1、1的发展过程中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1673-0992(2009)03-0090-01 摘要：随着 Internet 的发展，IPv4 协议的各种问题逐渐暴露出来，本文论述了 IPv4 的局限性以及 Ipv6 的由来。介绍了 IPv6 协议的主要特，最，论述了当前 IPv4 向 Ipv6 演进的几种技术。 关键词：IPv4 IPv6 双协议栈 隧道技术 1 IPv6 的由来 Internet 协议的第 4 版(IPv4)为 TCPIP 族和 Internet 提供了基本的通信机制。IP 技术已经广泛应用了 10 多年，随着 Internet 的指数增长，互联网的体系结构由
2、NSFNET 核心网络演变为由 ISP(Internet Service Provider，互联网服务提供商)运营的分散的体系结构，互联网几乎覆盖了全球的每一个角落。当前互联网面 l 临的一个严峻问题是地址消耗，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，32bit 的 IP 地址空间枯竭、网络号码匾乏、路由表急剧膨胀、对网络安全和多媒体应用的支持不够等。IETF 开发的下一代 Internet 协议IPv6 基本能解决目前 IPv4 所存在的主要弊病的。 22 IPv4 的局限性 IPv4 协议规定，每个互联网上的主机和路由器都有一个 32bit 的 IP地址，它包括网络
3、号和主机号，这一编码组合是唯一的，用于 IP 分组的源地址和目的地址字段。IP 地址被分为 5 类。把 IP 地址分成两部分的好处是使路由器中的选路表不致太大。路曲器不必为每个目的主机维持一个路由选择表项，而为每个网络维护一个路由选择表项，当进行选路时。只检查目的地址的网络部分。 实际上 IPv4 地址这种网络号主机号的模式有两个致命的弱点：地址空间的浪费和过度的路由负担。 除了地址空间方面的局限外，IPv4 在提供满足新的应用的性能和安全性方面也存在着一些局限性，IPv4 的数据包最大只能是 64k 字节。这对一些需要高速、实时传输的应用，如多媒体应用是不够的。另外，IPv4 不能提供路由器
4、级的安全性，这对诸如电子商务等对安全性要求很高的应用也是不够的。 近几年来，随着 Internet 规模的急剧膨胀，信息量的加大以及Internet 上新的应用的出现，人们对 IP 协议的地址空间、性能以及安全性等方面有了新的需求。而原有的 IPv4 已远不能适应这些新的需求，其中最尖锐的问题就是不断增长的对互联网地址资源的巨大需求与 IPv4 地址空间不足之间的矛盾，目前可用的 IPv4 地址已经分配了 70左右，而且 B 类地址已经基本耗尽。为了满足需要人们设计了 IP 协议的下一版本3IPv6。 3 IPv6 的特点 一，IPv6 具有更大的地址空间。IPv4 中规定 IP 地址长度为
5、32，即有 232-1(符号表示升幂，下同)个地址；而 IPv6 中 IP 地址的长度为128，即有 2128-1 个地址。 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)支持以及对流的支持(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(OoS，Quality of Service)控制提供了良好的网络平台。 四，IPv6 加
6、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，极大的增强了网络的安全性。 4 IPv4 向 IPv6 的演进技术 4为了保护在 IPv4 上的大量投资，IPv6 应该能与 IPv4 的主机和路由器共存。对 Internet 上所有 IPv4 节点的演进不可能在同一时刻完成，IPv6 必须与 IPv4 兼容，对 IPv4 网络节点的演进才能根据实际情况逐步地进行。目标是所有的网络节点都运行
7、 IPv6，充分发挥 IPv6 在地址空间、性能和安全性等方面的优势。为了保证平滑的演进。IPv6 在设计时必须考虑以下四个目标。 1、逐步演进：已有的 IPv4 网络节点可以随时演进，而不受限于相关网络节点运行 IP 协议的版本。 2、逐步部署：新的 IPv6 网络节点可以随时增加到网络中。 3、地址兼容：当 IPv4 网络节点演进到 IPv6 时，IPv4 的 IP 地址还可以继续使用。 4、降低费用：在演进时，只需很低的费用和很少的准备工作。 为了实现以上四个目标，IETF 推荐了双协议栈、隧道技术等演进方案。 4.1 双协议栈 双协议栈是指在完全过渡到 IPv6 之前，使一部分主机或路
8、由器装有两个协议栈。一个 IPv4 和一个 IPv6。双协议栈主机或路由器既能够和IPv6 的系统通信，又能够和 IPv4 的系统通信。双协议栈主机在和 IPv6主机通信时采用 IPv6 地址，在和 IPv4 主机通信时采用 IPv4 地址。双协议栈主机可以通过对域名系统 DNS 的查询知道目的地主机是采用哪一种地址。若 DNS 返回的是 IPv4 地址。双协议栈的源主机就使用 IPv4 地址。但当 DNS 返回的是 IPv6 地址时，源主机就使用 IPv6 地址。 54.2 隧道技术 隧道机制就是必要时将 IPv6 数据包做为数据封装在 IPv4 数据包里。使 IPv6 数据包能在已有的 IPv4 基础设施上传输。隧道对于源站点和目的站点是透明的，在隧道的入口处，路由器将 IPv6 的数据分组封装如IPv4 中，该 IPv4 分组的源地址和目的地址分别是隧道人口和出口的IPv4 地址，在隧道出口处，再将 IPv6 分组取出转发给目的站点。 5 结束语 由于 Internet 的规模以及目前网络中数量庞大的 IPv4 用户和设备，IPv4 到 v6 的过渡不可能一次性实现。而且，目前许多企业和用户的日常工作越来越依赖于 Internet，它们无法容忍在协议过渡过程中出现的问题。所以 IPv4 到 v6 的过渡必须是一个循序渐进的过程。但是居多因素表明 IPv6 时代就要来临。
