【文章內容簡介】 個數(shù)為2^128。與32位的IPv4地址空間相比，IPv6地址空間增加了2^1282^32個。IPv4采用32位地址長度，約有43億地址，而IPv6采用128位地址長度，完全可以不擔心地址資源耗盡的問題。豐富的地址資源將完全抵消在IPv4互聯(lián)網(wǎng)應用上的諸多限制，如智能家電，每一個電話，每一個帶電的東西可以有一個IP地址，與真正形成一個數(shù)字家庭的家庭。(2) 更小的路由表IPv6的地址分配一開始就遵循聚類（Aggregation）的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄（Entry）表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，并提高了路由器轉發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。(3) 增強的組播支持以及流控制 這使得網(wǎng)絡上的多媒體應用有了長足發(fā)展的機會，為服務質量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡平臺。(4) 自動配置（Auto Configuration）的支持改進和擴展了DHCP協(xié)議，使得網(wǎng)絡（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。(5) 更高的安全性 在IPv6網(wǎng)絡中，用戶可以對網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)進行加密并對IP報文進行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。極大的增強了網(wǎng)絡的安全性。(6) 允許擴充 如果新的技術或應用需要時，IPV6已經(jīng)預留了報文空間允許協(xié)議進行擴充。(7) 更好的頭部格式 IPV6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。因為大多數(shù)的選項不需要由路由選擇，故而簡化和加速了路由選擇的過程。 Loc/ID Split名址分離網(wǎng)絡體系 名址分離網(wǎng)絡體系產(chǎn)生背景在互聯(lián)網(wǎng)在不斷發(fā)展和壯大的同時，TCP/IP協(xié)議逐步地呈現(xiàn)出設計上的弊端，其中包括了IP地址的語意過載。在當前的TCP/IP協(xié)議中，IP地址既承擔了定位功能（網(wǎng)絡地址），又承擔了標識功能（主機地址），其雙重性定義造成了當前骨干網(wǎng)絡內全局路由表的持續(xù)不斷增長(致使路由的可擴展性和路由匯聚的執(zhí)行受到限制)，并造成了主機移動性等方面一系列的問題?；谝陨蠁栴}，工業(yè)界和學術界都反映出極大的興趣。在2006年10月的國際互聯(lián)網(wǎng)架構委員會舉辦的“路由和尋址大會”上，名址分離的概念在一系列關于路由系統(tǒng)可擴展性以及IPv4地址耗盡問題的提案上被提及。當前，比較有代表性的名址分離網(wǎng)絡研究成果是以思科公司為首，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)研究任務組的路由工作組（IETF RRG）對路由和地址研究的需求提出的一種運用映射與封包的網(wǎng)絡協(xié)議LISP（Locator/Identifier Separation Protocol）。 LISP名址分離網(wǎng)絡協(xié)議介紹LISP網(wǎng)絡協(xié)議的實質是基于IP in IP的。它根據(jù)網(wǎng)絡的分級結構，提出將IP地址進行分區(qū)的思想，將路由定位部分（RLOCS/ Routing Locators）和主機標識部分（EIDS/ Endpoint Identifiers）分離加以區(qū)分，從而創(chuàng)建出一個新的可以讓互聯(lián)網(wǎng)邊緣路由和核心路由器使用的隧道機制。其中，RLOCS用于全局路由，用于識別主機在那個邊緣網(wǎng)絡連接到互聯(lián)網(wǎng)，而EIDS則用于邊緣網(wǎng)絡內對主機的識別。LISP通過動態(tài)封裝的方式工作，其轉發(fā)利用到了EIDtoRLOC的映射。在數(shù)據(jù)包傳輸時，EIDS作為身份的標識，其在邊緣網(wǎng)絡內傳輸時與傳統(tǒng)網(wǎng)絡并無差異；而當其需要通過骨干網(wǎng)絡進行傳輸經(jīng)過邊界路由時，數(shù)據(jù)包將被二次封裝，在骨干網(wǎng)絡網(wǎng)內只根據(jù)RLOC進行轉發(fā)，并在到達目的邊緣網(wǎng)絡時才剝離外層IP封裝，繼續(xù)使用內層標識EID的進行IP轉發(fā)。LISP在骨干網(wǎng)絡內的通訊機制依賴于邊界網(wǎng)關協(xié)議（BGP）。另外由于包在公共骨干網(wǎng)絡內傳輸時是使用主機所在邊緣網(wǎng)絡的邊緣路由地址進行定位的，而不是以往主機本身的IP地址，使得互聯(lián)網(wǎng)內的核心路由器登記的路由表數(shù)量大大的減小。從而邊緣用戶的大量增加對骨干網(wǎng)絡的影響將大大減小，保持了骨干網(wǎng)絡的穩(wěn)定性（BGP路由表）。LISP在設計上是兼容IPV4和IPV6網(wǎng)絡的，它在設計初期已經(jīng)考慮到了從IPV4到IPV6的平滑過渡。同時，LISP允許使用IP地址以外的一些元素作為轉發(fā)標識，如GPS定位或者MAC地址等。當前LISP還處于實驗性階段，它仍有許多技術性方面的問題需要解決。 LISP的移動性擴展LISP協(xié)議提出的初衷是解決路由表規(guī)模不斷擴大的問題，它并不能解決網(wǎng)絡的移動性，而隨著網(wǎng)絡的和虛擬化環(huán)境的發(fā)展，網(wǎng)絡的移動性越來越得到重視。 