【文章內(nèi)容簡介】 的步伐，不能不說 IPv6將成為未來網(wǎng)路技術(shù)的核心 [5]。 IPv4的缺點(diǎn) 由于 IPv4協(xié)議是 20世紀(jì) 70年代末期設(shè)計(jì)的，它的很多方面都已經(jīng)落后，而且也漏洞百出 。首先 ， 地址空間的不足 ， IPv4的地址由于使用的是 32位的表示方式，所以它的 IP地址是很有限的，而且據(jù)統(tǒng)計(jì) IPv4的地址將于 2020年枯竭，而網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展很可能使著一時(shí)間提前。其次， IPv4的安全性和服務(wù)質(zhì)量也存在著很大的漏洞?，F(xiàn)行的 IPv4協(xié)議 的安全性議題主要體現(xiàn)在應(yīng)用層，而忽略了網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議層的最底層， 使得現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)上大量的蠕蟲、病毒不斷傳播。 因此， IPv4并不能提供有效地安全服務(wù)。第三，由于 IPv4的地址需要人工配置和 它本身的 地址空間不足，使得 IPv4在支持大規(guī)模的移動(dòng)設(shè)備和支持即插即用設(shè)備方面顯示出很大的劣勢。第四， IPv4的 路由性能差、 路由器效率低、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)大這些缺點(diǎn)也都暴露了出來。 因此，網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的今天， IPv4已經(jīng)不能適用很長的時(shí)間， IPv4的時(shí)代也會(huì)很快的成為過去。 巨大的地址空間 IPv4地址使用 32位表示，目前已經(jīng)出現(xiàn)地址短缺的情況，根據(jù) 2020年 CNNIC 發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，預(yù)計(jì)到 2020年，全球 IPv4地址將會(huì)完全耗盡。 IPv6的地址長度為 128位，這是長度為 32位的 IPv4地址的 4倍，而 IPv6 的地址空間是 IPv4的 296倍。 在一段可以預(yù)見的時(shí)間內(nèi)，能夠?yàn)樗锌梢韵胂蟪龅木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)全球唯一的地址，徹底解決了 IPv4地址不足的問題。 增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)安全和 QoS IPv6協(xié)議內(nèi)置安全機(jī)制，并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為 IPSec，為部署端到端的安全性虛擬專用網(wǎng)絡(luò) (VPN) 提供良好的支持，保證了網(wǎng)絡(luò)層端到端通信的完整性和機(jī)密河西學(xué)院計(jì)算機(jī)系本科畢業(yè)論文 第 4 頁 性， IPv6安全性 的增強(qiáng)無疑將改進(jìn)虛擬專用網(wǎng)的互操作性 [6]。 IPv6報(bào)頭中新增了業(yè)務(wù)級別類型和流標(biāo)記。利用這些功能， IPv6允許網(wǎng)絡(luò)用戶對通信質(zhì)量提出要求，路由器可以根據(jù)該字段標(biāo)識出同屬于某一特定數(shù)據(jù)流的所有報(bào)文，并按需要對這些報(bào)文提供特定的安排處理，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級控制和服務(wù)質(zhì)量保證。 支持大規(guī)模移動(dòng) IP設(shè)備 隨著移動(dòng)通信技術(shù)和因特網(wǎng)（ Inter）技術(shù)的迅猛發(fā)展以及因特網(wǎng)信息資源的日益豐富，人們不再滿足在固定地點(diǎn)從 Inter檢索、傳輸信息，而是希望在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)都方便地訪問 Inter。 為此，因特網(wǎng)工程任務(wù)組（ IETF）制定了移動(dòng) IP（ MobileInter Protocol）。它是一種在全球因特網(wǎng)上提供移動(dòng)功能的方案，可使移動(dòng)主機(jī)在切換鏈路時(shí)仍保持正在進(jìn)行的通信。 巨大的 IP地址數(shù)量為移動(dòng) IP設(shè)備提供了地址保障， 而地址的自動(dòng)配置也使移動(dòng) IP的使用更加方便， 更主要的是移動(dòng) IPv6在新功能和新服務(wù)方面可提供更大的靈活性 ， 能在全球范圍內(nèi)解決有關(guān)網(wǎng)絡(luò)和訪問技術(shù)之間的移動(dòng)性問題。 