【正文】 及安全性問題。我們知道IPv4中哪些工作良好，哪些只是可以工作，哪些可以工作得更好。IPv6的設(shè)計(jì)者們將這個(gè)新協(xié)議建立在IPv4的基礎(chǔ)上，沿用IPv4工作良好的部分，改進(jìn)可以工作的部分，去掉影響性能和功能的部分，另外還增加了當(dāng)前特別需要的功能。其他議題，包括選路、網(wǎng)絡(luò)管理、配置及IPv4擴(kuò)展選項(xiàng)有時(shí)也與地址空間有關(guān)。加之存在地址分配的大量浪費(fèi)，有預(yù)測(cè)表明，以目前Internet發(fā)展速度計(jì)算，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完。這些技術(shù)一定程度上緩解了地址空間被耗盡的危機(jī)，但為基于IP的網(wǎng)絡(luò)增加了復(fù)雜性，并且破壞了一些IP協(xié)議的核心特性，比如端到端原則，因此不能從根本上解決IPv4面對(duì)的困難。子網(wǎng)和CIDR的引入提高了路由層次結(jié)構(gòu)的靈活性。龐大的路由表增加了路由查找和存儲(chǔ)的開銷，成為目前影響提高互聯(lián)網(wǎng)效率的一個(gè)瓶頸。 Effort原則，這一方面是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗笽Pv4簡(jiǎn)單高效；另一方面它對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上涌現(xiàn)的新的業(yè)務(wù)類型缺乏有效的支持，比如實(shí)時(shí)和多媒體應(yīng)用，這些應(yīng)用要求提供一定的服務(wù)質(zhì)量保證，比如帶寬、延遲和抖動(dòng)。這些協(xié)議同樣提高了規(guī)劃、構(gòu)造IP網(wǎng)絡(luò)的成本和復(fù)雜性。增長(zhǎng)中的網(wǎng)絡(luò)正在消耗有限的IP地址空間資源，這一簡(jiǎn)單問題意味著地址空間必須擴(kuò)充?，F(xiàn)在已經(jīng)清楚，地址問題并不是IPv4中存在的唯一問題：網(wǎng)絡(luò)越多意味著路由表越大，同時(shí)還導(dǎo)致路由器的性能下降。考慮一下如果只是簡(jiǎn)單地倍增IP地址的長(zhǎng)度而不修改協(xié)議的其他部分，將會(huì)發(fā)生什么。落在后面的人將喪失與Internet連接的能力。對(duì)于任何人來說這種改變的代價(jià)都是巨大的，因?yàn)樗馕吨褂肐Pv4的所有機(jī)構(gòu)都需要定位系統(tǒng)中的每一臺(tái)主機(jī)，對(duì)于擁有許多用戶和主機(jī)的大型機(jī)構(gòu)，這絕不是一件簡(jiǎn)單的事情。任何對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)的請(qǐng)求都可能導(dǎo)致混亂。既然與其他方法相比，升級(jí)不會(huì)帶來更多的痛苦，那么在可能存在一個(gè)更強(qiáng)健的修補(bǔ)方案時(shí)，何必再使用一個(gè)一個(gè)單獨(dú)的補(bǔ)丁呢？協(xié)議規(guī)范在1995年底提交IETF并獲得批準(zhǔn)。1997年，測(cè)試產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)性的IPv6骨干網(wǎng)(6BONE)已經(jīng)就位，但是到了1998年升級(jí)的勢(shì)頭緩慢下來。相反，將逐漸出現(xiàn)向IPv6過渡(后續(xù)章節(jié)討論)，IPv4與IPv6將共存并交互。即便如此，這些機(jī)構(gòu)中也會(huì)有一部分會(huì)先去解決兩千年問題，從而進(jìn)一步降低過渡的速度。盡管與兩千年問題相比，該問題在最終期限上具有較大的靈活性，IPv6的計(jì)劃也不容拖延太久。正因?yàn)槿绱?，目前各方面都在加緊對(duì)IPv6的研究和應(yīng)用開發(fā)。 政府支持許多國(guó)家對(duì)IPv6技術(shù)都已經(jīng)引起足夠的重視，并且都采取了一些切實(shí)可行的措施，尤其是一些歐洲國(guó)家。