IPv6的主要特点
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摘要:ipv6的主要特点包括128位地址扩展空间、数据包头的简化和可扩展性、用新协议处理邻节点、完善的服务质量、良好的安全性、自动地址配置、良好的可移动性、高效的路由寻址和全新地址管理方案。
关键词:IPv6;特点
中图分类号:TP393.04文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 11-0000-01
The Main Feature of IPv6Zhang Dan,Jiang Chunxin(Baicheng Branch of China Unicom Ltd,Baicheng137000,China)
Abstract:IPv6 key features include 128-bit extended address space,simplified header and scalability,the new agreement dealing with the neighbor nodes,and improve service quality,good security,auto-address configuration,good mobility,high new routing addressing and address management program.
Keywords:IPv6;Features
IPv6是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议,它是“Internet Protocol Version 6”缩写,也被称作下一代互联网协议。作者综合文献[1,2],将IPv6的主要特点介绍如下。
一、128位地址扩展空间
IPv6协议将IP地址位数从32位扩大到128位,理论上能提供2128个地址。彻底解决了IPv4地址不足的问题。IPv6的目标是:通过1012个网络连接1015台计算机。这样庞大的地址空间能够完全满足互联网的增长需求,不但每个人可以拥有一个IP地址,还可以使所有的通信设备、移动设备诸如电视、电话、手机甚至手表都可以分配一个IP地址并接入Internet。同时IPv6采用了分级地址模式,地址层次丰富。IPv6支持的更科学的层次结构还支持一些新业务,如优化的IP层移动或广播服务。在IPv6互联网络上,这些服务一开始就可以在全球范围内实现。而IPv4就几乎没有这种灵活性。
二、数据包头的简化和可扩展性
IPv6对数据包头进行了简化,尽量避免那些很少使用的区域静态地址空间,尽管IPv6地址的位数是IPv4的4倍,但报头却只有IPv4的2倍。报头控制域由IPv4的12个减少为8个。同时IPv6采用了固定格式的报头,简化了路由器的操作,降低了路由器处理分组的开销,这将使得选路的效率更高。IPv6数据报头种使用了“NextHeader”域,指向数据报头的扩展部分,使得基本报头之后还可以附加不同类型的扩展报头,为定义可选项以及新功能提供了灵活性。另外IPv6报头还包含了一些IPv4所不具备的选项,可以提供新的功能。
三、用新协议处理邻节点
IPv6的邻居发现(ND)协议是一系列的IPv6网络控制报文协议(ICMP)报文,用来管理相邻节点,即同一链路上的节点之间的交互。它基于ICMPv6,使用更加有效的多播和单播的邻居发现报文,取代了IPv4址解析协议(ARP)、ICMPv4路由器发现报文以及ICMPv4重定向报文。
四、完善的服务质量(Qos)
IPv6提供对服务质报的支持,报头中的8位流类别字段可以支持多达64种业务;20位流标签字段可以对多媒体数据流提供良好的标记和支持。确保所必需带宽,以保证可靠的实时报文传输。由于数据流类别信息包含在IPv6的基本报头中,即使是IPSec加密的数据报文也可以获得服务质量的支持。尽管对这个流标志的准确引用还没有制定出有关标准,但将来它会用于基于服务级别的系统。在其它方面,IPv6也有助于改进服务质量。这主要表现在支持“时时在线”连接,防止服务中断以及提高网络性能方面。
五、良好的安全性
IPv6协议利用数据报头的扩展部分可以提供路由级的安全性。IPv6把IPSec作为标准特性集成到自身协议中,并通过它提供网络层的安全性。IPSec提供认证和加密两种机制,分别实现了认证报头(AH)和封装安全载荷报头(ESP)。认证机制使IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份以及数据在传输过程中是否遭到改动。加密机制通过对数据进行编码来保证数据的机密性,以防数据在传输过程中被他人截获而失密。IPSec的认证报头定义了认证的应用方法,封装安全载荷报头定义了加密和可选认证的应用方法。在IPv6报文中,认证报头和封装安全载荷报头都是扩展报头,可以同时使用,也可以单独使用其中一个。
六、自动的地址配置
IPv6支持无状态和有状态(DHCPv6)两种地址自动配置的方式。这不仅减轻了网络地址分配管理的负担,而且支持移动节点。无状态地址自动配置是IPv6的一个重要特性,在此方式下,需要配置地址的节点使用邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址后使用即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球唯一的路由地址。
七、高效的路由寻址
在IPv4中通过无类别域间路由(CIDR)技术缓解了IP地址的消耗速度,使路由器中路由表的膨胀也得到了一定抑制,但在网络路由的寻址效率方面仍然不尽人意。IPv6通过网络地址的层次化划分,极大减小了路由器中路由表的大小,从而减少了路由器中数据的存储容量和CPU的负担,极大地提高了查表的效率和IP分组报文的转发速度。
八、全新地址管理方案
Internet主要是由美国的教育机构和政机构创立起来的,因而早期的Internet发展使得IPv4地址的分配出现极大的不平衡,美国的一些教育机构所拥有的地址空间甚至比整个中国拥有的地址空间还多。在IPv6中,公共地址前缀被分配给地区的Internet注册机构,这些机构又根据正当的需求将地址前缀分配给不同的ISP或组织。这种新的地址管理方案使得地址在全球的分配基于地区连接要求,这将使得基于IPv6的Internet成为一个真正的全球资源。
参考文献:
[1]傅光轩,高鸿峰,卢朝晖.下一代互联网核心通信协议.贵州:贵州教育出版社,2004:182-241
[2]蒋亮,郭健.下一代网络移动IPv6技术.北京:机械工业出版社,2005:28-30