IPv6技術(shù)在終端設(shè)備上的應(yīng)用

洪學(xué)銀 李善艷 李亞娟

[摘要]IPv6的出現(xiàn),使我們在Internet環(huán)境下,擺脫空間上的束縛。從而帶動移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來。移動互聯(lián)網(wǎng)上有許多新型而精彩的服務(wù),IPv6將是實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)的關(guān)鍵。對終端設(shè)備中使用的IPV6技術(shù)進(jìn)行論述,提出不久的將來,當(dāng)每個(gè)人都要攜帶一個(gè)或多個(gè)移動終端時(shí),IPv6將為所有的移動終端提供唯一的IP地址,實(shí)現(xiàn)個(gè)人終端設(shè)備之間的直接通信,體現(xiàn)出IPV6技術(shù)的重要性。

[關(guān)鍵詞]IPv6終端設(shè)備Internet

中圖分類號:TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210124-01

IPv6是IPv4的升級版,雖然IPv4能夠提供幾億個(gè)IP地址,但是考慮到移動終端用戶數(shù)量在成倍增長,IPv6的出現(xiàn)是一個(gè)最為合適的解決方案。目前全世界的移動終端數(shù)就超過10億個(gè),而且移動終端的潮流才剛剛開始,包含諸如移動定位、汽車控制器、智能防盜等設(shè)備的下一輪終端浪潮已經(jīng)顯露出來,這就IPv6為各類終端設(shè)備提供更多的IP地址,同時(shí)提供更為安全可靠的技術(shù)特點(diǎn),IPv6在終端設(shè)備中的主要技術(shù)有如下幾點(diǎn)。

一、尋址和路由方法

IPv6的128位地址形成了一個(gè)巨大的地址空間。在一段可預(yù)見的時(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。聚類全球單播地址是默認(rèn)的Ipv6地址。這種地址類型是基于分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的底層是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,上層是客戶網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)。128位地址分成前綴和后綴兩部分,各64位。其中64位后綴地址由設(shè)備接口來定。

IPv6同時(shí)改進(jìn)和提高了IP包的基本報(bào)頭格式。這種簡化的包結(jié)構(gòu)是對IPv4的一個(gè)主要改進(jìn)之處,它有助于彌補(bǔ)IPv6長地址占用的帶寬。IPv6的16字節(jié)地址長度是IPv4的4字節(jié)地址長度的4倍,但I(xiàn)Pv6報(bào)頭的總長度只有IPv4報(bào)頭總長度的2倍。IPv6報(bào)頭所含字段少,而且報(bào)頭長度固定,使路由器的硬件實(shí)現(xiàn)更加簡單。與IPv4不同,IPv6網(wǎng)絡(luò)中,在路由過程中不對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分割,從而進(jìn)一步減少了路由負(fù)載。這些改進(jìn)使IPv6能夠在一個(gè)合理的開銷范圍內(nèi),適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)流量的指數(shù)級增長速度。

二、自動控制

IPv6支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動配置的方式。無狀態(tài)地址自動配置方式是獲得地址的關(guān)鍵。在這種方式下,需要為終端設(shè)備配置地址的節(jié)點(diǎn)使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得一個(gè)局部連接地址。一旦得到這個(gè)地址之后,它使用另一種即插即用的機(jī)制,在沒有任何人工干預(yù)的情況下,獲得一個(gè)全球唯一的路由地址。有狀態(tài)配置機(jī)制,如DHCP(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議),需要一個(gè)額外的服務(wù)器,因此也需要很多額外的操作和維護(hù)。

三、服務(wù)質(zhì)量

服務(wù)質(zhì)量包含幾個(gè)方面的內(nèi)容。從協(xié)議的角度看,IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS,但是IPv6的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在能提供不同的服務(wù)。這些優(yōu)點(diǎn)來自于IPv6報(bào)頭中新增加的字段“流標(biāo)志”。有了這個(gè)20位長的字段,在傳輸過程中,各節(jié)點(diǎn)就可以識別和分開處理任何IP地址流。盡管對這個(gè)流標(biāo)志的準(zhǔn)確應(yīng)用還沒有制定出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但將來它用于基于服務(wù)級別的新計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

在其他方面,IPv6也有助于改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。這主要表現(xiàn)在支持“總是在線”連接,防止服務(wù)中斷以及提高網(wǎng)絡(luò)性能方面。從另外角度來看,更好的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)質(zhì)量提高了終端客戶的期望值和滿意度,使我們和客戶的關(guān)系更上一層樓。