中國(guó)對(duì)于IPv6技術(shù)的態(tài)度是“積極跟蹤、把握機(jī)遇、穩(wěn)妥推進(jìn)”，并且在部分地區(qū)實(shí)行了網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)，如劉東等人積極推動(dòng)中國(guó)IPv6的開展。并且在日前有消息說，國(guó)家發(fā)改委劃撥的4億元資金和各大運(yùn)營(yíng)商配套的10億元資金已經(jīng)基本到位，中國(guó)發(fā)展IPv6的時(shí)間表也將在月內(nèi)出籠。 廠商支持IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議已經(jīng)引起了各地區(qū)、各運(yùn)營(yíng)商的足夠重視，因?yàn)樗械娜硕家呀?jīng)認(rèn)識(shí)到這樣一種前景：誰能夠率先在IPv6方面有所作為，誰就能夠在未來的競(jìng)爭(zhēng)中占住有利位置。已有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)加入有關(guān)IPv6的研究。操作系統(tǒng)方面，基于開放源碼的Linux對(duì)IPv6提供了比較強(qiáng)的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微軟的最新操作系統(tǒng)都提供了IPv6支持。 IPv6的技術(shù)原理Pv6是“Internet Protocol Version6”的縮寫，也被稱作下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它是由IETF(The Internet Engineering Task Force)設(shè)計(jì)的用來替代現(xiàn)行的IPv4協(xié)議的一種新的IP協(xié)議。IPv6共有128位地址，是IPv4的整整四倍。每個(gè)字段的最大值為16384，但在書寫時(shí)用四位的十六進(jìn)制數(shù)字表示，并且字段與字段之間用“：”隔開，而不是原來的“.”。128位地址所形成的地址空間在可預(yù)見的很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，它能夠?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。 圖 IPv6的地址如上圖所示。隨后分別是13位的TLAID(頂級(jí)聚集體ID號(hào))、8位的Res)保留位，以備將來TLA或NLA擴(kuò)充之用。TLA、NLA、SLA三者構(gòu)成了自頂向下排列的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次，并且依次向上一級(jí)申請(qǐng)ID號(hào)。 地址分類IPv6定義了三種不同的地址類型。所有類型的IPv6地址都是屬于接口(Interface)而不是節(jié)點(diǎn)(node)。IPv6中的單播地址是連續(xù)的，以位為單位的可掩碼地址與帶有CIDR的IPv4地址很類似，一個(gè)標(biāo)識(shí)符僅標(biāo)識(shí)一個(gè)接口的情況。多播地址是一個(gè)地址標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)多個(gè)接口的情況（通常屬于不同節(jié)點(diǎn)）。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)屬于幾個(gè)多播地址。RFC2373對(duì)于多播地址進(jìn)行了更為詳細(xì)的說明，并給出了一系列預(yù)先定義的多播地址。如果一個(gè)報(bào)文要求被傳送到一個(gè)任播地址，則它將被傳送到由該地址標(biāo)識(shí)的一組接口中的最近一個(gè)（根據(jù)路由選擇協(xié)議距離度量方式?jīng)Q定）。從語法上來看，它與單播地址間是沒有差別的。當(dāng)用戶發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包到這個(gè)任播地址時(shí)，離用戶最近的一個(gè)服務(wù)器將響應(yīng)用戶。