IPv6技術在現代網絡中的應用研究

趙春明

摘要：IP是一個的標準化系統，從發展以來就有各種版本，目前比較有爭議的兩種版本是IPv4和IPv6。IPv4通常指互聯網協議的第4版，它也是第一個被普遍采用，并作為當今網絡中最基本的應用技術，被廣泛應用于不同的底層網絡。而IPv4版本后的新互聯網協議則是IPv6，目前也處在進一步開發與改進的階段。在現階段的互聯網世界中，雖然IPv4仍然占據著主導地位，但隨著網絡智能化的時代發展，IPv6技術已經被廣泛地運用于更多的應用，將有著很大的機會替代IPv4網絡。文章主要介紹了IPv6網絡的技術優勢與使用方法，并分析了IPv6網絡在現代互聯網中的具體運用。

關鍵詞：IPv6；現代網絡；應用

中圖分類號：TP391? 文獻標志碼：A

0 引言

由于信息時代的到來，互聯網在多個行業和領域中得以迅速發展。在信息時代的影響中，人們也開始逐漸探究信息資源的合理利用，網際互連協議（Internet Protocol，IP）即為信息資源的一種。IP是指Internet標準的網絡層協議，處于TCP/IP的體系之中。最初設置IP的主要目的是增強互聯網的可擴展性，使網絡難題得到有效緩解，進行更大規模的互聯網溝通，也同時能夠分割頂層網絡應用與基礎互聯網技術間的關系，使雙方得以獨立發展。IPv4網絡本來是應用得比較普遍的網絡協議版本，但是隨著技術發展的日益加速，IP地址空間日益緊張，路由表日益強大，路由速度逐漸變慢，IPv4版本已不適用于當前的網絡發展形勢。因此，為解決以上問題，網絡技術人員努力研發新版本的網絡協議，最終將增強簡單因特網協議SIPP作為新一代的網絡協議，命名為IPv6。IPv6為新一代的網絡協議，可有效應用于當今的互聯網。

1 IPv4技術存在的問題

首先，地址資源存在局限性。IPv4技術理論上可容納232-1臺主機，即地址有32位，隨著網絡的快速發展，IPv4地址容量無法滿足網絡需求，具有較大的局限性。其次，路由器的路由表數量激增。IPv4分配地址方式較為特殊，采用不屬于網絡拓撲結構分配，基于網絡快速發展的背景，該種地址分配方式使得路由器數量不斷遞增，增加路由器的工作負荷，難以保障Internet業務量的可靠性。

2 IPv6技術的特點

與IPv4版本比較，IPv6具備了簡化報頭靈活擴充、分層化的地址構造以及即插即用的連接方法等優勢，并解決了IPv4存在的問題。

2.1 層次化的地址結構

層次化的IP地址架構，如IPv6可以把現在的IP網址寬度擴充至4倍，從原來IPv4的32位擴展至128位，從而使更多的網絡節點得到了利用［1-2］。在IPv6的網絡協議中，類似的IP網址數量一般為3.4×10E38個，而IPv6則可以提供更高的IP網址等級，將IP地址空間根據各種類型的IP地址標識進行分類，而且通過將IP地址結構進行層級化的分類，可以很方便地通過中心或網干路由器對報文實現高速轉發。

2.2 簡化報頭靈活擴展

從簡化的報頭靈活拓展方式來看，IPv6不僅可以對數據報發過程進行精簡，還能夠降低處理器的費用。IPv6報發由一處基本報發和多處擴展報發所構成，而基本報發中具有固定的40字節的寬度，能夠阻止所有路由器必須處理的相關消息［3-4］。

2.3 即插即用的聯網方式

IPv6的標準功能是自動分配與網絡用戶相關的IP地址，只要主機已和網絡聯通，便可自行設置地址。即插即用的聯網方式具備兩個優勢，第一，使用者可能不需要花費精力即可完成IP地址設置，為使用者節約了一定的時間；第二，該方式能夠有效地降低互聯網管理者的負擔。

2.4 其他優勢

除上述3種技術特點之外，IPv6還具有其他的特點，如表1和圖1所示。

3 IPv6技術在現代網絡中的應用

3.1 IPv6技術在ADSL接入網中的實現

IPv6技術的第一應用方案即在ADSL接入網中的實現。ADSL是一個異步數據傳輸模式，指在通過電話線時接通互聯網，用專門的“貓”，讓人在使用網絡時把高頻與低頻分開，使通話與網絡都不耽誤，且上網速度也會比普通上網撥號速度快。一般的ADSL都是用側對端的封裝線路完成了ADSL與數據線路層之間的連接，而這種封裝的方式現在已經過渡到了IPv6中，并啟用3A功能，滿足運營商對用戶的審核、授權和認證的需求［5-6］。目前，PPP，PPPoA，PPPoe，RBE是我國當下ADSL接入運營商常用的端對端線路封裝技術。IPv6技術在ADSL上最具體的應用方式就是該網絡能夠利用PPP技術對客戶端的服務器訪問量進行存儲，而假設服務器端的計算機同時也是服務器，CPE技術將能夠連接服務器與訪問器之間的數據，在無線互聯網的情況下就能夠使用IPv6服務，盡管CPE本身并不使用IPv6，但是如果在客戶端啟用RBE技術就可以讓IPv6網絡順利地執行（注：CPE為廣告計價模式的一種，屬于用戶互動計費，按照用戶的有效互動行為來計算網絡費用；RBE為晶體管交流輸入電阻）。

