网际协议IPv6的崛起

摘要：目前我们使用的第二代互联网IPv4技术。它的最大问题是网络地址资源有限，可用的网络地址和主机地址的数目越来越少，以至目前的IP地址近乎枯竭，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。

关键词：互联网；IPv4；IPv6

中图分类号：TP393.04 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-01

The Rise of Internet Protocol IPv6

Yao Jingfa,Wang Yanhua

(Baoding Electric Power VOC.&TECH.College,Baoding 071051,China)

Abstract:At present,we use the second generation Internet IPv4 technology.Its biggest problem is limited network address resources,now the available network address and the number of host addresses are currently less and less,so that the IP addresses nearly exhausted severely restrict our country and other countries development and application of the Internet.

Keywords:Internet;IPv4;IPv6

一、IPv4的危机

IPv4（网际协议版本4）规定IP地址长度为32，即有2^32-1个地址。随着网络的不断发展，剩余的IP地址越来越少，同时，在3G推动下的移动互联网发展，也会产生对IP地址巨大需求。未来5年中，移动互联网的IP地址的需求预计达到5-9亿。显而易见，目前的IPv4地址资源远无法满足增长迅速的网民需求，如果我们不采取及时的应对措施，届时，运营商、用户和设备提供商将有一系列不良连锁反应。

二、IPv6

（一）IPv6简介

IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，它是IETF设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。每个人将拥有更多IP地址。

（二）地址结构

用文本方式表示的IPv6地址有三种规范的形式：

1.X：X：X：X：X：X：X：X，其中X是一个4位十六进制整数（16位）。每一个数字包含4位，每个整数包含4个数字，每个地址包括8个整数，共计128位（4×4×8=128）。例如：D34F：BCD1：4FD4：FD00：EE4C：CA6F：1AFE：EEFD3。

2.在分配某种形式的IPv6地址时，会发生包含长串0位的地址。为了简化包含0位地址的书写，可以使用“：：”符号简化多个0位的16位组。“：：”符号在一个地址中只能出现一次。该符号也可以用来压缩地址中前部和尾部的0。例如地址2000：0：0：0：0：0：0：1可以被表示为2000：：1。

3.在IPv4和IPv6的混合环境中可能有第三种方法。IPv6地址中的最低32位可以用于表示IPv4地址，该地址可以按照一种混合方式表达，即X：X：X：X：X：X：d.d.d.d，其中X表示一个16位整数，而d表示一个8位十进制整数。例如，地址0：0：0：0：0：0：10.0.0.1就是一个合法的IPv4地址。把两种可能的表达方式组合在一起，该地址也可以表示为：：：10.0.0.1。

（三）优势

IPv6与IPv4相比有以下特点和优点：

1.更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。

2.更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。

3.增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow-control）。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（Qos）控制提供了良好的网络平台。

（四）IPv4到IPv6的过渡

1.双协议栈技术。IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。如果一台主机同时支持IPv6和IPv4两种协议，那么该主机既能与支持IPv4协议的主机通信，又能与支持IPv6协议的主机通信，这就是双协议栈技术的工作机理。

2.隧道技术。隧道技术是必要时将IPV6数据包作为数据封装在IPV4数据包里，使IPV6数据包能在已有的IPV4基础设施（主要是指IPV4路电器）上传输。隧道对于源站点和目的站点是透明的，在隧道的入口处，路电器将IPV6的数据分组封装在IPV4中，该IPV4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPV4地址，在隧道出口处，再将IPV6分组取出转发给目的的站点。

3.地址或协议翻译器技术。这种方式的缺点是需要在网络间增加大量的服务器，有可能破坏端的安全性和服务的独立性。

三、IPv6的发展前景

（一）移动互联网发展推动IPv6

去年10月份，工信部明确表态将在“十二五”期间重点建设以IPv6为首的下一代互联网。目前全球互联网用户人均拥有IP地址为1.7个，中国网民人均仅有0.6个。未来几年我国互联网用户仍将快速增长，而目前正在大力发展的三网融合、物联网和3G等产业也离不开IP网络，IP地址不足将严重制约这些产业的发展，彻底解决只能依靠IPv6。

（二）移动通信技术对IPv6的推动作用

目前的移动通信技术越来越发达，每个人现在都拥有一个或以上的终端设备（比如手机，笔记本电脑等），而这些终端现在均支持网络功能，而IP地址的分配使用将是至关重要的，而现在的IPv4远远不能实现该特点，只能靠IPv6来推动未来移动通信的发展。

参考文献：

[1]吴伟民.下一代互联网协议(Ipv6)的概念及原理III.国土资源信息化，2008