【正文】 元，該項目的目的在于，通過建立基于 IPv6的運行網(wǎng)和提高有關(guān) IPv6部 署問題在各公司間的認(rèn)知度，推進 IPv6多媒體和安全服務(wù)在歐洲的使用。因此，歐洲也期待著能夠利用 IPv6使 3G迎來明媚的春天。制定 3G標(biāo) 準(zhǔn)的 3GPP組織于 2020年 5月已經(jīng)決定以 IPv6為基礎(chǔ)構(gòu)筑下一代移動網(wǎng)。在發(fā)展 IPv6時，歐洲采用了一種與其他國家完全不同的模式，其基本策略是“先移動，后固定”。另外，歐洲也擔(dān)心在今后的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與應(yīng)用方面落后于日本等國家，唯恐過時再追趕又會來不及，又會因為再次落后而付出更大的代價，所以他們也不敢掉以輕心而冒險等待。 IPv6在歐洲 歐洲由于在 IPv4地址方面沒有亞洲那樣非常大的壓力，所以起初對于發(fā)展 IPv6并沒有太大的積極性。在這份備忘錄中，美國國防部宣稱要在美國軍方規(guī)劃實施的“全球信息網(wǎng)格（ GIG）”中全面部署 IPv6，并提出了具體的目標(biāo)：到 2020 財政年，在整個國防部的網(wǎng)絡(luò)之間和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中完成向 IPv6的過渡。 2020年 2月，白宮發(fā)布網(wǎng)絡(luò)安全計劃，商務(wù)部將負(fù)責(zé)推動下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（ IPv6）的研發(fā)。 不過，自 2020 年開始，出于對國家網(wǎng)絡(luò)安全保護的需要，美國政府也開始對 IPv6 的給予了極大的關(guān)注。其主要目標(biāo)是：為美國研究機構(gòu)創(chuàng)建一個前沿網(wǎng)絡(luò) ；開創(chuàng)新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；保證新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用迅速轉(zhuǎn)移到廣泛的互聯(lián)網(wǎng)社團。 IPv6在美國 由于美國是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地，所擁有 IPv4地址數(shù)量達到每人約 10個 IP地址，占全世界說擁有地址數(shù)的 70%，基本上不存在缺乏的問題，而且基于 IPv4的互聯(lián)網(wǎng)還正在源源不斷地為美國帶來巨大的財富，也不愿意改動花費億萬美金構(gòu)建的 IPv4商業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系，所以很長一段時間以來，美國政府對 IPv6的發(fā)展的態(tài)度基本上是不溫不火，主要是幾個民間組織在跟蹤研究。 6TNet(IPv6 Tele Trial Network)：下一代 IP 電信試驗網(wǎng)，是由信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院和天地互聯(lián)信息技術(shù)有限公司聯(lián)合發(fā)起的試驗項目，國內(nèi)外電信運營商和場所廣泛參與合作。全球 IPv6高峰論壇已經(jīng)連續(xù) 3 年在中國舉辦。首先是 2020年中國電信啟動《 IPv6總體技術(shù)方案》項目的研究工作；接下來 2020年，中國電信在北京、上海、廣州和湖南進行 IPv6試驗與測試工作，重慶網(wǎng)通信息港 IPv6城域示范網(wǎng)項目；今年，各大運營商已經(jīng)全面啟動 IPv6核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。 1999 年，國家自然科學(xué)基金聯(lián)合項目“中國高速互聯(lián)研究試驗網(wǎng) NSFCNET”啟動；科技部 863 信息領(lǐng)域?qū)ｍ棥案咝阅軐拵畔⒕W(wǎng)（ 3T）”啟動； 2020 年，信息產(chǎn)業(yè)部頒發(fā)首張 IPv6 核心路由器入網(wǎng)試用批文；由鄔賀銓院士出任專家組組長的中國下一代互聯(lián)網(wǎng) 示范項目（ CNGI）全面啟動，協(xié)和醫(yī)院等 SARS定點醫(yī)院采用“ IPv6新一代網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程醫(yī)療、探視系統(tǒng)”標(biāo)志著我國 IPv6已經(jīng)開始進入商業(yè)試用階段。 中國教育科研網(wǎng)（ CERNET）于 1998年建立了國內(nèi)第一個 IPv6試驗床 CERNETv6， 標(biāo)志著我國 IPv6研究工作進入了實質(zhì)階段。被分配具有任播地址的節(jié)點必須得到明確的配置，從而知道它是一個任播地址。因而，從語法上，任播地址與單播地址沒有區(qū)別。向任播地址發(fā)送的數(shù)據(jù)報并未被分發(fā)給組內(nèi)的所有成員，而是發(fā)往該地址標(biāo)識 的“最近的”那個接口。 ②范圍字段， 4 位，用于指示多播組是只包含同一本地網(wǎng)絡(luò)、同一站點、同一機構(gòu)中的節(jié)點，還是全球地址空間內(nèi)的任何節(jié)點。0表示 Inter地址分配機構(gòu)指定的已知的多播地址， 1表示臨時使用的多播地址。