IPv6

简介: IPv6地址和简介

IPv6 地址:

国际电信联盟预测,到 2016 年年底,全球使用网络的人口将达到 35 亿,我国使用网络约 5.4 亿人,目前采用的 IPv4 协议仅能提供约 2.5 亿个 IP 地址。虽然目前的网络地址转换及无类别域间路由等技术可延缓网络地址匮乏的现象,但为了解决根本问题,从 1990年开始,互联网工程任务小组开始规划 IPv4 的下一代协议,除要解决即将遇到的 IP 地址短缺问题外,还要发展更多的扩展,为此 IETF 小组创建 IPng,以让后续工作顺利进行。1994 年,各 IPng 领域的代表们于多伦多举办的 IETF 会议中正式提议 IPv6 发展计划,该提议直到同年的 11 17 日才被认可,并于 1998 8 10 日成为 IETF 的草案标准,最终 IPv6 1998 12 月被互联网工程研究团队通过公布互联网标准规范(RFC2460)的方式定义出台。IPv6 的计划是创建未来互联网扩充的基础,其目标是取代 IPv4

虽然 IPv6 1994 年就已被 IETF 指定作为 IPv4 的下一代标准,但由于早期的路由器、防火墙、企业的企业资源计划系统及相关应用程序皆需改写,所以在世界范围内使用 IPv6部署的公众网与 IPv4 相比还非常少,技术上仍以双架构并存居多。

IPv6 介绍:

IPv6 具有比 IPv4 大得多的编码地址空间。这是由于 IPv6 采用了 128 位的地址,而 IPv4使用的是 32 位,新增的地址空间支持 2128(约 3.4×1038)个地址,这样大的地址空间,按地球人口 70 亿人计算,每人平均可分得约 4.86×1028 IPv6 地址。

1. IPv6 的特点:

1) 扩大了地址空间。IPv6 128 位地址长度形成了一个巨大的地址空间,几乎可以不受限制地为所有网络设备提供一个全球唯一的 IP 地址。

(2) 全新的地址配置方式。IPv6 支持手工地址配置、有状态自动地址配置和无状态自动地址配置。所谓有状态自动地址配置,是利用专用的地址分配服务器动态分配 IPv6地址。而在无状态自动地址配置中,网络中的主机能自动给自己配置 IPv6 地址,即在以上链路中,所有主机不用人工干预就可以进行通信。

(3) 提高了网络的整体吞吐量。

(4) 服务质量得到很大改善。

(5) 安全性有了更好的保证。IPv6 协议内置安全机制,且已经标准化,支持对企业网的无缝远程访问。

(6) 全新的邻居发现协议。邻居发现协议是 IPv6 中的一个新的机制,是用来管理相邻节点之间交互的,邻居发现协议使用更加有效的单播和组播报文,取代了 IPv4 中的地址解析协议 ARPICMP 路由器发现和 ICMP 路由器重定向。它在无状态自动地址配置中起到了重要的作用。

(7) 支持即插即用和移动性。基于移动 IPv6 协议集成的 IP 层移动功能具有很重要的优点。尽管 IPv4 中也存在一个类似的移动协议,但面对数量庞大的移动终端,IPv4 没有足够的地址空间可以为每个移动终端分配地址。移动 IPv6 提供了足够的地址空间,可以为在公共互联网上运行的每个移动终端分配一个 IPv6 地址,在全球范围内解决了有关网络和访问技术之间的移动性问题。

(8) 更好地实现了多播功能。

2. IPv6 的应用:

IPv6 的一个重要应用是网络实名制下的互联网:身份证 VleID VIEID(电子身份标识)。基于 IPv4 的网络之所以难以实现网络实名制,一个重要原因是 IP 资源的共用,由于 IP 资源不够,不同的人在不同时间段共用一个 IPIP 和上网用户无法实现一一对应。

IPv6 的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题,由于 IP 资源不再紧张,运营商有足够多的 IP 资源,运营商受理入网申请时,可以直接给该用户分配一个固定 IP地址,实际上实现了实名制,即一个真实用户和一个 IP 地址的一一对应。

当一个上网用户的 IP 固定后,任何时间做的任何事都和一个唯一 IP 绑定,并且无法否认。在多种 IPv6 应用中,物联网应用覆盖了智慧农业、智能环保、智能建筑、智能交通等广泛领域,提供“无所不在的连接和在线服务”,包括在线监测、定位追溯、报警联动、指挥调度、远程维保等服务。

3. IPv6 的优势:

IPv4 相比,IPv6 具有以下几个优势。

1IPv6 具有更大的地址空间。IPv4 采用 32 位地址长度,约有 43 亿地址,而 IPv6采用 128 位地址长度可以忽略不计无限制的地址,有足够的地址资源。地址的丰富将完全解决 IPv4 互联网应用上的很多限制,如 IP 地址,每一个电话,每一个带电的东西都可以有一个 IP 地址,于是真正形成一个数字家庭的家庭。IPv6 的技术优势,目前在一定程度上可解决 IPv4 互联网存在的问题,这是使得 IPv4 IPv6 演进的重要动力之一。

(2IPv6 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。

(3IPv6 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(Quality of ServiceQoS)控制提供了良好的网络平台。

(4IPv6 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。

(5IPv6 具有更高的安全性。在使用 IPv6 的网络中,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,极大地增强了网络的安全性。

(6) 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。

(7) 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。

(8) 新的选项。IPv6 有一些新的选项来实现附加的功能。

4. IPv6 关键技术:

1IPv6DNS 技术。DNS IPv6 网络与 IPv4DNS 的体系结构,是统一树状型结构的域名空间的共同拥有者。在从 IPv4 IPv6 的演进阶段,正在访问的域名可以对应于多个 IPv4 IPv6 地址,随着 IPv6 网络的普及,IPv6 地址将逐渐取代 IPv4 地址。

(2IPv6 路由技术。IPv6 路由查找与 IPv4 的原理一样,是最长的地址匹配原则,选择最优路由还允许地址过滤、聚合、注射操作。原来的 IPv4IGP BGP 的路由技术,如ISISOSPFv2 DBGP-4 动态路由协议一直延续 IPv6 网络中,使用新的 IPv6 协议,新的版本分别是 ISISv6OSPFv3.BGP4+

(3IPv6 安全技术。相比 IPv4IPv6 没有新的安全技术,但更多的 IPv6 协议通过128 字节的、IPsec 报文头包的、ICMP 地址解析和其他安全机制来提高网络的安全性。IPv6和 IPv4 的互联网体系改革,重点是修正 IPv4 的缺点。在不同数据流的 IPv4 大规模的更新浪潮的咨询服务中,IPv6 将进一步改善互联网的结构和性能,满足现代社会的需要。

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