淺談IPv4和IPv6的技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展前景
[摘 要]文章通過(guò)介紹IPv4和IPv6的技術(shù)特點(diǎn)、論述IPv4和IPv6現(xiàn)狀及前景，IPv6終將代替IPv4，以適應(yīng)的需要和發(fā)展。1 IPv4的應(yīng)用現(xiàn)狀
IP地址是人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上的“身份證”，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和智能家電的廣泛使用，不管是上網(wǎng)的用戶，還是智能產(chǎn)品的信息終端，都需要擁有自己的IP地址。的全球因特網(wǎng)所采用的協(xié)議是TCP/IP協(xié)議。IP是TCP/IP協(xié)議中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。 目前IP協(xié)議的版本號(hào)是4(簡(jiǎn)稱為IPv4)，發(fā)展至今已經(jīng)使用了30多年。
IPv4的地址位數(shù)為32位，也就是最多有2的32次方的電腦可以聯(lián)到Internet上。近十年來(lái)由于互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，IP位址的需求量愈來(lái)愈大，使得IP地址的發(fā)放愈趨嚴(yán)格，各項(xiàng)資料顯示全球IPv4地址可能在很短時(shí)間內(nèi)即將消耗殆盡，最根本的解決辦法還是擴(kuò)大IP地址，采用IPv6方案，從32位的IPv4地址位過(guò)度到128位的IPv6地址位。
2 IPv6的特點(diǎn)及發(fā)展
IPv6是下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，也可以說(shuō)是下一代互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，它的提出最初是因?yàn)殡S著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，IPv4定義的有限地址空間將被耗盡，地址空間的不足必將妨礙互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。為了擴(kuò)大地址空間，擬通過(guò)IPv6重新定義地址空間。IPv6采用128位地址長(zhǎng)度，一個(gè)IPv6的IP地址由8個(gè)地址節(jié)組成，每節(jié)包含16個(gè)地址位，以4個(gè)16進(jìn)制數(shù)書(shū)寫(xiě)，節(jié)與節(jié)之間用冒號(hào)分隔。 在IPv6的設(shè)計(jì)過(guò)程中除了一勞永逸地解決了地址短缺以外，還考慮了在IPv4中解決不好的其它問(wèn)題，主要有端到端IP連接、安全性、多播、移動(dòng)性、即插即用等。
IPv6的發(fā)展是從1992年開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展時(shí)間，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)基本完善，在這個(gè)過(guò)程中，IPv6逐步優(yōu)化了協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，為業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會(huì)，歸納起來(lái)IPv6的優(yōu)勢(shì)包括如下幾個(gè)特點(diǎn)。
地址充足：IPv6產(chǎn)生的初衷主要是針對(duì)IPv4地址短缺問(wèn)題，即從IPv4的32bit地址，擴(kuò)展到了IPv6的128bit地址，充分解決了地址匱乏問(wèn)題。同時(shí)IPv6地址是有范圍的`，包括鏈路本地地址、站點(diǎn)本地地址和任意傳播地址，這也進(jìn)一步增加了地址應(yīng)用的擴(kuò)展性。
擴(kuò)展為先：引入靈活的擴(kuò)展報(bào)頭，按照不同協(xié)議要求增加擴(kuò)展頭種類，按照處理順序合理安排擴(kuò)展頭的順序，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的前部，而需要宿端處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的尾部。
層次區(qū)劃：IPv6極大的地址空間使層次性的地址規(guī)劃成為可能，同時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了各個(gè)類型地址的層次結(jié)構(gòu)，這樣既便于路由的快速查找，也有利于路由聚合，縮減IPv6路由表大小，降低網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的難度。
即插即用：IPv6引入自動(dòng)配置以及重配置技術(shù)，對(duì)于IP地址等信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增刪更新配置，提高IPv6的易管理性。
貼身安全：IPv6集成了IPSec，用于網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密，為用戶提供端到端安全，使用起來(lái)比IPv4簡(jiǎn)單、方便，可以在遷移到IPv6時(shí)同步發(fā)展IPSec。
移動(dòng)便捷：Mobile IPv6增強(qiáng)了移動(dòng)終端的移動(dòng)特性、安全特性、路由特性，降低了網(wǎng)絡(luò)部署的難度和投資，為用戶提供了永久在線的服務(wù)。
可以說(shuō)，IPv6的上述特點(diǎn)充分迎合了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)向IP融合統(tǒng)一的發(fā)展方向，并提升了IP網(wǎng)絡(luò)的可運(yùn)營(yíng)性和可管理性。
3 IPv6與IPv4相比有什么優(yōu)點(diǎn)