多播地 址格式如 表 2所示。信源利用多播功能只須生成一次報文即可將其分發(fā)給多個接收者。 2) 組 播地址 多播地址標(biāo)識一組接口。環(huán)回地址就相當(dāng)與接口本身。該地址不能分配給任何節(jié)點。 除了 000開頭的單播地址以外，所有的全球單播地址都 要有 64位長度的接口 ID，即 X+Y=64。 ③接口 ID(interfaceID):用來標(biāo)識鏈路上的接口。其中 : 表 1 全球單播地址的格式 X位 Y位 128XY位 全球路由前綴 子網(wǎng) ID 接口 ID ①全球路由前綴 (global routing prefix):典型的分層結(jié)構(gòu)，根據(jù) RIP 和 ISP來組織，用來分配給站點 (Site)站點是子網(wǎng) /鏈路的集合。 RFC1884定義了 單播地址有以下幾種形式 :全球單播地址 (Global Unicast Address)、未指定地址 (UnspecifiedAddress)、環(huán)回地址 (LoopbackAddress)等。 RFC2373中定義了三種 IPv6地址類型 :單播地址 (unicast)、 組 播地址 (Multicast)、任播地址 (Anycast)[RFC2373]。如 :FFED:4523:7304:3210:FEDC:BA98:7654:3210，其地址前綴是 64位，就可以表示為 :FFED:4523:7304:3210:FEDC:BA98:7654:3210/64。例如 : 0:0:0:0:0:0:， 或者以壓縮形式表示 : :: 4) “地址 /前綴長度”表示法 在 128位的 IPv6地址中， IPv6地址前綴就是其中的高位部分，可以是固定的值，也可以是路由或者子網(wǎng)的標(biāo)識。 但要注意，為了避免 產(chǎn)生二義性 ，一對冒號 (::)在一個地址中只能出現(xiàn)一次。為書寫方便，可以允許“ 0”壓縮，即一連串的 0可用一對冒號來取代。一般有四種表示形式 [3]: 1) 標(biāo)準(zhǔn) 的格式 把 128位 劃分成 8段，每段為 16比特用十六進制表示，并使用冒號 將各個段 分隔。 12) 全新的組播管理協(xié)議 在 IPv4中采用的是 IGMP管理群組成員，而 IPv6中采用了 Mulitcast Listner Discovery(MLD)進行替換。 10) 對移動通信的支持 移動通信與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大趨勢之一，移動互聯(lián)網(wǎng)將成為人類生活中不可或缺的一部分，移動互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是移動接入互聯(lián)網(wǎng)，它還提供一系列以移動性為核心的增值業(yè)務(wù)。 貴州大學(xué) 研究生 畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 4 頁 9) 服務(wù)質(zhì)量得到保證 總所周知， IPv4，設(shè)計的時候并沒有考慮服務(wù)質(zhì)量的問題，采用的是盡最大努力 (Best effort)的傳輸 ,幾乎沒有任何質(zhì)量保證。這使得大大減少了路由 器中路由表當(dāng)中的長度。 7) 簡化的路由表 IPv6使用更小的路由表。 6) 即插即用和重編址。 IPv6 支持一種機制，允許對網(wǎng)絡(luò)資源的預(yù)分配，它以此取代了 IPv4 的服務(wù)類型說明。 IPv6采用層次化的編址，能方面路由匯聚，減少路由表的條目。由于 inter上的絕大部分包都只是被路由器簡單的轉(zhuǎn) 發(fā)，因此固定的報頭長度有助于加快路由速度。 3) 簡化的報頭結(jié)構(gòu)和靈活的報文擴展 IPv6對數(shù)據(jù)報頭作了簡化，以減少處理器開銷并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。 2) 靈活的首部地址。 IPv6 的 眾多優(yōu)勢 IPv6的優(yōu)點主要有以下幾點： 1) 巨大的地址空間。 雖然人們提出了一系列的技術(shù)例如： NAT、 CIDR、 VLSM、 RSVP 等來緩解這些問題，但這些方法都只是權(quán)宜之計，解決不 了因地址不多及地址結(jié)構(gòu)不合理而導(dǎo)致的地址短缺的根本問題。 5）網(wǎng)絡(luò)安全機制得不到保證 IPv4 的安全機制是非常弱的，大多數(shù)安全機制建立在應(yīng)用應(yīng)用程序級，而在 IP 層保證安全的手段很少。 4） 服務(wù)質(zhì)量得不到保證 IPv4遵循的是盡力而為的服務(wù)原則，一方面， IPv4的設(shè)計是成功的，但是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā) 展迅猛，隨之而來的救贖一些新型的業(yè)務(wù)和應(yīng)用， 這些業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò) QoS的要求各不相同。 其次，目前的路由選擇機制仍然不夠靈活，對每個分組都進行同樣過程的路由選擇，沒有充分利用分組間的相關(guān)性。而 IPv4天生設(shè)計上的缺陷更大大加重了路由器的負(fù)擔(dān)。每增加一個子網(wǎng)，路由器增加一個表項，各級路由器中路由表的數(shù)目過度增長，最終的結(jié)果是使路由器不堪重負(fù)， Inter的路由選擇機制因此而崩潰。 ③ 代理服務(wù)器技術(shù)和 NAT技術(shù)不能保障端到端的網(wǎng)絡(luò)安全。 