什么是IPv6

發(fā)布時間： 2022-04-21 10:31:27

什么是IPv6？IP地址空間耗盡的過程使人們意識到：需要設計一種新的協(xié)議來代替目前的TCP/IP(我們將目前使用的TCP/IP協(xié)議成為TCP/IP協(xié)議版本4，即IPv4)，并且這個協(xié)議不是僅僅以擴大地址空間為最終目標?，F(xiàn)在是一個修正現(xiàn)有TCP/IP編制方案的好機會。

這個工作最早由互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(Internet Engineering Task Force，IETF)于20世紀90年代初期進行。當時他們的目標是制定下一代網(wǎng)際協(xié)議IPng(IP-thenext generation)。IETF確定的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議所要達到的主要目標為：

● 支持幾乎無限大的地址空間。

● 減小路由表的大小，使路由器能夠更快地處理數(shù)據(jù)包。

● 提供更好的安全性，實現(xiàn)IP地址級的安全。

● 支持現(xiàn)有的多種服務類型，并支持組播。

● 支持自動地址配置(類似DHCP)，允許主機不改變地址實現(xiàn)異地漫游。

● 允許在某種情況下IPv6與IPv4的共存。

● 協(xié)議必須支持可移動主機和網(wǎng)絡。這些目標被確定之后，IETF首先得到的是一種叫做“簡單IP插件”(Simple IPPlus，SIPP)技術。這種技術通過改變現(xiàn)有IP數(shù)據(jù)包的幀結構有效地提高了路由器處理數(shù)據(jù)包的速度，但是，這種技術使用64位的地址空間。1994年7月，IETF以SIPP為基礎，將其地址空間增加到128 位，其詳細描述被定義在RFC1752 中，這就是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，TCP/IP協(xié)議版本6，即IPv6。由于IPv6的設計初衷并非簡單地擴大地址空間，所以IPv6在擴展了地址空間的同時還解決了很多問題，其中有很多極富創(chuàng)新精神。

● 全新的報文結構。IPv6使用了全新的協(xié)議頭格式。在IPv6中，報文頭包括固定頭部和擴展頭部，一些非根本性的和可選擇的字段被移到了擴展頭部，這使得網(wǎng)絡中的中間路由器在處理IPv6數(shù)據(jù)包時可以大幅度地提高效率。但是這種改變并不兼容目前的IPv4。

● 巨大的地址空間。這一點非常明顯，由于IPv6使用128位的地址空間，如此之大的地址空間可以容納的地址個數(shù)幾乎是無限的。

● 全新的地址配置方式。IPv6的地址配置方式有三種：手工配置、有狀態(tài)自動配置和無狀態(tài)自動配置。特別是無狀態(tài)自動配置，網(wǎng)絡上的主機可以自動為自己配置IPv6地址。在同一網(wǎng)絡上，所有主機不用人工干預就可以相互通信。

● 更好的Qos支持。不像IPv4中的Qos是靠地址過濾或手工指定實現(xiàn)的。IPv6在協(xié)議頭中加入了全新的“流標簽”。路由器可以利用這個新的字段識別數(shù)據(jù)包的屬性，同時無須打開數(shù)據(jù)包。這項技術意義非凡，它不僅可以實現(xiàn)自動的Qos功能，同時可以在數(shù)據(jù)內(nèi)容加密的情況下識別數(shù)據(jù)的類型。

● 內(nèi)置的安全性。IPv6協(xié)議本身就支持IPSec(Internet協(xié)議安全性)，這就為網(wǎng)絡安全性提供了一種基于標準的解決方案。

● 全新的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議。IPv6中包含一種叫做“鄰接點發(fā)現(xiàn)(NeighborDiscovery)”的協(xié)議機制，用來管理相鄰結點的交互。該機制使用更加有效的單播和組播報文取代了IPv4中的地址解析協(xié)議(ARP)、ICMP路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議、ICMP路由重定向等煩瑣的東西。

● IPv6取消了廣播，這是我所看到的較大膽的改動。你知道在IPv4中有多少廣播數(shù)據(jù)嗎?相信我，非常多，非常非常多!這說明廣播操作對IPv4很重要。但是我們都知道，廣播流很難控制，交換機是無法阻止廣播的。除了令人恐懼的“廣播風暴”，廣播數(shù)據(jù)還會消耗大量的CPU時間。一般情況下，一臺計算機每天接收到的廣播數(shù)據(jù)中至多只有1/10是它們真正需要的。這種情況在IPv6網(wǎng)絡中將永遠消失，IPv6甚至完全不知道什么是廣播(它不支持廣播)。IPv6的數(shù)據(jù)包總會有一個明確的地址，它可能表示單獨的主機，也可能代表很多主機，但所有收到IPv6數(shù)據(jù)包的主機都確信自己確實需要這些數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡帶寬在IPv6中得到了充分的保護。

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