3.2 IPv6環境中ADSL接入網的結構設計

IPv6的第二個主要應用形態是對ADSL連接網的結構設計，通過對比目前IPv6環境中的ADSL架構連接網可以得知，當前的ADSL架構連接網大致分成單向IPv6網絡和縱向一體化的IPv6網絡，其主要不同之處在于，單純的IPv6網絡和IPv4網絡在總體上的結構差別并不大，均可通過靜態分配與無態的劃分方式，來劃分不同的地址以滿足用戶的需要［7-8］。因此，采用兩種截然不同的認證方式實現網絡系統對數據的審核，使得互聯網的科學化和公信力都獲得了提升。在CPE的技術支持下，IPv6能夠在獲得48位前綴的同時轉發64位前綴，同時如果從IPv6中直接接入PPPOE，也就不再需要CPE的技術支持，因為客戶端服務器就能夠徑直從NAS中獲得IP地址，使得CPE在所有進程中都具備了相互連接的能力，而不會威脅到整體網絡系統的應用效果。與互聯網相比，混合式網絡系統所采用的環境比較復雜，包含了IPv4的網址和IPv6的網址。

3.3 QOS在IPv6接入網中的實際應用

由于當前的IPv6方法的傳輸路徑通常會區別于舊IPv4方法的傳輸路徑，且二者撥號方法不同，所以IPv6方法只會以單播和選播當作主流的方式，而不會采用廣播的IP網址。因此IP的重新設計，也為破解QoS或者其他一系列新功能等重大問題創造了條件。在IPv6上，更多樣化的服務類型也可以使用各種類型的多播組來實現，比如，可定義為同一個視頻流量的4種類型，每個類型都按不同品質進行了編碼（如5.5 KHz，11 KHz，22 KHz和44 KHz）［9］。這個例子不用具體說明優先級，因為這是和各多播組（需要透過由路由器和客戶端操作系統進行的各種各樣的隊列和管理來控制）隱式綁定的。IPv6基本報發中，和QoS直接相關的信息元素還包括流類型以及相關的流量標志。IPv6報發還包括了若干有關管理QoS的重要信息（流類型和流標記），采用基于IP地址的分配進行優先級管理和QoS保護，在極大限度上提高了服務水平，并確保了從VoIP到視頻流的高效傳遞。另外，如今互聯網上的QoS概念還遠不能標準化，而設備制造商又與網絡平臺采取了完全不同的QoS制度，因此，當大數據設備離開上一個IP網關走向下一個網關的時候，QoS的概念就會突然改變。因此，所有IPv6企業都需要進行企業檢測和互操作性的公開測試，也需要為終端用戶提供與相關設備互通和一致性檢測的信息。

4 結語

目前，IPv6在世界范圍內還只是處在探索階段，很多問題還有待深入攻克，而且支撐IPv6的基礎設施還十分有限。由于報文分片工作只由源節點而沒有中間路由器來負責，因此，IPv6的交換速度得到提高。與IPv4相比，IPv6也擁有了更多的安全穩定性，因此，IPv6在克服了IPv4的地址缺失現象的同時，也對很多領域都進行了研究改進。IPv6的應用，不但可以緩解網絡地址空間容量的不足，同時還克服了各種上網方式連入網絡的困難。IPv6 128字節地址模式，將以其在IP地址容量、安全、移動性、服務質量等領域的強大優越性，徹底改變現代電信世界。

參考文獻

［1］鄔賀銓.加快IPv6規模部署支撐網絡強國建設［J］.網信軍民融合，2022（增刊1）：7-10.

［2］趙翠，趙明，湯新坤.有線電視網絡設備IPv6安全關鍵技術淺析［J］.廣播電視網絡，2022（6）：36-38.

［3］蔣建峰.路由設備IPv6網絡隧道功能驅動研究［J］.計算機技術與發展，2022（8）：129-134.

［4］王爽.基于IPv6的網絡日志分析系統研究［J］.計算機時代，2022（7）：52-54，58.

［5］吳秋迅，劉志東，劉榮毅，等.廣電網絡IPv6部署方案與過渡技術［J］.廣播電視網絡，2022（6）：80-82.

［6］薄輝，張小杰.淺析IPv6改造與加固網絡安全的設計與實現［J］.網絡安全和信息化，2022（6）：112-115.

［7］馬驍.IPv6網絡過渡環境建設方案［J］.網絡安全技術與應用，2022（5）：9-10.

［8］張然.高校IPv6網絡安全風險與應對措施［J］.網絡安全技術與應用，2022（5）：100-101.

［9］顧懷廣，王高才.基于DHCPv6的高校IPv6網絡雙棧部署實踐［J］.電腦知識與技術，2022（13）：31-33，39.

（編輯 王雪芬）

Application study of IPv6 technology in modern network

Zhao? Chunming

（Langfang Vocational and Technical College， Langfang 065000， China）

Abstract： IP refers to the network protocol， there are different versions in the issue so far， the two most controversial versions of IPv4 and IPv6， IPv4 refers to the fourth version of the Internet protocol， is also the first time to be widely used to constitute the current Internet technology basic protocol application technology， can be used in a variety of underlying networks. IPv6， the Internet protocol after the release of IPv4， is in the process of continuous development and improvement. In the current Internet world， although IPv4 still dominates， with the development of network intelligence， IPv6 technology has been widely applied in more applications， and there is a great opportunity to replace IPv4 networks. Therefore， This paper focuses on the characteristics and application of IPv6 technology， and analyzes the practical application of IPv6 technology in modern networks.

Key words： IPv6; modern networks; application