通信工程师互联网技术IPv6的地址空间

4.3.1 IPv6的地址空间
IPv4与IPv6地址之间最明显的差距在于长度：IPv4地址长度为32位，而IPv6地址长 度为128位。有些人也许要问，IPv4地址不够用，那在IPv4上再增加几位地址表示就行了，何必非要是IPv6的128位呢，这种提问是对芯片设计及CPU处理方式不理解造成的，同时也对未来网络的扩展没有充分的预见性。芯片设计中数值的表示全用代表， CPU处理字长发展到现在分别经历了4位、8位、16位、32位、64位等。在计算机中，当数据能用2的指数次幂字长位的二进制数表示时，CPU对数值的处理效率较高。IPv4地址对 应的是32比特字长就是因为当时的互联网上的主机CPU字长为32位。现在的64位机已十分普及，128位机正在成长中。将地址定为64位在网络扩展性上显得不足，定为其他的一个长度在硬件芯片设计、程序编制方面的效率都将下降，因此从处理效率和未来网络扩展 性上考虑,将IPv6的地址长度定为128位是十分合适的。
IPv6的每个地址占据16个字节，即128 bit,可以有2128个地址，大约数目是10个。准确的数目是：
340 282 266 920 938 463 463 374 607 431 768 211 4.56。
这样巨大的地址空间在可预见的将来可以承受合理的地址分配策略。即使将来地址分配上有困难，如果变更编址策略,地址空间也是足够大的，它可以适应地址的重新分配。要体会IPv6的地址空间是困难的.理解这个问题的一种方法是将其与人口数佾联系起来：这 个地址空间是如此之大，以至于地球上的每个人都可以具有足够的地址来分别构成属于自己的像目前这个Internet 一样大的互联网。为了更好地说明IPv6地址空间，我们还可以做 这样的说明，如果我们估测地球的表面积是511 263 971 197 990 m2,那么在IPv4中，理论 上共有232个地址可分配，地球上每平方千米大概拥有4个liPv4地址t而在IPv6中，理论上共有2128个地址可分配，地球上每平方米将有655 570 793 348 866 943 898 599个地址，大 概可以折合成1摩尔（6.02X1023）个地址。
IPv6地址耗尽的机会是很小的。在可预见的很长时期内，IPv6的128位地址长度形成的巨大的地址空间能够为所有可以想象出的网络设备提供一个全球地址，IPv6充足 的地址空间将极大地满足那些伴随着网络智能设备的出现而对地址增长的需求，例如个人 数据助理（PDA）、移动电话（Mobile Phone）、家庭网络接人设备（HAN）等。
巨大的地址空间也引起了另一个问题，那就是对地址空间的划分。争论集中的主题在于：样管理地址的分配以及怎样将一个地址映射到一条路由。第一个主题的要点设计出一个新的管理体系。目前Internet使用两个等级，即网络前缀（由Internet管理机构分配）和主机后缀（各个组织分配）。而IPv6不同于此，它巨大的地址空间允许具有一种多级的体 系或多个体系等级。第二个主题的要点是计算效率。独立于分配地址的管理体系，路由器 必须检査每一个数据报，并选择一条通往目的站的路径。为了使高速路由器能够保持较低 的花费，它在选择路径时的处理时间一定要少。

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