那么從接口主機(jī)來講(主要從功用來分)，IPv6又可以把主機(jī)接口類型進(jìn)行地址配置：全球地址(Globally)、全球單播地址Unicast)、區(qū)域地址(Onsite)、鏈路本地地址(LinklocalAddress)、地區(qū)本地地址(SitelocalAddress)、廣播地址(Broadcast)、多播群地址(MulticastGroupAddress)、任播地址(AnycastAddress)、移動(dòng)地址(Mobility)、家鄉(xiāng)地址(HomeAddress)、轉(zhuǎn)交地址(CareofAddress) 地址配置IPv6的一個(gè)基本特性是它支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置的方式。IPv6把自動(dòng)將IP地址分配給用戶的功能作為標(biāo)準(zhǔn)功能。它有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。IPv6有兩種自動(dòng)設(shè)定功能。另一種是“無狀態(tài)自動(dòng)設(shè)定”功能。一個(gè)DHCP服務(wù)器擁有一個(gè)IP地址池，主機(jī)從DHCP服務(wù)器租借IP地址并獲得有關(guān)的配置信息（如缺省網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器等），由此達(dá)到自動(dòng)設(shè)置主機(jī)IP地址的目的。在無狀態(tài)自動(dòng)配置（Stateless Auto Configuration）過程中，主機(jī)首先通過將它的網(wǎng)卡MAC地址附加在鏈接本地地址前綴1111111010之后，產(chǎn)生一個(gè)鏈路本地單播地址。如果請(qǐng)求沒有得到響應(yīng)，則表明主機(jī)自我設(shè)置的鏈路本地單播地址是唯一的。然后，以該地址為源地址，主機(jī)向本地鏈路中所有路由器多點(diǎn)傳送一個(gè)被稱為路由器請(qǐng)求（Router Solicitation）的配置信息。主機(jī)用它從路由器得到的全球地址前綴加上自己的接口ID，自動(dòng)配置全球地址，然后就可以與Internet中的其它主機(jī)通信了。例如，當(dāng)企業(yè)更換了聯(lián)入Internet的ISP時(shí)，將從新ISP處得到一個(gè)新的可聚集全球地址前綴。由于企業(yè)路由器將周期性地向本地鏈路中的所有主機(jī)多點(diǎn)傳送路由器公告，因此企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中所有主機(jī)都將通過路由器公告收到新的地址前綴，此后，它們就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生新的IP地址并覆蓋舊的IP地址。從協(xié)議的角度看，IPv6的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在能提供不同水平的服務(wù)。有了它們，在傳輸過程中，中間的各節(jié)點(diǎn)就可以識(shí)別和分開處理任何IP地址流。在其它方面，IPv6也有助于改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。IPv6數(shù)據(jù)包的格式包含一個(gè)8位的業(yè)務(wù)流類別（Class）和一個(gè)新的20位的流標(biāo)簽（FlowLabel）。后來在RFC2460里改為8位的類別字段。一般來說，在所選擇的鏈路上，可以根據(jù)開銷、帶寬、延時(shí)或其他特性對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行特殊的處理。決定信息包屬于同一流的參數(shù)包括：源地址，目的地址，QoS，身份認(rèn)證及安全性。IPv6的中間節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)信息包時(shí)，通過驗(yàn)證他的流標(biāo)簽，就可以判斷它屬于哪個(gè)流，然后就可以知道信息包的QoS需求，進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)發(fā)。文本傳輸，靜態(tài)圖像等傳輸對(duì)QoS并無要求。基于移動(dòng)IPv6協(xié)議集成的IP層移動(dòng)功能具有很重要的優(yōu)點(diǎn)。盡管IPv4中也存在一個(gè)類似的移動(dòng)協(xié)議，但二者之間存在著本質(zhì)的區(qū)別：移動(dòng)IPv4協(xié)議不適用于數(shù)量龐大的移動(dòng)終端。