IPV6综述报告

IPv6综述报告姓名：学号：专业：班级：指导教师：摘要互联网的迅速发展已经逐渐制约其自身的发展，需要新技术支撑它的进一步发展。IPv6是下一代互联网采用的核心协议。本文介绍了IPv6诞生的背景，国内外发展状况，IPv6较之IPv4的优势，IPv6的原理，应用，及其展望。关键字：IPv6IPv4地址空间单播地址类型技术原理优势互联网协议IPv6诞生的发展背景Internet协议的第四版（IPV4）为TCP/IP族和Internet提供了基本的通信机制。IP技术已经广泛应用了10多年，互联网的影响已经渗透到社会的各个方面，同时，互联网的发展也成为国家信息化合现代化建设的重要部分，并产生了重大的经济效益和社会效益。随着Internet的指数增长，互联网的体系结构由NSFNET核心网络演变为由ISP（InternetServiceProvider，互联网网络提供商）运营的分散的体系结构。当前互联网面临的一个严峻问题是地址消耗严重，即没有足够的地址来满足全球的需要。IPV4的问题逐渐显露出来，32位的IP地址空间枯竭、路由表急剧膨胀、路由选择效率不高、对网络安全和多媒体应用的支持不够，配置复杂，对移动性支持不好，很难开展端到端的业务等，这些问题已经成为制约互联网发展的重要保障，而IETF开发的IPv6（InternetProtocolVersion6）下一代网络彻底、有效地解决了目前IPV4所存在的上述问题。IPv6技术较IPV4的优越性1.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，充分结局了地址匮乏问题。同时IPv6得地址是有范围的，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。2.提高效率：通过简化固定的基本报头、采用64比特便捷定位、去消IP头的校验和域等措施，以提高网络设备对IP报文的处理效率。3.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的尾部。4.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路由表的大小，降低网络地址规划的难度。5.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减更新配置，提高IPv6的易管理性。IPv6技术的国内外发展比较1.国外IPv6技术现状互联网工程任务组（IETF）从1991年开始研究IPV4的地址长度和结构；1992年，IETF成立了IPng工作组；1992—1994年，IPng工作组收到了若干提案；1994年夏，IPng工作组提出了下一代IP网络协议（IPv6）的推荐版本；1995年夏，IPng工作组完成了IPv6的协议版本；1996年，IETF建立了全球范围的IPv6试验床6Bone，一个重要的设计目标是实现IPv6与网络中现行的IPV4协议兼容；1998年，面向使用的全球IPv6研究启动；1999年，IPv6协议基本确定；2000年5月，3G标准化组织3GPP采纳了IPv6为服务的必选协议。由于IPV4存在地址空间不足、缺少有效的服务质量控制和安全保障等问题，越来越多的国家爱开始关注IPv6技术的研究，并将其列入下一代互联网发展计划。日本与2000年开始推广IPv6，并于2001年4月宣布开始提供IPv6商业服务。欧盟和韩国也相继宣布启动IPv6推广计划，韩国政府宣布，从2013年开始全面启动IPv6。美国也在加紧进行IPv6应用研发和战略部署，统计数据显示，美国的IPv6地址已经占全球第一位，反映出美国政府在面对下一代互联网竞争布局中的深切关注和重视。2.国内IPv6技术研究现状中国对IPv6的研究始于1998年，主要参与者是一些高等院校和研究机构。通过几年的研究，我国在下一代互联网核心技术和纯IPv6实验网等方面取得了一些成果，主要表现在以下几个方面：在高性能核心路由器及其相关IPv6技术方面，国家863技术“中国高速信息示范网”专项的高性能核心路由器项目，研制的高性能核心路由器的背板交换速率达到40~160Gbps，包转发率20~40Mbps，路由表容量达到512k。IPv6协议研究方面，中国的IPv6标准化工作已经启动。首批列入标准制定的内容IPv6基本协议、网络总体要求、移动IPv6、路由协议等，以后将分批陆续制定相关的中国IPv6标准。在IPv6其他相关技术研究方面，进行移动IPv6网络技术研究、IPV4和IPv6过度有关的技术研究、基于IPv6协议的QoS相关技术研究。在IPv6协议标准化研究方面，中国成立了互联网络IP标准组，IPv6协议已经列入标准组的标准制定计划，共有9个IP协议标准项目，并有多个IPv6软课题研究，同时与国际多家企业建立IPv6标准研究合作关系。目前，中国已启动了下一代互联网示范工程CNGI，建成了目前世界上规模最大的纯IPv6互联网CNGI-CERNET2，连接中国20个主要城市的25个核心节点，并在北京建立了国内/国际互联中心，与美国Internet2、欧洲GEANT2和亚太地区APAN等国际下一代互联网实现高速互联。IPv6技术原理1.IPv6的地址空间IPv6最明显的特征是它使用更大的地址。IPv6使用128位地址，128位地址空间允许3.4*10^38个可能的地址。应该注意的是，使用IPv6地址在长度上达到128位并不是地址的每平方米能有6.5*10^23个地址，而是旨在将IPv6地址空间进一步细分成反映现代Internet拓扑结构的分层路由域。使用128位地址空间，在设计分层寻址和路由时能提供多个等级的层次和灵活性，而这一点恰恰是目前基于IPV4的Internet所缺乏的。