK ARTICLE >光端機技術

IPv6産生背景擴展的地址空間與應用優勢

發布時間:2014-05-08

 

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯爲“互聯網協議”。IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用于替代現行版本IP協議(IPv4)的下壹代IP協議。目前IP協議的版本號是4(簡稱爲IPv4),它的下壹個版本就是IPv6。
IPV6産生背景
Internet協議的第四版(IPv4)爲TCP/IP族和Internet提供了基本的通信機制。IP技術已經廣泛應用了10年,互聯網的影響已經滲透到社會的各個方面。同時,互聯網的發展也成爲國家信息化和現代化建設的重要部分,並産生了重大的經濟效益和社會效益。隨著Internet的指數增長,互聯網的體系結構有NSFNET核心網絡演變爲ISP(Internet Service Provider,互聯網絡提供商)運營的分散的體系結構。當前互聯網面臨的壹個嚴峻問題是地址消耗嚴重,即沒有足夠的地址來滿足全球的需要。IPv4的問題逐漸顯露出來,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、對網絡安全和多媒體應用的支持不夠,配置複雜,對移動性支持不好,很難開展端到端的業務等,這些問題已經成爲制約互聯網發展的重要障礙。而IETF開發的IPv6下壹代網絡徹底、有效地解決了目前IPv4所存在的上述問題。
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型地址作了壹些調整。IPv4中用于制定壹個網絡接口的單播地址和用于指定由壹個或多個主機偵聽的組播地址基本不變。在IPv6的龐大地址空間中,目前全球聯網設備已分配掉的地址僅占其中極小壹部分,有足夠的余量可供未來的發展之用,同時由于有充足可用的地址空間,NAT之類的地址轉換技術將不再需要。
簡化的包頭
IPv6中包括總長爲40字節的8個字段。它與IPv4包頭的不同在于,IPv4中包含至少12個不同字段,且長度在沒有選項時爲20字節,但在包含選項時可達60字節。IPv6使用了固定格式的包頭並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。

在IPv4中,對所有包大致同等對待,這意味著每個包都是由中間路由器按照自己的方法來處理。路由器並不跟蹤任意兩台主機間發送的包,因此不能記住如何對將來的包進行處理。IPv6實現了流概念,其定義爲:流指的是從壹個特定源發向壹個特定目的地的包序列,源點希望中間路由器對這些包進行特殊處理。路由器需要對流進行跟蹤並保持壹定的信息,這些信息再流中的每個包中都是不變的。這種方法使路由器可以對流中的包進行高效處理。對流中的包的處理可以與其他包不同。但無論如何,對于它們的處理更快,因爲路由器無需對每個包頭重新處理。
身份驗證和保密
IPv6全面支持IPSec,這要求提供基于標准的網絡安全解決方案,以便滿足和提高不同的IPv6實現之間的協同工作能力。IPv6使用了兩種安全性擴展:IP身份驗證頭(AH)和IP封轉安全性淨荷(ESP)。
應用優勢
與IPV4相比,IPV6具有以下幾個優勢:
   壹、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規定IP地址長度爲32,最大地址個數爲2^32;而IPv6中IP地址的長度爲128,即最大地址個數爲2^128。與32位地址空間相比,其地址空間增加了2^128-2^32個。
   二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配壹開始就遵循聚類(Aggregation)的原則,這使得路由器能在路由表中用壹條記錄(Entry)表示壹片子網,大大減小了路由器中路由表的長度,提高了路由器轉發數據包的速度。
   三、IPv6增加了增強的組播(Multicast)支持以及對流的控制(Flow Control),這使得網絡上的多媒體應用有了長足發展的機會,爲服務質量(QoS,Quality of Service)控制提供了良好的網絡平台。
   四、IPv6加入了對自動配置(Auto Configuration)的支持。這是對DHCP協議的改進和擴展,使得網絡(尤其是局域網)的管理更加方便和快捷。
   五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網絡中用戶可以對網絡層的數據進行加密並對IP報文進行校驗,在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。極大的增強了網絡的安全性。
   六、允許擴充。如果新的技術或應用需要時,IPV6允許協議進行擴充。
   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,如果需要,可將選項插入到基本頭部與上層數據之間。這就簡化和加速了路由選擇過程,因爲大多數的選項不需要由路由選擇。
   八、新的選項。IPv6有壹些新的選項來實現附加的功能。
應用前景
視頻監控

IPv6帶來地址的極大豐富,大量部署網絡攝像頭成爲可能,且可方便地進行管理和控制。通過對IPv6協議的支持,網絡攝像終端具有更強生命力。視頻監控已經開始展現出蓬勃的生命力,而規模化、可運營的監控網絡則爲運營商提供了廣闊的商機。
智能終端、物聯網
隨著PDA、智能手機等個人終端聯入互聯網,越來越多的電子設備都有了聯網功能的需求,包括:個人智能終端、工業傳感器、自動售貨機、汽車等,由此將産生巨大的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足智能終端的需求。
智能家庭網絡
基于CNGI的家庭網絡是壹個研究的熱點。未來家庭網絡中會包括智能家電、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、控制應用于壹體。結合IPv6技術可以更方便地實現智能家庭網絡的部署。
3G業務
普遍認爲IPv6將是發展3G移動通信的必要工具。3G標准制訂組織3GPP于2000年5月決定在下壹代移動技術中采用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看,IPv6業務已經有了很大進展,運營商、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。市場是技術最好的驅動力,相信伴隨部署和應用的逐步展開,IPv6的優勢將在具體應用中得到越來越突出的顯現。


文章来源 :http://www.net-link.com.cn


轉載請注明來自:NETLINK