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浅谈IPv4和IPv6的技术特点及其发展前景

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浅谈IPv4和IPv6的技术特点及其发展前景

  浅谈IPv4和IPv6的技术特点及其发展前景[摘 要]文章通过介绍IPv4和IPv6的技术特点、论述IPv4和IPv6现状及前景,IPv6终将代替IPv4,以适应的需要和发展。

  1 IPv4的应用现状

  IP地址是人们在网络上的“身份证”,随着网络的普及和智能家电的广泛使用,不管是上网的用户,还是智能产品的信息终端,都需要拥有自己的IP地址。的全球因特网所采用的协议是TCP/IP协议。IP是TCP/IP协议中网络层的协议,是TCP/IP协议族的核心协议。 目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4),发展至今已经使用了30多年。

  IPv4的地址位数为32位,也就是最多有2的32次方的电脑可以联到Internet上。近十年来由于互联网的蓬勃发展,IP位址的需求量愈来愈大,使得IP地址的发放愈趋严格,各项资料显示全球IPv4地址可能在很短时间内即将消耗殆尽,最根本的解决办法还是扩大IP地址,采用IPv6方案,从32位的IPv4地址位过度到128位的IPv6地址位。

  2 IPv6的特点及发展

  IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度,一个IPv6的IP地址由8个地址节组成,每节包含16个地址位,以4个16进制数书写,节与节之间用冒号分隔。 在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题,主要有端到端IP连接、安全性、多播、移动性、即插即用等。

  IPv6的发展是从1992年开始的,经过了十几年的发展时间,IPv6的标准体系已经基本完善,在这个过程中,IPv6逐步优化了协议体系结构,为业务发展创造机会,归纳起来IPv6的优势包括如下几个特点。

  地址充足:IPv6产生的初衷主要是针对IPv4地址短缺问题,即从IPv4的32bit地址,扩展到了IPv6的128bit地址,充分解决了地址匮乏问题。同时IPv6地址是有范围的`,包括链路本地地址、站点本地地址和任意传播地址,这也进一步增加了地址应用的扩展性。

  扩展为先:引入灵活的扩展报头,按照不同协议要求增加扩展头种类,按照处理顺序合理安排扩展头的顺序,其中网络设备需要处理的扩展头在报文头的前部,而需要宿端处理的扩展头在报文头的尾部。

  层次区划:IPv6极大的地址空间使层次性的地址规划成为可能,同时国际标准中已经规定了各个类型地址的层次结构,这样既便于路由的快速查找,也有利于路由聚合,缩减IPv6路由表大小,降低网络地址规划的难度。

  即插即用:IPv6引入自动配置以及重配置技术,对于IP地址等信息实现自动增删更新配置,提高IPv6的易管理性。

  贴身安全:IPv6集成了IPSec,用于网络层的认证与加密,为用户提供端到端安全,使用起来比IPv4简单、方便,可以在迁移到IPv6时同步发展IPSec。

  移动便捷:Mobile IPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性,降低了网络部署的难度和投资,为用户提供了永久在线的服务。

  可以说,IPv6的上述特点充分迎合了未来网络向IP融合统一的发展方向,并提升了IP网络的可运营性和可管理性。

  3 IPv6与IPv4相比有什么优点

  更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1个地址;而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。

  更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。

  增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量控制提供了良好的网络平台。

  加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

  更高的安全性。在使用IPv6中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的增强了网络安全。

  4 IPv6的热门

  IPv6技术体系经历了十多年的,其标准化的进程缓慢,严重了IPv6技术关键应用体系的建立。近两年来由于亚洲和欧洲力量的推动,IPv6的标准化进程明显加快,具有IPv6特性的网络设备和网络终端,以及相关的硬件平台的推出也已加快了进度。在这种趋势下,IPv6的关键应用将很快出现。

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