IPv4沒有足夠的地址空間可以為在公共互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的每個(gè)移動(dòng)終端分配一個(gè)這樣的地址。這樣，它就能在全球范圍內(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。IPv6對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)頭作了簡(jiǎn)化，以減少處理器開銷并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。由于Internet上的絕大部分包都只是被路由器簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)發(fā)，因此固定的報(bào)頭長(zhǎng)度有助于加快路由速度。這就使得路由器在處理IPv6報(bào)頭時(shí)顯得更為輕松。這些報(bào)頭被放置在IPv6報(bào)頭和上層報(bào)頭之間，每一個(gè)可以通過獨(dú)特的“下一報(bào)頭”的值來確認(rèn)。在那里，在IPv6的下一報(bào)頭域中所使用的標(biāo)準(zhǔn)的解碼方法調(diào)用相應(yīng)的模塊去處理第一個(gè)擴(kuò)展報(bào)頭(如果沒有擴(kuò)展報(bào)頭，則處理上層報(bào)頭)。因此，擴(kuò)展報(bào)頭必須按照它們?cè)诎谐霈F(xiàn)的次序依次處理。安全問題始終是Internet與生俱來。為了加強(qiáng)Internet的安全性，從1995年開始，IETF著手研究制定了一套用于保護(hù)IP通信的IP安全（IPSec）協(xié)議。IPv6協(xié)議內(nèi)置安全機(jī)制，并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。認(rèn)證機(jī)制使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)在傳輸過程中是否遭到改動(dòng)。IPSec的認(rèn)證報(bào)頭（Authentication Header，AH）協(xié)議定義了認(rèn)證的應(yīng)用方法，安全負(fù)載封裝（Encapsulating Security Payload，ESP）協(xié)議定義了加密和可選認(rèn)證的應(yīng)用方法。AH和ESP都可以提供認(rèn)證服務(wù)，不過，AH提供的認(rèn)證服務(wù)要強(qiáng)于ESP。它從底層開始實(shí)施安全策略，避免了數(shù)據(jù)傳輸（直至應(yīng)用層）中的安全問題。作為IPSec的一項(xiàng)重要應(yīng)用，IPv6集成了虛擬專用網(wǎng)（VPN）的功能，使用IPv6可以更容易地、實(shí)現(xiàn)更為安全可靠的虛擬專用網(wǎng)。而且IPv6地址本身的層級(jí)體系也就更加支持了域名解析體系中的地址集聚和地址更改。正向解析是從域名到IP地址的解釋。其中“AAAA”較早提出，它是對(duì)IPv4協(xié)議“A”錄的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，由于IP地址由32位擴(kuò)展到128位，擴(kuò)大了4倍，所以資源記錄由“A”擴(kuò)大成4個(gè)“A”?！癆6”是在RFC2874基礎(chǔ)上提出，它是把一個(gè)IPv6地址根據(jù)其本身的層次性分解，然后多個(gè)“A6”記錄建立聯(lián)系，每個(gè)“A6”記錄都只包含了IPv6地址的一部分，結(jié)合后拼裝成一個(gè)完整的IPv6地址。它與IPv4的“PTR”一樣，但地址表示形式有兩種。另一種是二進(jìn)制串（Bitstring）格式，以“\[”開頭，16進(jìn)制地址（無分隔符，高位在前，低位在后）居中，地址后加“]”，域后綴是“.”。在無狀態(tài)的方式下，需要為子網(wǎng)內(nèi)部的DNS服務(wù)器配置站點(diǎn)范圍內(nèi)的任播地址。這個(gè)請(qǐng)求到達(dá)距離最近的DNS服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求，回答DNS服務(wù)器單播地址、域名和搜索路徑等DNS信息。