IPV6技術(shù)研究論文
論文導(dǎo)讀：1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的靈魂，相比IPv4，IPv6具有以下新特性：報(bào)文格式的變化。2.IPV6的報(bào)文結(jié)構(gòu)IPv6報(bào)頭是由IPv6基本報(bào)頭和擴(kuò)展報(bào)頭組成的。
關(guān)鍵詞：IPV6，報(bào)文，IPV4
1.IPV6的特性IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的靈魂，相比IPv4，IPv6具有以下新特性：報(bào)文格式的變化；地址空間擴(kuò)展到128位，支持幾乎無限大的地址空間；減小了路由表的大小，使路由器能更快的處理數(shù)據(jù)包；提供更好的安全性，實(shí)現(xiàn)IP級(jí)的安全；支持多種服務(wù)類型，并支持組播；支持自動(dòng)地址配置，允許主機(jī)不更改地址實(shí)現(xiàn)異地漫游；允許新舊協(xié)議共存一段時(shí)間；支持可移動(dòng)主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等具體要求等等。
2.IPV6的報(bào)文結(jié)構(gòu)IPv6報(bào)頭是由IPv6基本報(bào)頭和擴(kuò)展報(bào)頭組成的。在IPv4中有10個(gè)固定長(zhǎng)度的域、2個(gè)地址空間和若干個(gè)選項(xiàng)，而IPv6中只有6個(gè)域和2個(gè)地址空間。雖然IPv6基本報(bào)頭總共占用40字節(jié)，是IPv4報(bào)頭的2倍，但因其長(zhǎng)度固定（IPv4報(bào)頭長(zhǎng)度是變化的），故不需消耗過多的內(nèi)存容量；又因其要處理的域由14個(gè)減少到8個(gè)，從而大大減少了路由器上的軟件處理內(nèi)容。在IPv6中，選項(xiàng)由擴(kuò)展報(bào)頭定義。
在IPv4中，所有報(bào)頭以32位為單位，即基本的長(zhǎng)度單位是4個(gè)字節(jié)。在IPv6中，報(bào)頭以64位為單位，且報(bào)頭的總長(zhǎng)度是40字節(jié)。IPv6協(xié)議的基本報(bào)頭中定義了的字段，其中：
1) 報(bào)文長(zhǎng)度。長(zhǎng)度為16位，其中包括包凈荷的字節(jié)長(zhǎng)度，即IPv6報(bào)頭后的包中包含的字節(jié)數(shù)。這意味著在計(jì)算凈荷長(zhǎng)度時(shí)包含了IPv6擴(kuò)展頭的長(zhǎng)度。
2) 下一個(gè)頭。這個(gè)字段指出了IPv6報(bào)頭后所跟的頭字段中的協(xié)議類型。與IPv6協(xié)議字段類似，下一個(gè)頭字段可以用來指出高層是TCP還是UDP，但它也可以用來指明IPv6擴(kuò)展頭的存在。
3) 跳數(shù)限制。長(zhǎng)度為8位。每當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)包進(jìn)行一次轉(zhuǎn)發(fā)之后，這個(gè)字段就會(huì)被減1。如果該字段達(dá)到0，這個(gè)包就將被丟棄。
4) 源地址和目的地址。長(zhǎng)度都為128位，它們指出了IPv6包的發(fā)送方和接收方地址。如果使用了選路擴(kuò)展頭，其目的地址可以是其中某一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的地址而不必是最終地址。
IPv6能在IP報(bào)頭上提供附加的頭。當(dāng)?shù)侥康牡氐暮?jiǎn)單路由不可能時(shí)，或者當(dāng)需要特殊服務(wù)如認(rèn)證時(shí)，擴(kuò)展頭就是必要的。免費(fèi)論文。IPv6定義了幾種擴(kuò)展頭類型，每個(gè)擴(kuò)展頭中的下一頭域標(biāo)識(shí)下一個(gè)擴(kuò)展頭：
1) 逐跳選項(xiàng)頭（Hop-by-Hop Options）。此擴(kuò)展頭必須緊隨在IPv6頭之后。它包含包所經(jīng)路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須檢查的選項(xiàng)數(shù)據(jù)。由于它需要每個(gè)中間路由器進(jìn)行處理，逐跳選項(xiàng)只有在絕對(duì)必要的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)。
2) 選路頭（Routing）。此擴(kuò)展頭指明包在到達(dá)目的地途中將經(jīng)過哪些節(jié)點(diǎn)。IPv6頭的最初目的地址是路由頭的一系列地址中的第一個(gè)地址，而不是包的最終目的地址。此地址對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)接收到該包之后，對(duì)IPv6頭和選路頭進(jìn)行處理，并把包發(fā)送到選路頭列表中的第二個(gè)地址。如此繼續(xù)，直到包到達(dá)其最終目的地。
3) 分段頭（Fragment）。此頭包含一個(gè)分段偏移值、一個(gè)“更多段”標(biāo)志和一個(gè)標(biāo)識(shí)符字段。用于源節(jié)點(diǎn)對(duì)長(zhǎng)度超出源端和目的端路徑MTU的包進(jìn)行分段。
4) 目的地選項(xiàng)頭（Destination Options）。此擴(kuò)展頭代替了IPv4選項(xiàng)字段。目前，唯一定義的目的地選項(xiàng)是在需要時(shí)把選項(xiàng)填充為64位的整數(shù)倍。
5) 身份驗(yàn)證頭(AH)。免費(fèi)論文。此擴(kuò)展頭提供了一種機(jī)制，對(duì)IPv6頭、擴(kuò)展頭和凈荷的某些部分進(jìn)行加密的'校驗(yàn)和的計(jì)算。
6) 封裝安全性凈荷(ESP)頭。它指明剩余的凈荷已經(jīng)加密，并為已獲得授權(quán)的目的節(jié)點(diǎn)提供足夠的解密信息。免費(fèi)論文。
