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浅论第二代互联网协议——IPv6 中南论坛2008年第2期 浅论第二代互联网协议——口v6 黄汉 (武汉科技大学中南分校信息工程学院,湖北武汉430223) 摘要:我们现在绝大部分的网络组建使用的协议仍然是IPv4,从网络应用发展的前景来看,必然要过 渡到第二代互联网.IPv6正是第二代互联网所使用的网络协议.本文所要介绍的就是在IPv4协议理论基础之 上的,新一代互联网协议——IPv6. 关键词:IPv4;IPv6;地址结构;首部及功能扩展 中图分类号:TIB91文献标识码:A 1前言 当我们组建局域网,或者做一个计算机网络系 统集成设计时,我们对于IP地址的规划仍然是基于 IPv4的编址方法.IPv4产生于20世纪80年代,根 据网络使用现状和网络的发展速度,当初的设计者 是完全没有料到IP地址的数量在2005—2011年之间 某个时间将要用完.这是一个很严重的问题.在这 期间解决问题的办法只有两种:一是对IPv4的地址 进行改造,尽可能地挖掘浪费掉的地址资源,延缓 地址耗尽的时间.二是开发新的网际协议.新的网 际协议是在1993年由因特网工程任务组(Internet EngineeringTaskForce,1ETF)发起并创建的IPv6协 议(IPv5被分配给了一种实验性的流协议).IPv6 有时也被称作下一代网际协议(NextGenerationIn— ternetProtocol,IPng),当前的因特网以及所有公司 和私有内部网络都使用IPv4,.由于有了IPv6,网际 协议组将发生一次大的变革.IPv6不仅能够在窄带 网络上工作,也可以在宽带网络上很好地工作(如 千兆位以太网,ATM等).有的国家或者单位(企 业Intranet)已经开始使用IPv6了,但就全球来看, IPv6目前仍处于试验阶段.从技术上讲,IPv6将来 一 定会完全取代IPv4的. 但就目前来讲,我们仍然离不开IPv4,IPv6取 代IPv4需要较长的一段时间,它们还有相当长地共 存的历史.所以我们有必要回顾IPv4的编址及其变 化,对于新的IPv6的编址方法我们也要有初步的认 识和了解,并逐步应用到我们的网络中.不论我们 是系统和网络管理员,还是网络设计人员和IT管理 人员,都要准备迎接IPv6时代的到来. 2地址扩展 IPv6将IP地址由目前IPv4中的32位扩展到了 128位.它的优点如下: (1)允许Intemet继续扩展,也就是说,IPv6把 原来IPv4的地址增加到了128位,是原32位地址的 4倍,它把原来IPv4地址空间扩展了296倍.地址 的空间可以说是接近无限,有连地球上的沙子都能 配上IP地址之说. (2)提高路由效率,增加路由器的查询速度并 减少路由器对内存的需求,使得路由更加有效. (3)兼容非IP寻址格式,这些非IP地址包括 网际数据包交换(IPX),网络服务访问端点 (NSAP)以及以太网地址等.这样,现有网络将以 最小地址重构并连接到Internet,可以减少网络管理 员的设置,调试和维护工作量. 3多媒体特性 IPv6融合了多种功能,使得通过Internet传送视 频信号和其它的实时数据成为可能.这类数据需要 保证带宽和较小的延迟.IPv6提供了优先权字段和 流标记字段,用于为网络中的数据和数据流分配优 收稿日期:2008—06—13 作者简介:黄汉(1951一),男,河南许昌人,武汉科技大学中南分校信息工程学院教师,高级讲师. 2008年第2期科技探索 先级别. 3.1优先权字段 IPv6报头中定义了一个4位的优先权字段,该 字段可以表示l6种不同的优先级别.表1中列出了 一 些常用的优先权级别. 表1优先权示例 优先权级别应用程序 O普通业务 1”过滤”通信,如网络新闻 2无人照顾的数据传输,如电子邮件 4有人照顾的批量传送,如FTP,NFS 6交互业务,如Telnet 7控制通信/管理业务,如路由协议,SNMP 除了上表中列出的优先级别, 于实时流量. 址并自动完成地址更改的机制,从而解决了这个问 题.IPv6允许主机在启动时从本地路由器获得自身 地址,从而不需要在每台主机上手动配置地址或使 用动态主机配置协议第6版(DHCPv6).IPv6还指 定了主机为本地站点通信和没有路由器的小型站点 分配地址的过程. 7移动主机支持 1Pv6中包含由基地地址向其它任意地址自动转 发数据包的算法.这样,从任意位置,甚至是通过 移动电话连接到Intemet的所有用户均可无缝地接收 他们的消息. 8效率提高 IPv6具有多种能够提高lP协议整体效率的功 其它的均预留用能,如: 3.2流标记字段 IPv6报头中还包含了一个24位的流标记字段, 源应用程序用它来标记数据包流所属的特定IP流. 这样,路由器可以直接将其分类