改善了路由性能 IPv6地址采用了分級的結(jié)構(gòu) ， 在恰當(dāng)?shù)牡刂贩峙洳呗韵拢?IPv6的骨干路由表數(shù)目可以期 待為遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 IPv4的骨干路由表數(shù)目，從而大大提高路由器的效率減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。 經(jīng)過擴(kuò)展的地址和路由選擇功能。 IP地址長度由 32位增加到 128位 ,可支持?jǐn)?shù)量大得多的可尋址節(jié)點(diǎn)、更多級的地址層次和較為簡單的地址自動(dòng)配置。 IPv6同時(shí)改進(jìn)和提高了 IP包的基本報(bào)頭格式，這種報(bào)頭所含字段少，而且報(bào)頭長度固定，這些特點(diǎn)使路由器的硬件實(shí)現(xiàn)更加簡單。 支持即插即用 大容量的地址空間還可以實(shí)現(xiàn)無狀態(tài)地址自動(dòng)配置，使基于 IPv6的終端都能快速地連接到網(wǎng)絡(luò)上而無需人工配置 。 設(shè)備接入 IPv6網(wǎng)絡(luò)時(shí)通過自動(dòng)配置就可獲取 IP地址和必要的參數(shù)， 使得使用更加方便 實(shí)現(xiàn)即插即用，簡化了網(wǎng)絡(luò)管理，易于支持移動(dòng)結(jié)點(diǎn)。 IPv6的應(yīng)用前景 河西學(xué)院計(jì)算機(jī)系本科畢業(yè)論文 第 5 頁 IPv6應(yīng)用開發(fā)要跳出互聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)應(yīng)用的框架，多方位開發(fā)利用各領(lǐng)域的成果 ， 創(chuàng)新性地研發(fā)出適用于各領(lǐng)域的應(yīng)用，這樣 IPv6將會(huì)具有光明的前景。 而各方面的應(yīng)用也會(huì)加速 IPv6的發(fā)展速度。 2. 工商業(yè)應(yīng)用 基于 IPv6的嵌入式 Inter是嵌入式技術(shù)和 Inter技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。利用嵌入式 Inter技術(shù)可以真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和控制，允許重新下載或更新智能設(shè)備的運(yùn)行程序，這 些控制操作只需通過標(biāo)準(zhǔn)的 Inter瀏覽器就能實(shí)現(xiàn)，替代了傳統(tǒng)的、復(fù)雜的上位機(jī)系統(tǒng)。嵌入式 Inter可以應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、信息家電、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、環(huán)境工程與自然等領(lǐng)域。它將極大地?cái)U(kuò)展嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域與功能，同時(shí)也為 IPv6提供更為廣闊的應(yīng)用空間。 RFID(射頻識別 ) 是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，相當(dāng)于條形碼的無線版本，由于 IPv6的地址空間巨大，對于 RFID來說非常適合，大量的 IP地址可以實(shí)現(xiàn)為每一個(gè) RFID進(jìn)行分配，商業(yè)用途廣闊，其應(yīng)用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。 2. 移動(dòng)通信應(yīng)用 隨著筆記本電腦、移動(dòng)電話、 PDA設(shè)備等工具的大規(guī)模使用，它們連接到互聯(lián)網(wǎng)的需求會(huì)更加強(qiáng)烈，提供這些設(shè)備所需的端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是 IPv6的優(yōu)勢。 筆記本電腦的移動(dòng)上網(wǎng)應(yīng)用可以通過部署 WiMAX技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，由此解決便攜性和移動(dòng)性問題。移動(dòng)通信更是需要 IPv6來構(gòu)建 3G網(wǎng)絡(luò)， 3GPP組織將 IPv6 視為未來 3G全 IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，包括語音在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)都被分組化后放在 IPv6 上傳輸，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)部分都統(tǒng)一在一個(gè)相對穩(wěn)定且應(yīng)用廣泛的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議之下 ， 這將極大地簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并為開展各種增值業(yè)務(wù)創(chuàng)造一個(gè)開放的平臺 [10]。