淺析IPv6的現狀及發展趨勢

摘 要：隨著網絡技術的飛速發展，IPv4地址資源的枯竭，其固有的局限性無法滿足網絡發展的需求，也帶來了一些技術問題，比如現有IPv4地址匱乏、服務保障問題等。IPv6可以有效的改善這些問題，由IPv4向IPv6的升級過度或成為互聯網發展必然趨勢。

關鍵詞：網絡；IPv4；IPv6；發展

中圖分類號：TP393.08 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

一、IPV6的發展背景

如今網絡飛速發展，計算機、IP電話等在現實生活中被應用到各大行業中，對IP地址的需求越來越多，地址短缺問題越來越突出和迫切。IPv4地址中，84%已被分配或預留，剩余地址中一部分已被非法使用。我國目前IPv4地址總量和人均占有率依然偏少，與發展需求極不相稱，隨著互聯網的進一步發展和普及，我國未來5年IP地址需求量將達到345億，是現在全部IPv4地址空間的8倍。地址資源枯竭的問題嚴重地制約了我國及其他國家互聯網的應用和發展，已經到了不得不解決的地步。所以，128位的IPv6將作為未來的主流IP地址使用，傳統的IPv4將會被IPv6所取代，IPv6在IPv4的基礎上做了很大的改變，如地址擴展、流量標識、安全性等。

二、IPV6的特點

（1）IPv6地址長度為128位，地址空間增大了2的96次方倍。

（2）靈活的IP報文頭部格式。使用一系列固定格式的擴展頭部取代了IPv4中可變長度的選項字段。IPv6中選項部分的出現方式也有所變化，使路由器可以簡單路過選項而不做任何處理，加快了報文處理速度。

（3）IPv6簡化了報文頭部格式，字段只有8個，加快報文轉發，提高了吞吐量。

（4）提高安全性。身份認證和隱私權是IPv6的關鍵特性。

（5）支持更多的服務類型。

（6）允許協議繼續演變，增加新的功能，使之適應未來技術的發展。

三、IPv6的優勢

與IPv4相比，IPv6具有以下幾個優勢：

（1）IPv6具有更大的地址空間：IPv4中規定IP地址長度為32，最大地址個數為2^32；而IPv6中IP地址的長度為128，即最大地址個數為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個。

現在，IPv4采用32位地址長度，約有43億地址，而IPv6采用128位地址長度可以忽略不計無限制的地址，有足夠的地址資源。地址的豐富將完全刪除在IPv4互聯網應用上有很多的限制，如IP地址，每一個電話，每一個帶電的東西可以有一個IP地址，與真正形成一個數字家庭的家庭。IPv6的技術優勢，目前在一定程度上解決IPv4互聯網存在的問題，這使得IPv4向IPv6演進的重要動力之一。

（2）IPv6使用更小的路由表：IPv6的地址分配一開始就遵循聚類（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，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉發數據包的速度。

（3）IPv6增加了增強的組播（Multicast）支持以及對流的控制（Flow Control）：這使得網絡上的多媒體應用有了長足發展的機會，為服務質量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網絡平臺。

（4）IPv6加入了對自動配置（Auto Configuration）的支持：這是對DHCP協議的改進和擴展，使得網絡（尤其是局域網）的管理更加方便和快捷。

（5）IPv6具有更高的安全性：在使用IPv6網絡中用戶可以對網絡層的數據進行加密并對IP報文進行校驗，在IPv6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。極大的增強了網絡的安全性。

（6）允許擴充：如果新的技術或應用需要時，IPv6允許協議進行擴充。

（7）更好的頭部格式：IPv6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數據之間。這就簡化和加速了路由選擇過程，因為大多數的選項不需要由路由選擇。

（8）新的選項：IPv6有一些新的選項來實現附加的功能。

四、IPV6取得的突破

在這個長期的演進過程中，IPv6完全可以使用現有基于IPv4的諸多改良方案和機制辦法，并需要在多個技術領域取得突破：

（1）路由擴展性方面：IPv6需要全新的路由擴展機制來滿足未來各種應用的需求。目前，IRTF（Internet Research Task Force）將路由擴展性問題定為最高級別問題，并成立專門的RRG（Routing Research Group，路由研究組）研究組展開對路由尋址新架構的相關研究，目前已經出現了ID/Locator（身份地址分離）和Map/Encaps（映射封裝）兩種主要思路。

（2）安全方面：IPv6需要全新的安全策略，除了保證達到現有IPv4網絡安全程度外，還能克服部署IPv6后引發的新的安全問題。目前，IETF的IPSecME（IP Security Maintenance and Extensions，IP安全維護和擴展）小組已經開始了對IPSec協議的完善和擴展工作。

（3）網絡命名方面：IPv6還可能出現新的命名和地址解析系統，通過發展分布式DNS系統來解決根服務器問題，提供有效的、可擴展的、可靠的全球名字服務。目前，IETF的DNSEXT（DNS Extensions，DNS擴展）小組正在研究DNS協議的擴展問題，旨在擴展和改善傳統DNS服務體系。

（4）網絡管理技術、泛在移動等方面：IPv6都完全可能涌現出全新的策略機制。

五、結束語

隨著Internet的高速發展和進步，IPv6協議終將替代IPv4協議。但是從一個只擁有IPv4協議的網絡要全面、平穩地過渡到一個只擁有IPv6協議的網絡是一個極為漫長的演變過程。目前，人們還未研發一種普遍適用的過渡技術。在實際應用中，還需要考慮到網絡規劃的成本和該項技術能否實現的技術水平，更需要對產生的各種技術做出進一步的完善和更深層次的改進，甚至有時候也需要將多種技術彼此結合起來實現有效使用。

參考文獻：

[1]謝希仁.計算機網絡[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2]殷銘.ipv4到ipv6的過渡[A].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2011年年會論文集（上冊）[C]，2011.

[3]徐宇杰.IPv6深入分析[M].北京：清華大學出版社，2009.