網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPV4向IPV6的過(guò)渡與展望

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展與融合，使得互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及規(guī)模飛速發(fā)展，其中互聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)?—IPV4協(xié)議功不可沒(méi)。IPV4技術(shù)以它的簡(jiǎn)潔與有效，成就了其地位，但I(xiàn)PV4協(xié)議是1973年制定的，它的早期設(shè)計(jì)者完全沒(méi)有料到會(huì)達(dá)到今天的發(fā)展速度與規(guī)模。到了20世紀(jì)90年代，IPV4的缺陷和潛伏的危機(jī)逐漸暴露出來(lái)，其中最大的問(wèn)題是IP地址資源的緊缺，可能面臨耗盡的危險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：IPv4；IPv6；IP地址

中圖分類號(hào)：TN915.04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 18-0042-01

一、關(guān)于IPv4和IPv6

目前的因特網(wǎng)所采用的協(xié)議族是TCP/IP協(xié)議族。IP是TCP/IP協(xié)議族中網(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（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232臺(tái)的電腦可以聯(lián)到互聯(lián)網(wǎng)上。近年來(lái)由于互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，IP地址的需求量愈來(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地址在2010年已基本發(fā)完。

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)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，幾乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6實(shí)際可分配的地址，整個(gè)地球的每平方米面積上仍可分配一千多個(gè)地址。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問(wèn)題外，還考慮了在IPv4中解決不了的其它問(wèn)題，主要有端到端IP連接、服務(wù)質(zhì)量、安全性、多播、移動(dòng)性、即插即用等。

二、IPv6與IPv4的優(yōu)勢(shì)對(duì)比

1.更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32，即有232-1個(gè)地址；而IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128，即有2128-1個(gè)地址。

2.更小的路由表。IPv6的地址分配使得路由器能在路由表中用一條記錄表示一片子網(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。

3.增強(qiáng)的組播支持以及對(duì)流的支持。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)。

4.加入了對(duì)自動(dòng)配置的支持。使得網(wǎng)絡(luò)的管理更加方便和快捷。

5.更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)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。

三、IPV4向IPV6的過(guò)渡

IPV6是為了解決IPV4協(xié)議出現(xiàn)的問(wèn)題而誕生的。IPV6的成功開發(fā)及應(yīng)用將從根本上解決IPV4面臨的問(wèn)題。IPV6不僅繼承了IPV4的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)IPV4多年來(lái)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了大幅度地修改和功能擴(kuò)充，比IPV4處理性能好，功能更加強(qiáng)大，效率更高。與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)的其他技術(shù)概念相比，IPV6可以說(shuō)是引起爭(zhēng)議最少的一個(gè)。也即是說(shuō)，IPV6取代IPV4是互聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必然的發(fā)展趨勢(shì)。

IPV6是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需要，也同樣是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的需要。如何完成從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換是IPv6發(fā)展需要解決的第一個(gè)問(wèn)題。現(xiàn)有的幾乎每個(gè)網(wǎng)絡(luò)及其連接設(shè)備都支持IPv4，因此要想一夜間就完成從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換是不切實(shí)際的。IPv6必須能夠支持和處理IPv4體系的遺留問(wèn)題。從IPV4到IPV6涉及到很多技術(shù)問(wèn)題和商業(yè)利益，甚至還有政治問(wèn)題，但最重要的還是技術(shù)上的原因。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有IPV4向IPV6的轉(zhuǎn)化存在下述幾個(gè)方面的困難。

1.現(xiàn)有的IPV4網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行十分穩(wěn)定，設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)連接提供商等正從IPV4上獲得穩(wěn)定的收益，而應(yīng)用IPV6上的成本將需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能收回。

2.網(wǎng)絡(luò)管理員懼怕任何需要對(duì)大量基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級(jí)的操作。

3.操作系統(tǒng)對(duì)IPV6的支持還不充分。

4.缺乏IPV6的網(wǎng)管與安全產(chǎn)品。不管是什么原因，大家有這樣一個(gè)共識(shí)，會(huì)在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，IPv4和IPv6將共存于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境中。在此期間，就需要在IPv6完全應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)之前，互聯(lián)網(wǎng)具備良好的IPv4向IPv6轉(zhuǎn)換機(jī)制。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)目前有以下幾種技術(shù)與方法可循。

（1）IPv4地址與IPv6地址相互兼容技術(shù)。

（2）雙IP協(xié)議棧技術(shù)。

（3）基于IPv4的隧道技術(shù)。

（4）NAT-PT轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)技術(shù)。

無(wú)論上述哪一種技術(shù)，都只能作為IPv4向IPv6的過(guò)渡技術(shù)，它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率以及應(yīng)用的影響都不可小視，但最終都將被拋棄，人類必將完全進(jìn)入IPv6的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。

四、IPv6網(wǎng)絡(luò)時(shí)代展望

IPv6的設(shè)計(jì)目的在于解決現(xiàn)有IPv4存在的各種問(wèn)題，因此IPv6為各種價(jià)值應(yīng)用構(gòu)想提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，尤其對(duì)視頻、語(yǔ)音、移動(dòng)、安全等業(yè)務(wù)的發(fā)展有極大的促進(jìn)作用。隨著IPv6應(yīng)用探索的進(jìn)一步深入，IPv6在網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钪芯哂袕V闊的應(yīng)用前景。

1.視頻應(yīng)用。隨著IP寬帶業(yè)務(wù)的不斷普及和發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)、企業(yè)開始大量采用視頻技術(shù)開展遠(yuǎn)程會(huì)議、視頻點(diǎn)播和廣播、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視電話等多種應(yīng)用，以滿足人們對(duì)交互式可視化溝通的需要。

2.網(wǎng)絡(luò)家電將成為可能。網(wǎng)絡(luò)家電將是下一代網(wǎng)絡(luò)IPv6中的重要應(yīng)用之一。用戶可以通過(guò)PC機(jī)、PDA等設(shè)備對(duì)連接在家庭網(wǎng)絡(luò)中的空調(diào)、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設(shè)備等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控。

3.智能交通系統(tǒng)的普及發(fā)展。交通擁擠是當(dāng)今世界各國(guó)大城市都存在的問(wèn)題。IPv6大容量地址結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以使城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中每個(gè)信號(hào)燈、監(jiān)視器及各種感應(yīng)設(shè)備都能獲得單獨(dú)的IP地址，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，動(dòng)態(tài)的對(duì)交通進(jìn)行監(jiān)控，從而提高交通運(yùn)輸效率。

五、結(jié)束語(yǔ)

IPv6徹底解決了地址空間耗盡和路由表爆炸等問(wèn)題，而且為IP協(xié)議注入了新的內(nèi)容，使支持安全、主機(jī)移動(dòng)以及多媒體成為IP協(xié)議的有機(jī)組成部分。協(xié)議的設(shè)計(jì)使路由器處理報(bào)文更加簡(jiǎn)便，擴(kuò)展性也更好。目前，IPv6的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已經(jīng)遍布全球，IP協(xié)議從IPv4過(guò)渡到IPv6已經(jīng)是歷史必然。

參考文獻(xiàn)：

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