更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32，即有2^32-1個(gè)地址；而IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128，即有2^128-1個(gè)地址。
更小的路由表。IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循聚類(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(zhǎng)度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對(duì)流的支持(Flow-control)。這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長(zhǎng)足發(fā)展的機(jī)會(huì)，為服務(wù)質(zhì)量控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
加入了對(duì)自動(dòng)配置(Auto-configuration)的支持。這是對(duì)DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。
更高的安全性。在使用IPv6中用戶可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，這極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全。
4 IPv6的熱門(mén)
IPv6技術(shù)體系經(jīng)歷了十多年的，其標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程緩慢，嚴(yán)重了IPv6技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用體系的建立。近兩年來(lái)由于亞洲和歐洲力量的推動(dòng)，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程明顯加快，具有IPv6特性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端，以及相關(guān)的硬件平臺(tái)的推出也已加快了進(jìn)度。在這種趨勢(shì)下，IPv6的關(guān)鍵應(yīng)用將很快出現(xiàn)。
4.1 3G通訊業(yè)務(wù)
由于IP的諸多優(yōu)點(diǎn)和全球IP浪潮的沖擊，3G 演變?yōu)槿獻(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。為了滿足永遠(yuǎn)在線的需要，每一個(gè)要接入因特網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備都將需要兩個(gè)唯一的IP地址來(lái)實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)因特網(wǎng)連接，本地網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)靜態(tài)IP地址，連接點(diǎn)分配第二個(gè)IP地址用于漫游。GPRS和3G作為未來(lái)移動(dòng)通信藍(lán)圖中的核心組成部分，對(duì)IP地址的需求量極大，只有IPv6才能滿足這種需要。
4.2 多種個(gè)人智能終端
的發(fā)展帶動(dòng)了個(gè)人設(shè)備的發(fā)展，由呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)看，有聯(lián)網(wǎng)能力的集成數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻的個(gè)人智能終端將會(huì)很快出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)2～4年的發(fā)展，其規(guī)模就會(huì)相當(dāng)大，由此將產(chǎn)生巨大的對(duì)IP地址的需求，這將是過(guò)渡到IPv6的一個(gè)最大動(dòng)因。
4.3 超高速家庭網(wǎng)絡(luò)
根據(jù)Allied Business Intelligence的預(yù)測(cè)，家用網(wǎng)關(guān)的數(shù)量將從2000年的618000個(gè)增加到2005年的16.8M個(gè)，家用寬帶和ADSL設(shè)備的增長(zhǎng)也是驅(qū)動(dòng)家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的因素，很多信息技術(shù)廠商都在進(jìn)行家庭網(wǎng)絡(luò)方面的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。像IEEE 1394和藍(lán)牙這樣的新技術(shù)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)用于移動(dòng)和家庭用途，眾多擁有處理器的設(shè)備越來(lái)越具備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連的條件。
5 IPv6的應(yīng)用前景
據(jù)預(yù)測(cè)，到2006年的互聯(lián)網(wǎng)用戶將達(dá)到2億多人，在數(shù)量上將達(dá)到世界第一位。就算全部互聯(lián)網(wǎng)用戶不都是永遠(yuǎn)在線，IP地址的不足在三四年后也將被耗盡。IPv4地址枯竭后，才進(jìn)行IPv6地址的分配和IPv6的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是來(lái)不及的，應(yīng)該在IPv4地址枯竭前逐步引進(jìn)IPv6，經(jīng)過(guò)IPv6與IPv4的共存，最終全面過(guò)渡到IPv6，所以IPv6終將代替IPv4，IPv6的應(yīng)用前景是非常光明的。
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