四、移動性

移動IPv6在新功能和新服務(wù)方面可提供更大的靈活性。每個(gè)移動終端設(shè)備設(shè)有一個(gè)固定的本地地址,這個(gè)地址與終端設(shè)備當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關(guān)。當(dāng)終端設(shè)備在本地以外的地方使用時(shí),通過一個(gè)轉(zhuǎn)交地址來提供移動節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置信息。移動終端設(shè)備每次改變位置,都要將它的轉(zhuǎn)交地址告訴給本地地址和它所對應(yīng)的通信節(jié)點(diǎn)。在本地以外的地方,移動終端設(shè)備傳送數(shù)據(jù)包時(shí),通常在IPv6報(bào)頭中將轉(zhuǎn)交地址作為源地址。

移動終端節(jié)點(diǎn)在本地以外的地方發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),使用一個(gè)本地地址目標(biāo)選項(xiàng)。目的是通過這個(gè)選項(xiàng)把移動終端節(jié)點(diǎn)的本地地址告訴給包的接收者。由于在該數(shù)據(jù)包里包含本地地址的選項(xiàng),接收方通信節(jié)點(diǎn)在處理這個(gè)包時(shí),就可以用這個(gè)本地地址替換包內(nèi)的轉(zhuǎn)交地址。因此發(fā)送給移動終端節(jié)點(diǎn)的IPv6包,就透明地路由到該節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址處。對通信節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)交地址之間的路由進(jìn)行優(yōu)化,就會使網(wǎng)絡(luò)的利用率更高。

五、內(nèi)置的安全特性

IPv6協(xié)議內(nèi)置安全機(jī)制,并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。它支持對企業(yè)網(wǎng)的無縫過程訪問,例如公司虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的連接。即使終端用戶用“總是在線”接入企業(yè)網(wǎng),這種安全機(jī)制也是可行的。這種“總是在線”的服務(wù)類型在IPv4技術(shù)中是無法實(shí)現(xiàn)的。對于從事移動性工作的人員來說,IPv6是IP級企業(yè)網(wǎng)存在的保證。

在安全性方面,IPv6同IP安全性(IPSec)機(jī)制和服務(wù)一致。除了必須提供網(wǎng)絡(luò)層安全這一強(qiáng)制性機(jī)制外,IPSec還提供兩種服務(wù)。認(rèn)證報(bào)頭(AH)用于保證數(shù)據(jù)的一致性,而封裝的安全負(fù)載報(bào)頭(ESP)用于保證數(shù)據(jù)的保密性和數(shù)據(jù)一致性。在IPv6包中,AH和ESP都是擴(kuò)展報(bào)頭,可以同時(shí)使用,也可以單獨(dú)使用其中一個(gè)。作為IPSec的一個(gè)重要應(yīng)用,IPv6集成了虛擬專網(wǎng)(VPN)的功能。

總之,IPv6為用戶、運(yùn)營商和生產(chǎn)廠商都帶來了很大好處。對于終端用戶來說,它提供了新的實(shí)時(shí)消息服務(wù),并具有低開銷、高性能的優(yōu)點(diǎn)。IPv6將使目前的網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)全球性基于分組包交換的網(wǎng)絡(luò)。對于運(yùn)營商來說,IPv6可使投資和運(yùn)行成本降低。運(yùn)營商只要用IPv6路由器就可以輕松地建立自己的網(wǎng)絡(luò),不需要那些用于特定服務(wù)的網(wǎng)關(guān)和地址翻譯器,而這在IPv4網(wǎng)絡(luò)中是必需的。IPv6可簡化和加速網(wǎng)絡(luò)建設(shè),因而既省錢又省時(shí)。通過這種“總是在線”的互聯(lián)網(wǎng)連接,全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展期,即開發(fā)實(shí)時(shí)個(gè)人對個(gè)人的服務(wù)。它將給我們帶來一些新的發(fā)明、服務(wù)和商業(yè)機(jī)會。

參考文獻(xiàn):

[1]李若嶺、黃春華,網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技資訊,2008,(27).

[2]王曉娟、劉景然、丁峰,IPv4向IPv6過渡方法的研究[J]青島遠(yuǎn)洋船員學(xué)院學(xué)報(bào),2006,(02).

[3]芮忠寧,基于校園網(wǎng)的IPv4向IPv6平滑過渡技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(06).