2.IPv6的地址格式IPv6的地址由全局路由前缀、子网ID、接口ID三部分组成。其中全局路由前缀用于指定某一站点，子网ID用于指定该站点内的一条链路，接口ID用于指定链路上的某一接口。3.IPv6地址类型1）单播地址：用于单个接口的表示符。发送到此地址的数据包被传递给表示的接口。通过高序位八位字节的值来将单播地址与多路广播地址区分开来。多路广播地址的高序列八位字节具有十六进制值FF。此八位字节的任何其他值都标识单播地址。发送到单播地址的数据包被传输这个地址识别出的接口。2）多播地址：一组接口的标识符（通常属于不同的节点）。发送到此地址的数据包被传递给该地址标识的所以接口。多路广播地址类型代替IPV4广播地址。发送到组播地址的数据包被传输到这个地址标识别出的所有接口。3）IPv6不带有广播地址：IPv6使用“所有节点”组播。4.IPv6单播地址类型1）链路——本地（linklocal）：这些地址用于单个链路并且具有以下形式：FE80：：InterfaceID。链路——本地地址用在链路上的各个节点之间，用于自动地址配置、邻居发现或未提供路由器的情况。链路——本地地址主要用于启动时以及系统尚未获取较大范围的地址之时。带有链路——本地源或目的地址的数据包不转发到其他链路。2）站点——本地（sitelocal）：这些地址用于单个站点并具有以下格式：FECO：：SubnetID：InterfaceID。站点——本地地址用于不需要全局前缀的站点内的地址。带有站点——本地源或目的地址的数据包不转发到其他站点3）全球IPv6单播地址：这些地址可用在Internet上兵具有以下格式：010（FP，3位）TLAID（13位）Reserved（8位）NLAID（24位）SLAID（16位）InterfaceID（64位）。带有全球地址的数据包可被转发到全球网络的任何部分。IPv6的应用下一代互联网的应用将涉及科学技术的各个领域以支持未来科学技术的创新发展。IPv6网络在未来的主要应用：1）移动IP：随着移动设备功能的增强以及应用的普及，移动计算已经得到了越来越多的关注。早期的移动IP研究一直是基于IPV4协议体系的，它虽然可以解决节点漫游的问题，但是其应用必将引发为大量的移动设备分配IP地址的需求。IPV4协议有限的地址空间显然无法满足这一要求，只有IPv6才能满足这种需要。2）多种个人智能终端：经济的发展带动了个人电子设备的发展，有呼机、手机、PDA到智能手机的发展趋势看，互联网能力的集成数据、语音和视频的个人智能终端将会很快出现，经过了2~4年的发展，其规模就会相当大。由此将产生的对IP地址的需求，这将是过渡IPv6的一个最大动因。3）超高速家庭网络：根据AILiedBusinessIntelligence的预测，家用网关的数量将会从2000年的618000个增加到2005年的168M个。家庭宽带和ADSL设备的增长也是驱动家庭网络市场的因素，很多信息技术厂商都在进行家庭网络方面的项目开发。像IEEE1394和蓝牙这样的新技术已经被开发用于移动和家庭用途，众多拥有处理器的设备越来越具备和网络设备相连的条件。IPv6技术前景展望近几年来，IPv6网络相关技术研究已经在世界范围内轰轰烈烈地开展起来，有些国家甚至已经开始商用。例如：Google计划升级旗下YouTube视频网站，以支持期待已久的互联网主要通信协议——IPv6。根据了解，Google的搜索、资讯、文档、Gmail和地图到呢个产品已经可以支持IPv6了。除此之外，Google能支持IPv6的还包括公布源码的Chrome操作系统和Android移动设备操作平台。也就是说，如果现在一个VerizonDroid手机用户利用IPv6连接到WiFi网络，那么这个用户就可以直接连接到IPv6站点了。此外，伴随商业化网络不断升级的契机，“全球IPv6新一代互联网高峰会议”再次拉开序幕，将于2010年4月7—8日在北京召开。此次会议将围绕以IPv6为核心的新一代互联网技术发展、部署、投资和应用等最热点的话题展开讨论，探讨运营商关于IPv6的运营模式、技术路线、发展计划、下一步产品路标、采购需求，并强力推荐全球顶级咨询公司关于《2010年IPv6新一代互联网发展报告》的白皮书。这将预示着IPv6新时代的到来。IPv6是世界互联网的必然趋势，各国对其发展应用部署正如火如荼的进行。随着IPv6技术的不断成熟，IPv6网络的商用化进程将会不断加快，必将会大大地推动下一代网络的发展。参考文献[1].王茜,陈运清,赵慧玲.IP网络向下一代互联网演进探讨[J].电信网技术,2010,(08):48-53[2].郭地安.Ipv6技术浅析[J].经营管理者,2010,(13):312[3].吴帅.IPv6技术在我国的应用现状及对策分析[J].科技创业月刊,2010,(06):65-66[4].吴伟民.下一代互联网协议(IPv6)的概念及原理[J]国土资源信息化,2008,(06).[5].张思炜.IPv6技术及其应用前景[J].电脑知识与技术,2010,(06):1353-1355[6].蒲宝卿.高校校园网IPv4向IPv6过渡策略的分析与研究[J].甘肃高师学报,2010,(02):60-63[7].吴大鹏.IPv6的发展与现状[J].数字通信,2010,(02):22-24,35[8].郭云飞.IPv6技术发展趋势及发展策略[J].电信技术,2003,(07)[9].叶昭,叶梧.IPv6技术及下一代互联网发展综述[J].机电工程技术,2005,(07)[10].秦丰林,葛连生,刘琚.基于P2P的IPv6虚拟网构造[J].计算机工程,2009,(11)