從IPv6網(wǎng)絡協(xié)議而引發(fā)的思考
在網(wǎng)絡協(xié)議方面,從IPv6與IPv4的競爭到現(xiàn)在IPv6網(wǎng)絡協(xié)議與IPv4的相互融合,這個過程,是我們對網(wǎng)絡這個年輕的領域的一個認識過程。那么,從孤島再到大洋的概念,我們不得不說,網(wǎng)絡決不能成為一個單獨的封閉的個體,這也就是我們現(xiàn)在積極倡導IPv6和IPv4互通的重要原因之一。
IPv6的演化及與IPv4的兼容
IP是Internet中的關鍵協(xié)議。IPv6網(wǎng)絡協(xié)議的誕生無疑是一個巨大的進步,但我們決不能因此而忽視IPv4在過去和將來的網(wǎng)絡中所扮演的角色。由于目前大量的在用設備均支持IPv4,所以通信運營商要充分考慮如何分階段演進到IPv6。IPv6將在網(wǎng)絡應用層和傳輸層上具體實施,先期采用IPv6的設備還需要IPv4在骨干網(wǎng)上的支持。這樣就需要充分考慮和解決IPv6和IPv4兩種協(xié)議之間的互通和兼容的問題。IPv6在設計時已經(jīng)充分考慮了這一過渡問題,并同時支持雙堆棧、隧道和轉換三種主要技術。
雙堆棧技術:新的IPv6設備能夠與IPv4向后兼容,而IPv4設備可以用IPv4和IPv6協(xié)議棧進行編程,以便合適地處理各自的包。采用雙堆棧的主機能收發(fā)IPv4和IPv6數(shù)據(jù),采用雙堆棧的路由器則可以轉發(fā)任何一種包。
隧道技術:通過IPv4網(wǎng)絡在兩個IPv6域之間傳送包。為此,雙堆棧節(jié)點利用IPv4報頭封裝IPv6包。然后該封裝包通過IPv4網(wǎng)絡(隧道)進行路由選擇,直至到達第二個IPv6域。第二個節(jié)點去掉IPv4報頭后,對包進行相應處理。
轉換技術:為了解決IPv6與IPv4這兩種不同版本的互操作問題,必須使用轉換器。IPv6計算機生成一個含有IPv4的目的地址,但它使用IPv6編碼的數(shù)據(jù)報。IPv6計算機將數(shù)據(jù)報發(fā)送給轉換器,轉換器使用IPv4與目的站點通信,當它從目的站點收到回答后,將IPv4數(shù)據(jù)報轉換為IPv6數(shù)據(jù)報,并發(fā)回給IPv6源站。
IPv6協(xié)議的特點
和IPv4比較,IPv6有兩個極具吸引力的特點:一個是IPv6網(wǎng)絡協(xié)議采用的128位地址格式,而IPv4采用32位的地址格式,因此IPv6使地址空間增大了296;另一個是IPv6對移動數(shù)據(jù)業(yè)務具有更強的支持能力,成為未來第三代移動通信的重要協(xié)議之一。同時IPv6克服和解決了IPv4存在的一些缺陷和問題。如IPv4沒有考慮到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展如此迅速,給互聯(lián)網(wǎng)骨干路由器維護路由表及提供快速路由的功能設置帶來一定的限制。IPv6解決了這一缺陷。IPv6簡化了IP包頭格式,提供了數(shù)據(jù)流標簽,為傳輸標頭提供了簡便的方法,可以大大縮短數(shù)據(jù)包標頭在路由器中處理的時間。IPv6具有地址自動配置功能,安全保護功能,認證和加密功能,無需任何的人為干預,主機即可直接連接互聯(lián)網(wǎng)所需的全部信息等等。
IPv6保持了IPv4許多成功的特點。IPv6仍支持無連接的傳送;允許發(fā)送方選擇數(shù)據(jù)報的大小;要求發(fā)送方指明數(shù)據(jù)報在到達目的站點前的最大跳數(shù),還保留了IPv4中的分段和原路由選擇。另外,IPv6還增加了以下五大類新特征:
◆更大的地址空間。
◆靈活的首部格式。
◆允許對網(wǎng)絡資源的預分配。
◆簡化了協(xié)議。
◆支持協(xié)議擴展。
在IPv6網(wǎng)絡協(xié)議中,巨大的地址范圍還必須使維護互聯(lián)網(wǎng)的人易于閱讀和操縱這些地址。IPv4使用的“點分十進制表示法”(dotted decimal notation)不夠方便,所以IPv6的設計者建議使用“冒號十六進制表示法”(colon hexadecimal notation),即把每個16位的值用十六進制表示,并用冒號將其隔開。
IPv6有三種基本的地址類型,即單播(unicast)地址、群集(cluster)地址和組播(multicast)地址。單播即傳統(tǒng)的點對點通信,數(shù)據(jù)報選擇一條最短的路徑到達目的站點。群集即目的地是共享一個網(wǎng)絡地址的計算機的集合,數(shù)據(jù)報選擇一條最短的路徑到達后再傳遞給該組最近的一個成員。組播是一點對多點的通信,即目的站點是一組計算機,它們可以在不同的地方,數(shù)據(jù)報通過硬件組播或廣播傳遞給該組的每一成員。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,全球上網(wǎng)的人數(shù)將越來越多,而IP地址資源匱乏將成為制約其發(fā)展的瓶頸。另外,隨著移動通信的迅猛發(fā)展,運營商急需尋求降低網(wǎng)絡成本,開發(fā)新業(yè)務的新途徑,只有這樣才能保證其持續(xù)發(fā)展,以便在競爭中掌握主動權。下一代網(wǎng)絡的出現(xiàn)和發(fā)展恰好提供了這樣一個重要的機遇,現(xiàn)已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。而IPv6代表著未來一代的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,是下一代網(wǎng)絡的核心技術,其發(fā)展前景巨大。雖然在很長一段時間內(nèi)IPv4將和IPv6保持共存,但最終必將過渡到IPv6網(wǎng)絡協(xié)議。