云計算及IPv6的融合問題探討

摘 要 隨著科學技術的高效發展，云計算獲得了有效利用，憑借其強大的計算功能和存儲能力，被社會廣泛應用，并且加快了互聯網產業的發展變革。在未來發展中，IPv6將是主流的發展方向，將云計算和IPv6進行融合應用，會為用戶帶來更好的技術體驗。基于此，本文針對云計算和IPv6的有效融合開展研究工作，首先介紹IPv6和云計算的概念及內容，之后概述二者實現高度融合的主要內容，最后提出融合之后所要解決的問題。

關鍵詞 云計算;IPv6;融合

云計算是新時期所提出的新型計算機技術，具有非常強大的技術能力和存儲能力，是一種大規模整合的思想，自身進行管理和維護并形成的大型服務器集群，具體包括寬帶、計算服務器以存儲服務器等信息化資源，通過這種方式，可以讓用戶根據自身的實際需求來向服務器進行申請相關的資源，進而支撐各種應用程序的正常運行，也會讓用戶對自身的業務職責更加專注用心，大大提高整體的工作效率，降低運營管理成本，在現有的基礎上不斷革新發展，在一定程度上提升了商業經營的敏捷性。作為新時期互聯網的核心網絡協議，IPv6可以為云計算提高更為穩定高效的云資源保障，并且為相關的應用程序開發提供技術參考。

1 云計算及IPv6簡介

1.1 云計算

現階段，云計算仍然沒有一個相對權威的定義，經過無數專家學者的摸索研究，只是在不同領域為其賦予一定的理解。云計算是一種大規模資源整合的思想。也是未來互聯網行業發展的主流方向。“云”指的是能夠對自身進行管理和維護的虛擬計算機資源，比如寬帶、存儲服務器以及計算服務器等資源[1]。通過云計算來將這些計算資源整合分析，基于多種虛擬軟件來實現自動化控制管理，減少人工參與，降低工作量，使得煩瑣的工作變得簡單，易于操作，也可以讓工作人員留有精力更加專注自身的崗位職責和業務，對于技術的創新和成本的控制有著積極作用。在維基百科中，將云計算定義為是基于互聯網的一種計算方式，可以實現軟件和資源的共享，根據不同設備的需求完成信息的輸送。云計算是網格計算、并行計算和分布式技術的革新發展，也可以說是這些技術概念的商業體現。既可以看作虛擬化，也可以應用在實際，是PssS、Laas以及Saas等概念的混合演講并躍升的結果。

1.2 IPv6

IPv6是互聯網協議第6版的縮寫，在互聯網工程任務組設計過程中，用來代替第四版協議，IPv6的地址數量非常之多，多到可以為全世界所有的沙子編寫一個地址。因為IPv4存在一個最大的問題，就是網絡地址數量不夠，這樣對于互聯網的未來發展起到嚴重的制約。IPv6的廣泛應用，不但可以有效解決網絡地址資源數量不足的問題，還可以清除多種設備同時連接網聯網的障礙。IPv6的地址長度均為128位，相比IPv4的地址長度，足足多了4倍。因此IPv4的點分十進制難以滿足IPv6的地址數量需求，所以開始沿用十六進制進行地址表示。IPv6協議一般為三個地址類型做出界定，具體包括：單播地址、組播地址以及任播地址。相比以往的IPv4協議，新添任播地址，并且將原本的廣播地址進行取締，其功能由現在的組播地址實現。應用IPv6具有幾方面優勢。其一，無線的地址空間;其二，IPv6應有更小的路由表;其三，增加了增強的組播支撐和對流的支持，使得互聯網的多媒體應用獲得了更大的發展空間;其四，IPv6增添了對自動控制分配的支持。

2 云計算及IPv6的融合

2.1?IPv6地址技術

IPv6相比IPv4，在地址長度方面從原本的32為擴展到128位，可以為應用程序的運行提供大量的數據節點。IPv6共界定三種類型的地址：單播地址、組播地址和任播地址。不管是哪種類型的地址都不是針對節點，而是針對接口[2]。因為接口都只是屬于某個特定的節點，當某個接口分配到一個單播地址時，但是實際來講，每個節點都可以通過任意一個接口的單播地址來表示。一般情況下，IPv6單播地址都是連續的，是以字節為單位的可掩碼地址，和IPv4比較相似，一個標識符號只可以對應一個接口。IPv6對多個任播地址形式進行規范，比如IPX、和IPv4兼容的主機地址或者NSAP地址等。多播地址中，一個地址表示可以和多個接口連接，而都不屬于同一個節點。因此，一組節點能夠利用IPv6的多播地址來進行表示，還可能出現一個節點連接多個地址的現象。任播地址和組播地址比較類似，經常也會出現地址標識連接多個接口的情況。要是將數據分發到任意播地址，那么需要結合路由選擇協議距離指標，并將數據分發到距離最近的接口。