2) NAT技術(shù)存在缺陷 代理服務(wù)器技術(shù)和 NAT技術(shù)存在以下 3個方面的問題： ① 代理服務(wù)器技術(shù)和 NAT技術(shù)破壞了端到端模型。 ② 資源分配不合理。 造成 IPv4的 IP地址不夠用的原因主要有以下 3個方面。 IPv4 的不足之處 IPv4的不足主要體現(xiàn)在以下幾個方面 [1]： 1) 地址空間的不足 IPv4 設(shè)計的最初期，設(shè)計者們認(rèn)為 IPv4地址足夠使用，因為 IPv4 地址 32 位，理論上能夠分配 232個地址，也就是 43億的 ip地址；令他們?nèi)f萬沒有想到的是互聯(lián)網(wǎng)的 發(fā)展竟是如此的迅速。 ? IP協(xié)議是點 點的網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議。 鑒于以上這些問題，解決 IPv4地址浪費極大的技術(shù)應(yīng)運而生，如 CIDR、 NAT 技術(shù)，這些技術(shù)的出現(xiàn)，從很大程度上是 解決了 IPv4 的效率問題，但是它還是無法從根本上解決 IPv4 存在的問題。 ? B 類地址也是一樣，如果一個網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點超過 282，那么只能分配一個 B 類地址，例如一個網(wǎng)絡(luò)有 300個節(jié)點，因為 C 類地址不夠，只能選擇 B類，但是 B 類地址能夠分配 6 萬多個地址，但是現(xiàn)在該網(wǎng)絡(luò)只有 300 個節(jié)點，還是效率上面的問題。這樣的話，這個浪費就會很大。 ? E 類地址 : 保留為今后使用。 ? C 類地址 : 將 IPv4 地址分為 24 位的網(wǎng)絡(luò)號和 8 位的主機號，其中 24 位網(wǎng)絡(luò)號當(dāng)中最高位是固定的 110，也就是只有剩下的 21 位，也就是說 C 類地址總共有 221 個，每個 C 類地址，主機號是 8 位，所以每個 C 類地址總共有 28個主機，但是全 0 和全 1 要除掉，因此有每個 B類地址理論上有 282 個主 機。 IPv4 數(shù)據(jù)報的格式如下： 圖 11 IPv4 數(shù)據(jù)報的格式 IPv4 地址采用點分十進制來表示， IPv4 地址劃分為 5 類： ? A 類地址 : 將 IPv4 地址分為 8 位的網(wǎng)絡(luò)號和 24 位的主機號，其中 8 位網(wǎng)絡(luò)號當(dāng)中最高位是固定的 1，也就是只有剩下的 7 位，也就是說 A 類地址總共有 27個，但是全 0 的網(wǎng)絡(luò)號是保留地址，因此不用，另外網(wǎng)絡(luò)號為 127 的是回環(huán)地址，也不能用，所以總共有 272=126 個 A 類地址，那么每個 A 類地址，主機號是 24 位，所以每個 A 類地址總共有 224個主機，但是全 0 和全 1要除掉，因此有每個 A 類地址理論上有 2242 個主機。是TCP/IP 協(xié)議族中最核心的協(xié)議，所有的 TCP、 UDP、 ICMP、 IGMP 都可以通過 IP數(shù)據(jù)包進行傳送。 本文主要闡述了以下幾個方面的內(nèi)容：對比分析 IPv4 和 IPv6 協(xié)議的優(yōu)缺點， IPv4向 IPv6 過渡的必然性，并介紹了目前使用的幾種過渡技術(shù) (雙協(xié)議棧、隧道技術(shù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換 )原理及其應(yīng)用，并分析他們的優(yōu)缺點以及適用場合，還闡述了這幾種 技術(shù)派生出來的過渡策略。因此 IPv4 和 IPv6之間要有很長一段時間內(nèi)共存。因此， IPv4 向 IPv6 過渡已成為必然。為了解決這些問題， IPv6 應(yīng)運而生， IPv6 有 128 位的空間地址，能夠有效的解決 IPv4 空間不足的問題。 貴州大學(xué) 研究生 畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 I 頁 目 錄 目 錄 ......................................................................................................................................... I 摘 要 .......................................................................................................................................III Abstract..................................................................................................................................... IV 第一章 IPv4 與 IPv6 對比 ....................................................................................................... 1 IPv4簡介 ......................................................................