光网络和移动网络中运用IPv6协议的相关技术研究

【摘要】随着网络技术的应用和发展，应用互联网协议IPv6解决网络中的问题已经成为了众多研究者的方向。IPv6协议在应用中主要用于光网络技术和移动网络技术，在本文中主要对IPv6协议在这两方面的应用做一些相关的研究和探索，以期对其未来的发展提供帮助。

【关键词】IPv6 光网络 移动IPv6

一、关于IPv6协议

（一）IPv6协议简介。IPv4在网络的发展中起到了不可磨灭的作用，但是随着网络的发展，其弊端逐渐显现出来，很多新出现的问题迫切需要新的技术来解决。在这种情况下，IPv6协议出现了，该协议是IETF在比较多种IPng的基础上改进而成的。

（二）IPv6协议的特点。IPv6协议继承了IPv4协议的优点，并根据IPv4协议的缺点进行了修改和功能的扩充，解决了很多IPv4不能解决的难题。主要特点表现：具有巨大的地址空间，采用了新的协议报头格式，改进的扩展和选项支持，全新的地址管理方案，有效的、分级的寻址和路由结构，内置的安全特征，即插即用功能，对移动性的支持，对Qos更好的支持，新的邻接点交互处理协议等方面。互联网应用IPv6协议后，能为用户提供更加高效和便捷的服务。

二、IPv6协议在光网络中的应用技术研究

（一）光通信技术与IPv6协议的融合。光通信网络技术和IPv6技术是下一代网络核心的技术，其两者的融合已成为了网络技术发展的趋势，其融合面包括业务层面的融合、网络层面的融合和节点层面的融合。GMPLS技术就是光在网络技术中的研究热点，是IETF的统一控制框架，是各种网络技术的融合和演变的必然结果，它反映了分组交换和电路交换的融合，同时也体现了传送技术和交换技术的融合，它是体现IP层广层相互融合的光互联网的发展主流趋势。如下图一所示：

图一 GMPLS示意图

GMPLS技术对于网络的控制和管理起到了很好的控制作用，对于网络运行和维护成本起到了降低作用，对于网络的扩展十分有利。

（二）智能光网络技术。智能光网络技术是为了提高网络的可靠性、灵活性和网络传输的实时性。它能自动动态地完成网络带宽的分配和调度功能，能根据实际数据业务量变化。ASON代表了智能光网络的主流方向，其核心是在传统的方案中引入了控制平面技术，将相关的指令和路由协议定义好，对电力提供连接管理和连接控制，自动建立和拆除光通道，实现了动态的电路调度。GMPLS技术并不是对现有网络的取代，而是对现有网络的补充，从而降低网络运营成本。

（三）Optical Internet（光因特网）。顾名思义，就是在光上直接运行的网络，光因特网将业务层与传输层或是光层直接链接，中间不需要其他设备。数据包在其中通过光主干来实现，简化了远程主干网络。不需要在业务层和光层之间的SONET层，使得网络造价更加低廉，网络结构更加简单。目前，高性能路由器的问世使得全光网络的实现更加可能，它与先进的光联网相结合能使网络的可扩充性和通道恢复和数据传输透明度得到极大的改进，从而提高网络的性能。

三、移动IPv6技术

（一）移动 IPv6基本概念。移动IPv6在设计和功能上吸取了IPv4的很多经验，建立在IPv6体系基础上。在移动IPv6中由许多的基本术语，比如：移动节点、家乡、通信对端、家乡地址、转交地址、家乡链接、外地链路、绑定等等。定义为：在移动计算环境中，移动节点可以自由移动，且运行的网络连接能保持在移动的过程中不被打断，对传输层和更高层协议来说其移动是保持透明的。移动到外地网络的话，移动节点会用IPv6的特定机制获得相应转交地址，并将带有带转交地址的绑定更新给家乡发送过去，家乡将其进行绑定后，将相应绑定确认回复给移动节点，从而使得绑定告知移动节点在其家乡处，从而使转交地址和家乡地址建立相应的绑定关系。

（二）移动IPv6的关键技术。

1.移动IPv6的切换技术。切换是指移动节点在移动的过程中从一个子网到另一个子网的过程进行的切换。移动节点在切换的过程中因为线路的信号强度和高误码率等原因不能接受，为了避免这种情况的出现，采用了相应的切换方案，主要有以下两种：快速切换和平滑切换。快速切换是对移动IPv6的扩展，意味着低延时。主要采用预先切换和基于隧道的切换两种机制。平滑切换是为了降低IP数据包丢失率而提出的，在移动节点的移动过程中，可能会出现到达新网络还未注册就丢失数据包的情况。移动IPv6提出了缓存机制，在当前子网中缓存数据包，当移动节点完成注册后，缓存的数据包就从先去的路由器中发送过来，从而减少数据包丢失的可能性。

2.移动IPv6的Qos。英特网的服务中需要支持保证及时Qos，为了解决Qos的问题，IETE提出了集成服务、多协议标记交换和区分服务等服务模型和机制。要实现移动的Qos要复杂的多，DiffServ具有好的扩展性，但是不能确保精确的服务，IntServ难以确保良好的扩展性，可以考虑将两者有机结合起来，实现扩展性又能为Qos提供保证。

3.移动IPv6组播技术。在移动环境中，组播既要实现建立维护组播树，管理动态成员的任务，还有解决成员动态位置的变化问题。IETE给出了两种组播技术：远程加入和双向隧道，但是这两种方法在实际的应用中各有利弊，如何解决移动IPv6的组播技术问题仍然是研究的热点。

四、小结

IPv6协议在光网络和移动网络中都有着重要的应用，积极研究光网络和移动网络中的IPv6协议的相关技术对于我国未来网络科技的发展有着重要的意义。

参考文献：

[1]冯首强，纪越峰.光因特网互联模型研究与演进[J].光通信研究，2012（3）.

[2]洪佩琳，李津生等.移动IPv6关键技术研究[J].电信科学，2010（2）.

[3]崔荣春.智能光网络的应用探讨[J].无线电工程，2013（6）.