IPv6协议解析.doc

IPv6协议解析
来源：福建金钱猫学习资料
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。
IPV6产生背景
Internet协议的第四版（IPv4）为TCP/IP族和Internet提供了基本的通信机制。IP技术已经广泛应用了10年，互联网的影响已经渗透到社会的各个方面。同时，互联网的发展也成为国家信息化和现代化建设的重要部分，并产生了重大的经济效益和社会效益。随着Internet的指数增长，互联网的体系结构有NSFNET核心网络演变为ISP（Internet Service Provider，互联网络提供商）运营的分散的体系结构。当前互联网面临的一个严峻问题是地址消耗严重，即没有足够的地址来满足全球的需要。IPv4的问题逐渐显露出来，32位的IP地址空间枯竭、路由表急剧膨胀、路由选择效率不高、对网络安全和多媒体应用的支持不够，配置复杂，对移动性支持不好，很难开展端到端的业务等，这些问题已经成为制约互联网发展的重要障碍。而IETF开发的IPv6下一代网络彻底、有效地解决了目前IPv4所存在的上述问题。
IPv6新特性
扩展的地址空间
IPv6的地址结构中除了把32位地址空间扩展到了128位以外，还对IP主机可能获得的不同类型地址作了一些调整。IPv4中用于制定一个网络接口的单播地址和用于指定由一个或多个主机侦听的组播地址基本不变。在IPv6的庞大地址空间中，目前全球联网设备已分配掉的地址仅占其中极小一部分，有足够的余量可供未来的发展之用，同时由于有充足可用的地址空间，NAT之类的地址转换技术将不再需要。
简化的包头
IPv6中包括总长为40字节的8个字段。它与IPv4包头的不同在于，IPv4中包含至少12个不同字段且长度在没有选项时为20字节，但在包含选项时可达60字节。IPv6使用了固定格式的包头并减少了需要检查和处理的字段的数量，这将使得选路的效率更高。
流
在IPv4中，对所有包大致同等对待，这意味着每个包都是由中间路由器按照自己的方法来处理。路由器并不跟踪任意两台主机间发送的包，因此不能记住如何对将来的包进行处理。IPv6实现了流概念，其定义为：流指的是从一个特定源发向一个特定目的地的包序列，源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理。路由器需要对流进行跟踪并保持一定的信息，这些信息再流中的每个包中都是不变的。这种方法使路由器可以对流中的包进行高效处理。对流中的包的处理可以与其他包不同。但无论如何，对于它们的处理更快，因为路由器无需对每个包头重新处理。
身份验证和保密
IPv6全面支持IPSec，这要求提供基于标准的网络安全解决方案，以便满足和提高不同的IPv6实现之间的协同工作能力。IPv6使用了两种安全性扩展：IP身份验证头（AH）和IP封转安全性净荷（ESP）。
应用优势
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。
　　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。
应用前景
视频监控
IPv6带来地址的极大丰富，大量部署网络摄像头成为可能，且可方便地进行管理和控制。通过对IPv6协议的支持，网络摄像终端具有更强生命力。视频监控已经开始展现出蓬勃的生命力，而规模化、可运营的监控网络则为运营商提供了广阔的商机。
智能终端、物联网
随着PDA、智能手机等个人终端联入互联网，越来越多的电子设备都有了联网功能的需求，包括：个人智能终端、工业传感器、自动售货机、汽车等，由此将产生巨大的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间可以满足智能终端的需求。
智能家庭网络
基于CNGI的家庭网络是一个研究的热点。未来家庭网络中会包括智能家电、流媒体应用系统、视频监控系统、家居控制系统等多样化的组件，集通信、娱乐、控制应用于一体。结合IPv6技术可以更方便地实现智能家庭网络的部署。
3G业务
普遍认为IPv6将是发展3G移动通信的必要工具。3G标准制订组织3GPP于2000年5月决定在下一代移动技术中采用IPv6，预计在3G手机上将率先使用IPv6。
从目前国内外的应用情况来看，IPv6业务已经有了很大进展，运营商、设备提供商、科研机构的积极参与使得IPv6向大规模商用迈进。市场是技术最好的驱动力，相信伴随部署和应用的逐步展开，IPv6的优势将在具体应用中得到越来越突出的显现。