2.2?IPv6安全技術

互聯網應用最大的問題就是安全，但是由于一些因素，使得設計過程中并沒有將安全性納入考慮范疇。互聯網在運作時，經常或發生數據丟失、病毒入侵等安全事故，技術人員為提高互聯網安全性，研發出IP安全協議，可以為用戶之間的IP通信提供保障。IPsec在IPv4中是可以選擇的，但是在IPv6中缺失不可或缺的重要組成。IPsec可以為數據包提供身份識別和數據加密的服務，通過這兩種安全機制，大大增強了互聯網應用的安全性。可以實現解密和加密等操作，并且可以有效避免數據在傳輸過程中收到一個非法用戶的惡意攔截或者攻擊。基于IPsec協議，認證機制主要是由認證頭協議來界定，而可選認證和加密都是由ESP來進行界定。在實際工作中，結合安全需求來使用不同的安全協議，相比之下，ESP的認證服務要更好一些。

2.3?IPv6服務質量技術

設計人員在設計初期，只可以利用互聯網傳輸一些簡單的服務質量。近年來，隨著科學技術的飛速發展，多媒體技術不斷革新發展，其應用范圍也在進一步擴大，這些都會對通信的實效性和傳送延遲等提出新的要求。IPv6的數據包結構中，包括一個20字節業務流標簽和一個8字節業務流標簽。開始的時候，RFC1883可以對16種不同類型的4位優先級字段進行區分界定。在這之后，RFC2460可以將4位擴展為8字節的字段，目標可以支撐數據包發送的全過程，并且對其進行特殊處理。

2.4?IPv6移動技術

在設計過程中，IPv6移動協議充分吸取了IPv4的設計經驗，增添多種功能服務，其性能更為良好，并且已經成為IPv6協議的重要組成部分。第一，提出和IP地址進行綁定緩沖的概念，通過這種方式，數據包的發送就不需要在經過移動節點的本地代理，可以直接發送到節點自身。第二，引入先進的技術和方法，也就是在一定范圍內的接入路由器需要對路由器接口的前綴地址進行定期報告，如果發生變化，表示節點已經移動到下一個新的接入區域[3]。第三，IPv6的數據流量能夠直接向移動節點進行發送，相比IPv4，效率和服務更為良好。

3 云計算及IPv6融合需要解決的問題

其一，數據有限。在設計過程中，沒有考慮云計算的出現、物聯網的形成以及IP地址數量的大量需求。只是根據原本的猜想，IPv6的地址數量可以滿足需求，這種設計思想和早期的IPv4想法一致。技術的革新，雖然成本較大，但是設計過程中產生的損失是可以容忍的，要是在IPv6的基礎上在此革新，所消耗的成本將非常巨大，難以承擔。其二，功能復雜。IPv6增添許多功能要求，當處于一個相對安全的區域內，位置具有唯一性，內部成員攜帶的位置信息不可篡改，要是借助外力更改唯一性，那么這個空間設計不合理，會產生非常復雜的問題。

4 結束語

IPv6是在IPv4的基礎上發展而來的新興技術產物，非常適用云計算的大規模應用，起到了非常良好的應用效果。但是也存在一些問題，比如相關的技術細節還有待完善，技術不夠深入等。總體來看，應用IPv6可以滿足云計算的地址需求，并且可以為節點的冗余、移動的以及服務質量等提供有力保障，逐漸成為新時代互聯網發展的主流方向。

參考文獻

[1] 龐雙龍.基于云計算的IPv6過渡機制研究[J].計算機產品與流通，2018（4）：11.

[2] 覃德澤，李立信.高校智慧校園網中物聯網、5G、云計算及IPv6的融合問題探討[J].網絡安全技術與應用，2019（12）：104-106.

[3] 李長華，崔辰州，何勃亮，等.IPv6技術在天文學研究云計算環境中的應用[J].計算機應用，2016（S1）：25-28.

作者簡介

李磊（1979-），男，山東省乳山市人;學歷：大學本科、工程碩士，職稱：中級，現就職單位：中國聯合網絡通信有限公司濟南市分公司，研究方向：通信技術服務、通信工程建設等。