IPv6协议的特点及演进

广州金鹏集团有限公司 于罗湘/文

　　NGN，即“下一代网络”，是一个泛指的概念，到目前为止下一代网络并没有确切的定义。但是，下一代网络的特点和主要技术已逐步露出水面。

　　下一代网络的特点主要包括：（a）下一代网络的网络结构和功能组织应该是开放的分布式结构；（b）下一代网络的架构实际上是IP技术+光网络，光网络将会演进为全光网络。

　　由于下一代网络是在不断发展中，其相应技术也是在发展过程中逐步形成的。从目前来看，应用到下一代网络的主要技术有：IPv6、软交换技术、光交换与智能光网、光纤高速传输技术、宽带接入、城域网、IP终端和网络安全技术等。

　　IPv6的演化及与IPv4的兼容

　　IP是Internet中的关键协议。IPv6的诞生无疑是一个巨大的进步，但我们决不能因此而忽视IPv4在过去和将来的网络中所扮演的角色。由于目前大量的在用设备均支持IPv4，所以通信运营商要充分考虑如何分阶段演进到IPv6。IPv6将在网络应用层和传输层上具体实施，先期采用IPv6的设备还需要IPv4在骨干网上的支持。这样就需要充分考虑和解决IPv6和IPv4两种协议之间的互通和兼容的问题。IPv6在设计时已经充分考虑了这一过渡问题，并同时支持双堆栈、隧道和转换三种主要技术。

　　双堆栈技术：新的IPv6设备能够与IPv4向后兼容，而IPv4设备可以用IPv4和IPv6协议栈进行编程，以便合适地处理各自的包。采用双堆栈的主机能收发IPv4和IPv6数据，采用双堆栈的路由器则可以转发任何一种包。

　　隧道技术：通过IPv4网络在两个IPv6域之间传送包。为此，双堆栈节点利用IPv4报头封装IPv6包。然后该封装包通过IPv4网络（隧道）进行路由选择，直至到达第二个IPv6域。第二个节点去掉IPv4报头后，对包进行相应处理。

　　转换技术：为了解决IPv6与IPv4这两种不同版本的互操作问题，必须使用转换器。IPv6计算机生成一个含有IPv4的目的地址，但它使用IPv6编码的数据报。IPv6计算机将数据报发送给转换器，转换器使用IPv4与目的站点通信，当它从目的站点收到回答后，将IPv4数据报转换为IPv6数据报，并发回给IPv6源站。

　　IPv6协议的特点

　　和IPv4比较，IPv6有两个极具吸引力的特点：一个是IPv6采用的128位地址格式，而IPv4采用32位的地址格式，因此IPv6使地址空间增大了296；另一个是IPv6对移动数据业务具有更强的支持能力，成为未来第三代移动通信的重要协议之一。同时IPv6克服和解决了IPv4存在的一些缺陷和问题。如IPv4没有考虑到互联网业务发展如此迅速，给互联网骨干路由器维护路由表及提供快速路由的功能设置带来一定的限制。IPv6解决了这一缺陷。IPv6简化了IP包头格式，提供了数据流标签，为传输标头提供了简便的方法，可以大大缩短数据包标头在路由器中处理的时间。IPv6具有地址自动配置功能，安全保护功能，认证和加密功能，无需任何的人为干预，主机即可直接连接互联网所需的全部信息等等。

　　IPv6保持了IPv4许多成功的特点。IPv6仍支持无连接的传送；允许发送方选择数据报的大小；要求发送方指明数据报在到达目的站点前的最大跳数，还保留了IPv4中的分段和原路由选择。另外，IPv6还增加了以下五大类新特征：

　　* 更大的地址空间。

　　* 灵活的首部格式。

　　* 允许对网络资源的预分配。

　　* 简化了协议。

　　* 支持协议扩展。

　　在IPv6中，巨大的地址范围还必须使维护互联网的人易于阅读和操纵这些地址。IPv4使用的“点分十进制表示法”（dotted decimal notation）不够方便，所以IPv6的设计者建议使用“冒号十六进制表示法”（colon hexadecimal notation），即把每个16位的值用十六进制表示，并用冒号将其隔开。

　　IPv6有三种基本的地址类型，即单播（unicast）地址、群集（cluster）地址和组播（multicast）地址。单播即传统的点对点通信，数据报选择一条最短的路径到达目的站点。群集即目的地是共享一个网络地址的计算机的集合，数据报选择一条最短的路径到达后再传递给该组最近的一个成员。组播是一点对多点的通信，即目的站点是一组计算机，它们可以在不同的地方，数据报通过硬件组播或广播传递给该组的每一成员。

　　结束语

　　随着互联网的发展，全球上网的人数将越来越多，而IP地址资源匮乏将成为制约其发展的瓶颈。另外，随着移动通信的迅猛发展，运营商急需寻求降低网络成本，开发新业务的新途径，只有这样才能保证其持续发展，以便在竞争中掌握主动权。下一代网络的出现和发展恰好提供了这样一个重要的机遇，现已成为不可阻挡的发展趋势。而IPv6代表着未来一代的互联网协议，是下一代网络的核心技术，其发展前景巨大。虽然在很长一段时间内IPv4将和IPv6保持共存，但最终必将过渡到IPv6。

----《通讯世界》