當(dāng)然，也可以不采取任播地址的方法，但是相對(duì)來說，從安全性等問題上考慮，一般采取此種方式。第二章 IPv6的服務(wù)分析 協(xié)議簡(jiǎn)介 協(xié)議簡(jiǎn)介我們?cè)跒g覽器的地址欄里輸入的網(wǎng)站地址叫做URL(Uniform Resource Locator，統(tǒng)一資源定位符)。當(dāng)你在瀏覽器的地址框中輸入一個(gè)URL或是單擊一個(gè)超級(jí)鏈接時(shí)，URL就確定了要瀏覽的地址。因此，在我們認(rèn)識(shí)HTTP之前，有必要先弄清楚URL的組成,例如： 。我們知道，Internet的基本協(xié)議是TCP/IP協(xié)議，然而在TCP/IP模型最上層的是應(yīng)用層(Application Layer)，它包含所有高層的協(xié)議。HTTP協(xié)議 (Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協(xié)議)是用于從WWW服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。它不僅保證計(jì)算機(jī)正確快速地傳輸超文本文檔，還確定傳輸文檔中的哪一部分，以及哪部分內(nèi)容首先顯示(如文本先于圖形)等。自WWW誕生以來，一個(gè)多姿多彩的資訊和虛擬的世界便出現(xiàn)在我們眼前，可是我們?cè)趺茨軌蚋尤菀椎卣业轿覀冃枰馁Y訊呢？當(dāng)決定使用超文本作為WWW文檔的標(biāo)準(zhǔn)格式后，于是在1990年，科學(xué)家們立即制定了能夠快速查找這些超文本文檔的協(xié)議，即HTTP協(xié)議。它是支持IPv6的。一個(gè)客戶機(jī)與服務(wù)器建立連接后，發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求給服務(wù)器，請(qǐng)求方式的格式為，統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符、協(xié)議版本號(hào)，后邊是MIME信息包括請(qǐng)求修飾符、客戶機(jī)信息和可能的內(nèi)容。許多HTTP通訊是由一個(gè)用戶代理初始化的并且包括一個(gè)申請(qǐng)?jiān)谠捶?wù)器上資源的請(qǐng)求。 當(dāng)一個(gè)或多個(gè)中介出現(xiàn)在請(qǐng)求／響應(yīng)鏈中時(shí)，情況就變得復(fù)雜一些。一個(gè)代理根據(jù)URI的絕對(duì)格式來接受請(qǐng)求，重寫全部或部分消息，通過URI的標(biāo)識(shí)把已格式化過的請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器。一個(gè)通道作為不改變消息的兩個(gè)連接之間的中繼點(diǎn)。 (UA)和源服務(wù)器(O)之間有三個(gè)中介(A,B和C)。這個(gè)區(qū)別是重要的，因?yàn)橐恍〩TTP通訊選擇可能應(yīng)用于最近的連接、沒有通道的鄰居，應(yīng)用于鏈的終點(diǎn)或應(yīng)用于沿鏈的所有連接。例如，B可能從許多客戶機(jī)接收請(qǐng)求而不通過A，并且/或者不通過C把請(qǐng)求送到A，在同時(shí)它還可能處理A的請(qǐng)求。緩存的效果是請(qǐng)求/響應(yīng)鏈被縮短，條件是沿鏈的參與者之一具有一個(gè)緩存的響應(yīng)作用于那個(gè)請(qǐng)求。 在Internet上，HTTP通訊通常發(fā)生在TCP/IP連接之上。但這并不預(yù)示著HTTP協(xié)議在Internet或其它網(wǎng)絡(luò)的其它協(xié)議之上才能完成。以上簡(jiǎn)要介紹了HTTP協(xié)議的宏觀運(yùn)作方式，下面介紹一下HTTP協(xié)議的內(nèi)部操作過程。 在WWW中，“客戶”與“服務(wù)器”是一個(gè)相對(duì)的概念，只存在于一個(gè)特定的連接期間，即在某個(gè)連接中的客戶在另一個(gè)連接中可能作為服務(wù)器。下面，討論HTTP協(xié)議下客戶/服務(wù)器模式中信息交換的實(shí)現(xiàn)?？蛻舸蜷_一個(gè)套接字并把它約束在一個(gè)端口上，如果成功，就相當(dāng)于建立了一個(gè)虛擬文件。　　打開一個(gè)連接后