通信工程师考试培训管理网技术IPv6[1]

点击通信工程师考试在线辅导招生

点击通信工程师专业培训面授班招生

点击阅读2013年通信工程师考试大纲

点击了解2013年通信工程师考试指定教材

通信工程师报名及通信工程师成绩查询专题

2012年全国初级中级通信工程师考试成绩查询

5.4.5 IPv6

虽然CIDR和NAT可能赢得了许多年的时间，但是当前的IP版本（IPv4）已经不能再承受如此重的负荷了。除了技术问题以外，还有一个隐藏在背后的问题。在Internet早期，它主要被用于大学、高科技工业和美国政府，特别是美国国防部（Dept,ofDefense）。20世纪90年代中期开始，人们对于Intemet的兴趣不断膨胀，Internet开始为各种各样的人所使用，尤其是有着不同需求的人们。首先，大最携带无线移动计算设备的人通过Internet与他们的家庭或者企业保持联系。其次，随着计算机工业、通信业和娱乐业的不断交融，有可能在不久的将来，世界上的每一部电话和电视都将变成Intemet节点，从而几十亿台机器将会使用音频和视频点播。在这样的形势下，很迠然，IP必须也要进一步发展，并且要变得更加灵活。

1990年，IETF开始启动IP新版本的设计工作，新版本的IP将有用不尽的地址资源，还将解决许多其他问题，同时也更加灵活和高效。它的主要目标如下：

（1）即使地址空间的分配效率不高，也需要支持几十亿台主机：

（2）降低路由表的大小：

（3）对协议进行简化，以便路由器更加快速地处理分组：

（4）提供比当前的IP更好的安全件（认证和隐私）：

（5）更加关注于服务的类型，特别是针对实时数据的服务类型；

（6）允许通过指定范围来支持多播传输；

（7）允许主机在不改变地址的情况下可以漫游：

（8）允许协议未来还可以发展；

（9）允许新老协议共存多年。

为了开发出一个满足所有这些需求的协议，IETF在RFC1550中发表了一个寻求提案和讨论的声明，共收到21份回应材料。但是，这些回应材料并不全都是完整的提案。到了1992年12月，有7个提案被提出讨论。这些提案相差甚大，涉及范围非常广泛，从“对IP做微小的修改”,到“完全抛掉IP而用一个全然不同的协议来替代”。

一种提案是在CLNP之上运行TCP,CLNP有160位地址，所以它提供了足够的地址空间，而且也将统一两个主要的网络层协议。然而，许多人认为，这样做好像是承认了OSI领域中所做的事情实际上是正确的，而在Internet中却存在策略性的错误。CLNP的模式与IP非常相近，所以这两种协议并没有实质性的不同。实际上，最终选中的协议与IP之间的差异，远远超过了CLNP与IP之间的差异。对CLNP的另一个理由是它对服务类型的支持太差，在有效传输多媒体数据时是非常必要的。

IEEENetwork发表了三种比较好的提案：Deering,1993:Francis,1993:KatzandFord,1993。在经过多次讨论、修订和定位之后，Deering和Francis两份提案被组合起来又做了修改，然后得到一个现在称为增强的简单Internet协议（SimpleInternetProtocolPlus,SIPP）的协议，最终它被选中，称为IPv6。

IPv6很好地满足了以上列出的设计目标。它保持了IP的优良特性，丢弃或者削弱了IP中的缺点，并且在必要的地方埔加了新的特性。一般而言，IPv6并不与IPv4兼容，但是它与其他一些辅助性的Intemet协议则是兼容的，包括TCP、UDP,ICMP、IGMP、OSPF,BGP和DNS,有时候也要求做一点小小的改动（大多数改动是为了处理更长的地址）。下面介绍IPv6的主要特性，有关更多的信息可以在RFC2460?2466中找到。

首先，也是最重要的，IPv6有比IPv4更长的地址。IPv6的地址有16字节长，这解决了IPv6一开始就想要解决的问题：使用一个能有效地提供几乎无限Internet地址的空间。稍后还要更多地介绍IPv6的地址。

IPv6第二个主要的改进是对头部进行了简化。它只包含7个域（IPv4有13个域）。这一变化使得路由器可以更快地处理分组，从而提高了路由器的吞吐量，并缩短了延迟。同样，后续介绍IPv6的头结构。

第三个主要改进是更好地支持选项。这一变化对于新的头部来说是本质的变化，因为以前那些必需的域现在变成了可选的，而且选项的表达方式也有所不同，这使得路由器可以非常简单地跳过那些与它无关的选项。此特性也加快了分组的处理速度。

第四个改进代表了IPv6的重大进步，即在安全性方面的改进。在新的IP中，认证和隐私是关键的特征。然而，后来这些特征也被引入到IPv4中，因此IPv6和IPv4在安全性方面的差异已经没有那么大了。

最后，更加值得关注的是服务质量。过去，人们在这方面已经作了大量的努力，现在，随着Internet多媒体的增长，服务质童的需求也更加紧迫了。

IPv6的头部如图5-37所示。对于IPv6,版本（Version）域总是6（对于IPv4.该域总是4）。在从IPv4到IPv6的迁移过程中，路由器通过检査该域来确定分组的类型。

流量类别（Trafficclass）域的用途是，按照各种不同的实时递交需求将分组区分开。最初就考虑在IP中专门为这个目的而设置一个域，但实际上只有少数路由器实现了这个域。现在已经在做一些实验来确定如何更好地将这个域用于多媒体数据的递交过程。

流标签（Flowlabel）域也是试验性的，但它将来会有用途，通过该域，源端和目标端可以建立一个具有特殊属性和需求的虚连接。例如，从某台特定主机上的一个进程到另一台主机上的一个进程之间的分组流可能有严格的延迟要求，因此需要预留带宽。这时可以提前建立一个流（flow），并分配一个标识符。当一个FlowLabel域非0分组出现的时候，所有的路由器都在自己的内部表中查找该FlowLabel值，看它要求哪一种特殊的待遇。实际上，这样的流是两种传输模型相结合的一种尝试，拥有数据报子网的灵活性和虚电路子网的质量保证。

[1]  [2]