3.IPV6的發(fā)展?fàn)顩r目前因特網(wǎng)上的IP協(xié)議采用的是IPv4，由于地址匱乏等原因，早在90年代中期IETF制定了IPv6以取代IPv4，1998年12月發(fā)布草案標(biāo)準(zhǔn)RFC2460之后，IPv6實(shí)際上已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是IPv6在很長(zhǎng)一段時(shí)間里藏在實(shí)驗(yàn)實(shí)里得不到應(yīng)用，全球只有少數(shù)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。事實(shí)上，IPv6技術(shù)的發(fā)展與IPv4資源分配狀況息息相關(guān)，因此也就決定了IPv6技術(shù)在世界各地發(fā)展的不平衡狀況。
國(guó)外目前的研究正向?qū)嵱没l(fā)展，領(lǐng)先的主要是歐洲、日本、韓國(guó)。日本在IPv6研究方面做的最好，日本政府制定了“e-Japan”的戰(zhàn)略；1999年～2000年開始分配IPv6的地址，2001年～2005年開始全日本的IPv6商用化服務(wù)。韓國(guó)信息通信部提出“下一代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)規(guī)劃”，而且對(duì)IPv6技術(shù)的研究也得到歐盟政府的支持。在歐洲，互聯(lián)網(wǎng)方面落后于美國(guó)，但在移動(dòng)通信方面卻領(lǐng)先于美國(guó)，所以歐洲發(fā)展IPv6的基本戰(zhàn)略是“先移動(dòng)，后固定”，希望在IPv6方面掌握先機(jī)，政府和各大公司對(duì)IPv6的態(tài)度都比較積極。而美國(guó)因?yàn)榈玫搅顺湓５腎Pv4地址，所以在IPv6的研究上表現(xiàn)不是很積極。
由于歷史的原因，中國(guó)在IPv4的發(fā)展中處于后進(jìn)的狀態(tài)，在國(guó)際上發(fā)言權(quán)不多，導(dǎo)致在IP地址的供需上嚴(yán)重失衡。截止2002年8月，擁有13億人口的中國(guó)，只有大約2502萬個(gè)IP地址，B類地址僅有數(shù)百個(gè)，A類地址一個(gè)都沒有。不言而喻，中國(guó)應(yīng)該是全球最需要IP地址的國(guó)家之一。同時(shí)，中國(guó)作為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信大國(guó)，勢(shì)必要在下一代互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和資源分配中力爭(zhēng)更大的發(fā)言權(quán)。IPv6作為核心基本技術(shù)，將帶動(dòng)大量相關(guān)技術(shù)和服務(wù)的發(fā)展，提升中國(guó)信息通信產(chǎn)業(yè)的整體實(shí)力，為中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。
從國(guó)內(nèi)來看，近年來，我國(guó)己經(jīng)啟動(dòng)了一系列和IPv6相關(guān)的計(jì)劃，如教育部的CERNET一IPv6試驗(yàn)床；國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的“中國(guó)高速互聯(lián)研究試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)(NSFCNET)”和“網(wǎng)絡(luò)與信息安全”重大專項(xiàng)；國(guó)家“863”計(jì)劃“十五”期間的IPv6核心技術(shù)開發(fā)、IPv6綜合試驗(yàn)環(huán)境、3Tnet重大專項(xiàng)；國(guó)家“973”計(jì)劃有關(guān)網(wǎng)絡(luò)、通信、信息安全以及人機(jī)和諧環(huán)境的相關(guān)課題；中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)交換中心DRAGONTAP以及CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)；中科院的“IPv6關(guān)鍵技術(shù)及城域示范網(wǎng)”和國(guó)家計(jì)委的“下一代互聯(lián)網(wǎng)中日IPv6合作項(xiàng)目”等。這些計(jì)劃己經(jīng)取得部分成果，為我國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。2003年12月國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)批準(zhǔn)中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目，擬投資人民幣14億元，建設(shè)縱橫全國(guó)的純IPv6高速光纖網(wǎng)和30個(gè)IPv6主節(jié)點(diǎn)POP，以及300個(gè)接入網(wǎng)。2004年年底，一期工程完工。
4.IPV6應(yīng)用前景分析IPv6的廣泛部署依賴于未來因特網(wǎng)的良好發(fā)展。當(dāng)然IPv6部署的最關(guān)鍵因素是應(yīng)用。事實(shí)上，IPv6網(wǎng)絡(luò)從根本上不同于IPv4網(wǎng)絡(luò)，不僅可以是更大的網(wǎng)絡(luò)，而且連在網(wǎng)絡(luò)上的將是更便宜、更簡(jiǎn)單、更小巧的設(shè)備，如手機(jī)、普通家電和汽車定位裝置等等。
勿庸置疑，IPv6代表著未來一代的因特網(wǎng)協(xié)議，對(duì)于許多企業(yè)來說，IPv6目前可能還不是合適的商業(yè)機(jī)會(huì)，但是當(dāng)機(jī)會(huì)到來的時(shí)候他們肯定要升級(jí)系統(tǒng)，政策上的引導(dǎo)將把IPv6推向應(yīng)用的臨界點(diǎn)。
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