单位文秘网 2021-10-13 08:11:51 点击: 次
[摘 要] 本文介绍了新一代互联网技术,IPv6的优势特征,阐述了从IPv4到IPv6的过渡过程中基本的过渡原则和过渡技术。
[关键词] IPV6 特征 过渡
一、引言
近些年来,随着互联网技术的快速发展,网络规模不断扩大,用户数量与日俱增,这使得被广泛使用的第一代互联网IPv4地址严重不足,已不能满足应用要求。据统计,2011年2月,全球IP地址分配机构(IANA)将剩余的5个A类地址平均分配给5个区域性组织。4月,亚太互联网络信息中心(APNIC)的IPv4地址池剩下最后一个A,CERNET(中国教育和科研计算机网)已经无法再从APNIC获得更多的IPv4地址,现有会员单位也无法获得IPv4地址,新接入会员除用于IPv6过渡的少量IPv4地址外将再无法申请到新的IPv4地址资源。
IPv6作为下一代互联网协议已经得到了各方的公认。IPv6是由互联网工程任务小组(IETF)在1992年推出的下一版本的网际协议。它对IPv4作了重大改进,更容易为用户提供高质量服务。
二、IPv6的具体优势
第一、巨大的地址空间
IPv6地址的长度由原来IPv4的32位升为128位,尽管因地址体系结构的分层化,使实际可用的总数要小得多,但根据保守的估计,地球的每平方米上仍能分配到1600个IP地址。可见,IPv6协议可以满足目前所能预见的所有应用的IP地址需求。
第二、自动配置地址
IPv6协议支持无状态自动配置方式,它是指计算机接入Internet时可自动获取IP地址的地址自动配置功能。在IPv6中,端点设备可以将路由器发来的网络前缀和本身的链路地址综合,在不需要DHCP服务器的条件下,任何一个与用户主机直连的IPv6路由器可为主机自动配置地址及相关参数,用户不需要任何IPv6协议专业知识,只要将设备接入互联网即可方便地使用IPv6网络,实现了“即插即用”。
第三、安全功能的改进
在IPv6协议设计过程中,IPsec协议作为基本组成部分集成进了IPv6。且IPv6为任何一个终端地址分配公有地址,使得所有终端的通信安全都能得到保证,实现端到端的保密通信。
第四、更好的支持端到端的多媒体业务。
利用IPv6头标中的8比特业务量等级域和20比特的流标记域可以确保带宽,提供高质量的音/视频服务。由于IPv6地址空间巨大,可为终端分配公有IP地址,方便了端到端多媒体业务的部署。
第五、任播功能
任播是指向提供同一服务的所有服务器都能识别的通用地址(任播地址)发送IP分组,路由控制系统将该分组送至最近的服务器。例如,利用任播可以访问离用户最近的DNS服务器。这种服务有点像电话网的114查号台,只要拨通114空闲的话务员立即作出应答。
除此之外,IPv6还简化了IP报头、IP报头定长、增加了扩展报头等。
三、IPv4向IPv6的过渡
当前网络运行的IPv4协议己经相当成熟,不仅规模巨大,而且配套的各种软、硬件资源非常丰富。由于IPv4网络结构极其复杂,数量庞大的IPv4应用在短期内移植到IPv6网络是不现实的,基于IPv4的网络设备和应用不能通过简单的升级来实现对IPv6的支持,另外,要周期性的更换相应的网络设备,这样IPv4网络与IPv6网络的共存需要一定的时间。所以实现IPv6网络的过渡机制是复杂的、漫长的。
1、过渡原则
IPv6的过渡问题是其能够得到充分应用的核心部分,其过渡方案的原则如下:
(1)能够完成网络设备相互连通,并同时实现信息的高效无缝传递:
(2)能够以IPv4为基础,充分利用现有资源,节约成本,不侵害原有使用者的利益:
(3)IPv4向IPv6的过渡应该是逐步渐进的而且尽可能简便、高效。
2、过渡技术
通过研究,我们可以将过渡技术大致分为三类:双协议栈技术、隧道技术以及协议转换技术。
(1)双协议栈技术
双协议栈技术是网络过渡常用的方式,简单地说就是网络节点具有一个IPv4栈和一个IPv6栈,同时支持IPv4和IPv6协议。双协议栈技术是使IPv6节点与IPv4节点兼容的最直接方式,应用对象是主机、路由器等通信节点。
双协议栈技术的优点是:概念清晰、易于理解、网络规划相对简单,但缺点也不容忽视,例如:网络设备要求高,数据维护量大、网络改造投资大周期长等。双协议栈方式需要双路由设置,增加网络的复杂度,提供了完全的IPv6兼容,但通信依然无法解决IP地址耗尽的问题。
(2)隧道技术
随着IPv6的发展,出现了一些被运行IPv4协议的骨干网络所隔离开的局部IPv6网络,为了实现这些IPv6网络之间的通信,必须采用隧道技术。隧道技术就是利用一种协议传递另一种协议的数据的技术。即将IPv6报文通过隧道封装在IPv4报文的负载中传送到对端.解封装后再发送到目的IPv6节点的技术。主要类型有配置隧道、自动隧道和基于MPLS的隧道三种。
隧道技术的优点在于隧道的透明性,IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在;另外,隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改,对其他部分没有要求,因而技术实现非常容易,但是,在隧道入口和出口处会出现负载协议包的拆分和重组,这会增加隧道出入口实现的复杂性和路由的处理处理难度,不利于大规模的应用。
(3)协议转换技术
协议转换技术主要思想是在IPv6节点与IPv4节点的通信时需借助于中间的协议转换服务器,此协议转换服务器的主要功能是把网络层协议头进行IPv4与IPv6协议间的转换,以适应对端的协议类型。这种转换对上层协议是透明的。利用协议转换技术可以在纯IPv6节点和纯IPv4节点之间建立通信,而无需修改应用软件。
3、过渡技术的实现
在网络过渡的过程中,网络的平滑过渡十分重要,要考虑到大量IPv4应用的移植问题,大量IPv4资源的访问问题以及过渡技术在不同阶段的选用问题等等。每种过渡策略都适用于一种或几种特定的网络环境中。但每一种技术都不能完全满足现在的各种复杂的网络环境,通常这几种技术都需要与其他技术组合起来一起使用。在实际进行网络过渡时需要综合考虑各种实际情况来制订合适的网络过渡策略。
四、结束语
随着计算机网络的迅猛发展,可以预计未来的网络必然是建立在IPv6的基础上的。而IPv4到IPv6的网络过渡是一个长期共存的过程,在不同的过渡阶段,我们应该合理选择过渡策略,将过渡技术有针对性的综合应用,这样才能以较小的代价顺利将IPv6网络最终实现。■
参 考 文 献
[1]周渔、龚俭,IPv6主干环境下校园网的接人[J].通信学报,2005,26(IA):247—250.
[2]郝晓康.从IPv4迁移到IPv6的研究[J].科技信息.2006,12.
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