IPv6應用前景及技術過渡淺析

摘 要：IP地址即將耗盡的今天，互聯網要進一步的發展下去需要新技術的支持，IPv6作為新一代網絡的核心協議，將解決現有IPv4網絡的諸多問題 ，推動電子技術和網絡技術的深遠發展。本文闡述了IPv6相對于IPv4的優勢特點，探討IPv4到IPv6的過渡技術，展望IPv6的應用前景。

關鍵詞：IPv6；優勢；技術過渡；應用前景

中圖分類號：G202 文獻標識碼：A 文章編號：1672-8122（2012）01-0106-02

隨著信息全球化的深入，互聯網用戶數量正爆炸性激增，以致原有的IPv4協議已不能滿足用戶們對互聯網資源的巨大需求。據悉，目前IPv4地址空間或已耗盡，人們將面臨的是網速變慢，網絡擁堵不堪的局面，尤其是使用移動互聯網終端的用戶將出現無法上網的可能。

因此，早在20世紀末人們就開始著手研究新一代的IP協議，通過對傳統IP協議的改進修正，新一代的IP協議IPng第六版（IPv6）呈現在了人們面前。IPv6的問世可以解決傳統IP技術的諸多瓶頸，尤其是地址空間不足的問題。從2011年6月8日開始網絡搜索引擎谷歌公司和社交網站“FaceBook”等網站將率先啟動IPv6協議系統，為用戶和工程師提供IPv6的測試和分析平臺，屆時IPv6將正式步入人們的網絡生活中。

一、目前IPv4的主要問題

IPv4定義的IP地址長度為32位，共有232（約43億）個IP地址可供人們使用，但實際上傳統IPv4地址分為A、B、C、D、E五大類，其中只有約85%的地址可供分配使用，其余15%特殊地址則是不能被分配的[1]。這種以“類”進行分配的機制造成了資源的極大浪費。此外，采用非拓撲結構的形式來分配地址空間使得路由表急劇膨脹，管理路由表的算法超線性增長，消耗了大量的網絡資源，很大程度上降低了網絡效率和穩定性。安全性方面，IPv4的安全機制非常薄弱，大多只建立在應用程序級，對IP層保護手段十分有限，致使地址沖突、盜用地址等問題層出不窮。并且，IPv4在諸如移動性能、端對端業務模式等服務質量方面存在先天不足。這一系列的缺陷使IPv4必然將成為歷史。

二、IPv6技術優勢

（一）海量的地址空間

IPv6最突出的優勢就是從根本上解決了IPv4地址空間匱乏的問題。IPv6采用的是128位地址長度，有2128個（相當于1000個/平方米地球表面）地址可供分配使用，可以讓每一個連上互聯網的電子設備都擁有固定IP地址。

（二）地址分配更為合理，提高網絡效率

以“聚合”原則及“地址前綴+前綴長度”的策略進行分配地址的IPv6支持多級別的地址層次，并采用了層次化的地址結構，簡化了路由表，有利于骨干網路由器對數據的快速轉發，節約了網絡資源，提高了運行效率，層次分明的網絡地址更利于管理。

（三）即插即用的連網功能

IPv6提供了兩種IP地址配置模式：通過DHCP服務器進行配置的全狀態自動配置和引入重配置技術的IPv6獨有的無狀態自動配置[2]。可在無人值守狀態下實現IP地址等信息的自動增刪和更新重置，減輕了網絡尤其是局域網的管理負擔，提高了管理性。

（四）更全面的安全防范手段

IPv6強制實施了安全協議IPSec并把其標準化，使其可對網絡層進行加密、認證并校驗IP報文，可防止數據傳輸過程中被惡意篡改、機密被竊取等安全事件的發生。從本質上極大的提高了網絡的安全性。

（五）能承載更多有服務質量保證（QoS）的端對端業務

IPv6相比傳統的IPv4具有更好的移動性，他將對移動性的支持作為必需協議內嵌在IP協議中，取消了異地代理，支持路由優化。IPv6的多播功能及RSVP（資源預留協議）使實時端對端應用業務（如音視頻、移動通信等）的服務質量（QoS）有了保證。為電子技術的網絡應用提供了有力的平臺，使網絡成為真正意義上的寬帶網。

三、IPv4到IPv6的過渡

由于目前Internet龐大的用戶基數，各種網絡設備和運營設備均采用的IPv4技術，IPv6要替換傳統的IPv4需要很長的過渡期，在循序漸進的過渡過程中，IPv4地址和IPv6地址必須共存。要解決IPv6之間的通信問題以及IPv4與IPv6之間通信的問題，現階段主流技術方案有三：雙協議棧（Dual Stack）、隧道技術（Tunnel）和NAT-PT。

（一）雙棧技術

具有雙棧的主機和路由器，其下用戶協議網絡層可同時支持IPv6和IPv4兩種協議，無需大改下層的網絡接口層和上層的傳輸層就可與IPv6和IPv4兩種系統進行通信，易通性好。但是該技術對網絡依賴性較大，需IPv6網絡的支持，對硬設要求較高。

（二）隧道技術

該技術是利用現有的IPv4網絡將IPv6數據包封裝在IPv4數據包中進行傳送。好比在隧道兩端放置翻譯包，入隧道時將IPv6數據封包為IPv4數據傳送，出隧道時再解包還原為IPv6數據。隧道技術可控性較強，管理員可直接控制和本機連接的隧道，但隧道配置繁瑣，終端用戶在網絡復雜的狀況下難以工作。

（三）網絡地址/協議轉換技術（NAT-PT）

NAT-PT通過與SIIT（無狀態IP/ICMP轉換）協議轉換和傳統IPv4下的NAT（動態地址轉換），與ALG（應用層網關）相結合，實現純IPv4和純IPv6主機間的相互通信[3]。該技術無需對IPv4和IPv6升級改造，但某些協議字段在轉化過程中會失去原含義，影響端對端的安全性。無論哪種過渡技術都有其自身的局限性，在復雜的網絡狀態下需將不同的過渡技術進行綜合使用才能達到過渡的目的。

（四）IPv6的發展前景

IPv6協議解決了現有IPv4的諸多問題，其獨特的功能如自動配置、加強組播、支持移動IP、QoS、IPSec等將為各種網絡價值構想提供強力的技術支持[4]。尤其在及時性流媒體的保真傳輸、對網絡安全高要求的電子商務、以網絡為載體的移動通信、電子智能終端、高速家庭網絡等領域都有著極為廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]李永鋒.基于IPv4與IPv6技術相結合高校校園網絡建設[J].現代電子技術，2009(18).

[2]徐宇杰.IPv6深入分析[M].北京:清華大學出版社，2009.

[3]楊云江，高鴻峰.IPv6技術與應用[M].北京:清華大學出版社，2010.