將來手機(jī)、筆記本電腦、 PDA是一個(gè)概念，既可以打電話、也可以上網(wǎng)、聽音樂、看電影等。 2. 家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 在家庭網(wǎng)絡(luò)這一塊，可以構(gòu)建家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理和家庭娛樂。通過這個(gè)系統(tǒng)，人們可以通過個(gè)人電腦、 PDA等信息設(shè)備對連接在家庭網(wǎng)絡(luò)中的空調(diào)、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設(shè)備等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控，可以查看屋里是否有陌生人闖入，可以遠(yuǎn)程管理報(bào)警系河西學(xué)院計(jì)算機(jī)系本科畢業(yè)論文 第 6 頁 統(tǒng)、遠(yuǎn)程管理照相機(jī)、遠(yuǎn)程照顧寵物等。該領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛的 市場。 河西學(xué)院計(jì)算機(jī)系本科畢業(yè)論文 第 7 頁 第三章 IPv6的的安全機(jī)制分析 過去人們一直認(rèn)為安全性議題在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層的底層并不重要，安全性的責(zé)任應(yīng)該在應(yīng)用層。因此， IPv4在網(wǎng)絡(luò)安全性方面只具備最少的安全性選項(xiàng)，并不能提供有效的安全服務(wù)。 現(xiàn)行的 IPv4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)雖有簡單性和可縮放性等特點(diǎn)，但在網(wǎng)絡(luò)安全方面存在許多安全隱患，例如：非法截獲并偽造信息包、地址的電子欺騙、擾亂網(wǎng)絡(luò)邏輯組織等 [14]。 對于種種威脅網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊，現(xiàn)有的一些措施往往沒有涉及協(xié)議的較低層次，而網(wǎng)絡(luò)安全功能恰恰是定位在較低層次上的，這對阻止在網(wǎng)絡(luò)攻擊中占比例非常大的較低層 次攻擊是不合適的。 人們通常在應(yīng)用層增加安全功能，如郵件加密， SSL加密等。而 IPv6實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層的基本安全，對每種應(yīng)用層的服務(wù)都可以適用，不僅 IPv6協(xié)議本身改進(jìn)了 IPv4的安全缺陷，如海量地址空間可防惡意掃描，簡化的報(bào)頭結(jié)構(gòu)可防針對數(shù)據(jù)報(bào)分段的攻擊以及對 IPsec的全面支持等 。IPv6在 IP層上實(shí)現(xiàn)了各種安全服務(wù)，既是面向高性能網(wǎng)絡(luò)的，也可以在低帶寬的網(wǎng)絡(luò)上有效地運(yùn)行。 協(xié)議安全 IPsec提供了兩種安全機(jī)制 —— AH認(rèn)證和 ESP加密。認(rèn)證機(jī)制是 IP通信的數(shù)據(jù)接收方能夠確認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)送方的真實(shí)身份，以 及數(shù)據(jù)在傳輸過程， 以及數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否遭到改動(dòng)。加密機(jī)制通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性，以防數(shù)據(jù)在傳輸過程中被他人竊取而失密。 AH可以實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能：保護(hù)數(shù)據(jù)完整性 (即不被非法篡改 )；數(shù)據(jù)源發(fā)認(rèn)證 (即防止源地址假冒 )和抗重放 (Replay)攻擊。 AH為 IP數(shù)據(jù)報(bào)提供無連接的完整性驗(yàn)證、數(shù)據(jù)源認(rèn)證、選擇性抗重播服務(wù)。 AH認(rèn)證支持 MD5_9 SHA1_96認(rèn)證加密算法。封裝安全載荷 ESP則在 AH所實(shí)現(xiàn)的安全功能基礎(chǔ)上，還增加了對數(shù)據(jù)保