針對以上問題，思科提出利用LISP協(xié)議，當主機移動到網(wǎng)絡任意位置，主機保留其IP地址不變不做任何的變化，而其在進行網(wǎng)絡訪問時，邊緣路由將對其數(shù)據(jù)包進行二次封裝，從而實現(xiàn)其在骨干網(wǎng)絡的定位和最優(yōu)路由實現(xiàn)，在保證其移動性的同時保持網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可擴展性。 LISP的移動性擴展 (1) LISP最大化地減小了BGP 路由表的規(guī)模，改善了路由的可擴展性。(2) LISP支持地址族的穿越(IPv4overIPv4，IPv6overIPv4，IPv6overIPv6和IPv6overIPv4)。(3) LISP由于提高了互聯(lián)網(wǎng)絡的移動性，它可以使終端不必獲取新的IP地址就能輕松地轉換運營商。(4) LISP網(wǎng)絡的部署簡單，它并不需要主機作任何改變，只需要通過軟件升級就可以部署到邊界路由。(5）適應于虛擬化網(wǎng)絡設備，對虛擬化應用的普及有支持作用5 改革式的未來網(wǎng)絡研究 改革式，又稱為“Clean Slate”或“改革型”路線，其出發(fā)點是突破一切限制，放棄現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)體系結構，重新設計新一代互聯(lián)網(wǎng)，從根本上解決現(xiàn)有體系結構存在的問題。SDN、NDN等網(wǎng)絡體系都是基于這一思想進行的設計。改革派學者認為當前互聯(lián)網(wǎng)體系結構的設計原則是當前體系結構固有的，很難改變，而現(xiàn)有的一些挑戰(zhàn)，是在當前的互聯(lián)網(wǎng)原則下難以解決的。雖然研究人員提出了不少補丁來解決或部分解決互聯(lián)網(wǎng)存在的問題，但是還是缺少建立在嚴格模型和經(jīng)過實踐檢驗的技術上的、能夠知道設計和運營的方案。因此，為了使互聯(lián)網(wǎng)向一個安全、可靠、高校的基礎設施持續(xù)發(fā)展，革命式的設計非常重要且也是必須的。革命式的互聯(lián)網(wǎng)體系架構的變革提出了不少未來成熟的發(fā)展原則，其為最終得到一個高可信任的互聯(lián)網(wǎng)模型提供了幫助。 NDN命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 NDN命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡產(chǎn)生背景NDN項目的主要思想來源于對當今互聯(lián)網(wǎng)上應用改變的觀察。在當今互聯(lián)網(wǎng)起源之初，用戶的主要應用需求是計算資源的共享，而經(jīng)過50多年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的使用已發(fā)生了巨大的變化，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的主要使用需求是內容的獲取和分發(fā)。雖然應用發(fā)生了如此巨大的變化，但互聯(lián)網(wǎng)的體系結構仍然是HosttoHost的通信模式；其次，TCP/IP網(wǎng)絡中傳統(tǒng)的通信模式暴露了其不安全、可靠性差、移動性差以及靈活性差等問題，成為公有云等新興網(wǎng)絡技術向前發(fā)展的一大障礙。NDN（Named Data Networking）,即命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，是對目前網(wǎng)絡架構的取長補短，根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡衍生出來的全新的網(wǎng)絡架構，并且可以實現(xiàn)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡的增量部署。NDN針對現(xiàn)在網(wǎng)絡存在的問題，提出what模型，它提出網(wǎng)絡的細腰部分允許利用數(shù)據(jù)名字而不是IP地址命名來完成數(shù)據(jù)傳播，讓數(shù)據(jù)本身代替其地址成為網(wǎng)絡架構的中心?，F(xiàn)在的應用均是基于針對我們想要的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的位置，由特定的中間件映射的應用模型和網(wǎng)絡模型。而在NDN網(wǎng)絡架構下，應用what模型就可以直接達成數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?，去除了所有的中間部分和相關的確認和交流冗余。在NDN中，所有的數(shù)據(jù)都是直接由數(shù)據(jù)生產(chǎn)者協(xié)定，接受者確認，而數(shù)據(jù)的名字就為安全提供了本質的環(huán)境，減少了在IP模型中存在的安全問題。 NDN網(wǎng)絡的體系結構 總體架構 傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡中細腰部分是網(wǎng)絡能夠透明傳輸?shù)暮诵模篒P數(shù)據(jù)包，正式因為IP數(shù)據(jù)包的透明傳輸是的現(xiàn)在網(wǎng)絡得以飛速蓬勃發(fā)展，但是這種針對基于IP地址之間的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)不能適應網(wǎng)絡中內容占主要部分的現(xiàn)狀。而NDN的細腰結構正式將IP數(shù)據(jù)包的部分變成內容塊，從網(wǎng)絡整體架構來講，就是將存儲功能內嵌到網(wǎng)絡實體本身，利用內容的名字替代網(wǎng)絡中的實體，將內容分布，存儲于網(wǎng)絡邊緣，而不僅僅是服務提供商自己的服務器上，降低請求的響應時間，提高網(wǎng)絡的負載量。NDN的核心內容，以及上層對應的安全層和底部的分別對應緩存路由，緩存存儲，緩存轉發(fā)的策略層。根據(jù)圖51右側的細腰模型，