IPv6：拓展网络无限空间(上)

张玉军博士

　　下一代互联网络是未来信息社会的制高点，IPv6是下一代互联网的基础和灵魂，它将为互联网换上一个简捷、高效的引擎，不仅可以解决IPv4的地址短缺问题，而且可以使互联网摆脱日益复杂、难以管理和控制的局面，从而使互联网变得更加稳定、可靠、高效和安全。

　　现行的互联网协议是大约30年前制订的，其中网络层协议是IPv4 (Internet Protocol Version 4)。IPv4的地址空间为32位，理论上支持40亿台终端设备的互联。但由于A、B、C等地址类型的划分，以及许多其它的特殊规定和用途，实际可利用的地址数量要少得多。一般来说，整个地址空间的利用率只能达到10%左右。

　　在实际应用中，IPv4获得了巨大的成功。但是，随着互联网的迅速发展，当初设计IPv4时考虑不周所带来的缺陷日益显露出来，主要表现为两个方面：地址空间的用尽问题和路由表的急剧扩张问题。这些问题已经成为互联网进一步发展的障碍，由此导致了无类别域间路由(Classless InterDomain Routing，CIDR)技术和网络地址翻译(Network Address Translation，NAT)技术的广泛应用。但这两种技术只能延缓IPv4地址空间用尽的历程，而不能从根本上解决IPv4地址不足的问题。

　　IPv6的产生

　　为了解决互联网发展过程中遇到的问题，早在20世纪90年代初期，互联网工程任务组IETF就开始着手下一代互联网协议IPng (IP - the next generation)的制定工作。IETF在RFC1550里进行了征求新IP协议的呼吁，并公布了新协议需要实现的主要目标：

　　◆ 支持几乎无限大的地址空间；

　　◆ 减小路由表的大小，使路由器能更快地处理数据包；

　　◆ 提供更好的安全性，实现IP级的安全；

　　◆ 支持多种服务类型，并支持组播；

　　◆ 支持自动地址配置，允许主机不更改地址实现异地漫游；

　　◆ 允许新、旧协议共存一段时间；

　　◆ 协议必须支持可移动主机和网络。

　　IETF提出了IPng的设计原则以后，出现许多针对IPng的提案，其中包括一种称为SIPP(Simple IP Plus，由RFC1710描述)的提案。SIPP去掉了IPv4报头的一些字段，使报头变得很小，并且采用64位地址。与IPv4将选项作为IP头的基本组成部分不同，SIPP把IP选项与报头进行了隔离，选项被放在报头后的数据包中并位于传输层协议头之前。使用这种方法后，路由器只有在必要的时候才会对选项头进行处理，这样就提高了对所有数据进行处理的能力。

　　1994年7月，IETF决定以SIPP作为IPng的基础，同时把地址数由64位增加到128位。新的IP协议称为IPv6，其版本是在1994年由IETF批准的RFC1752。制定IPv6的专家们总结了早期制定IPv4的经验，以及互联网的发展和市场需求，认为下一代互联网协议应侧重于网络的容量和网络的性能。IPv6继承了IPv4的优点，摒弃了IPv4的缺点。IPv6与IPv4是不兼容的，但IPv6同其它所有的TCP/IP协议族中的协议兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。

摘自　中国计算机用户