ＩＰｖ６：让每个人都有一个ＩＰ地址

随着互联网在社会生活各个领域的广泛应用和商业化的深入发展，现有的网络基础设施和网络服务已经难以满足和支持大规模的网络应用，如交互式远程实时教学、远程医疗(手术)、数字化图书馆、虚拟实验室等。与此同时，随着网络规模的扩大，现有网络的管理和运营已经变得非常复杂，地址空间匮乏、带宽瓶颈、网络安全、数据保密、服务质量、新业务的盈利模式、对移动特性的支持等问题变得越来越突出。IPv6作为下一代网络的基础以其鲜明的技术优势得到广泛的认可。

　　网络上所有的设备(例如：网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等)之间通信都要遵守一定的规则，这些规则的集合被称为网络协议，即TCP／IP协议。它定义了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义，它分为4个层次：应用层、传输层、网络层和数据链路层。

　　其中，IP是Internet Protocol(网际协议)的简写，定义了相互通信的两个节点之间网络层交互方式的标准，是网络层中最重要的协议。

　　目前互联刚使用的是IP协议第4版本即IPv4。IPv4协议规定，每个互联网上的主机和路由器都有一个32位的IP地址，这一编码组合是惟一的。IPv4地址用3个“．”隔开的4个小于256的十进制非负整数表示，如“129.0.4.67”。IPv4地址结构分为A、B和C三类。A类地址可用作126个网络，每个网络可容纳1600万个主机节点。B类地址可用作16000个网络，可容纳65000个主机节点。c类地址可用作200万左右的网络，可容纳254个主机节点。

　　经过多年的发展，IPv4地址协议已经出现明显的局限，最主要的问题就是IPv4地址已经不能满足需要。IPv4的地址空间为32位，理论上支持40亿台终端设备的互联，但实际上由于A、B、C等地址类型的划分，浪费了上千万的地址，再加上关于地址的许多其他的特殊规定和用途，一般来说，整个地址空间的实际利用率只能达到10％左右。

　　此外，由于历史的原因，美国掌握了绝对的控制权，在IP地址资源的分配上，美国一些大学和公司占用了大量的IP地址。例如，MIT(麻省理工学院)、IBM(国际商用机器公司)和AT&T(美国电话电报公司)分别占用了 1600多万、1700多万和1900多万个IP地址，而分配给像中国这样的大国所用的地址量还不如美国一个大学。我们的公众网因IP地址匮乏，被迫大量使用转换地址，严重影响了互联网本身的效益及安全。

　　目前占有互联网地址的主要设备早已由20年前的大型机变为PC机，在将来，越来越多的电子设备也会连接到互联网上，包括PDA、汽车、手机、各种家用电器等。特别是手机，为了向第三代移动通信标准靠拢，几乎所有的手机厂商都在向互联网名称与数字地址分配机构(CANN)申请，要给他们生产的每一部手机都分配一个IP地址。而竞争激烈的家电企业也要给每一台带有联网功能的电视、空调、微波炉等设置一个IP地址。IPv4显然已经无法满足这些要求。

　　目前，解决地址资源不足问题的技术手段主要是NAT(网络地址转换)和CIDR(无类别域问路由)。它们虽然很好地解决了地址问题，但这样的解决方案也是有代价的。由于缺乏同一性的地址继承性关系，CIDR严重影响网络寻址和选择路由的性能。而在局域网内部使用私有IP地址的NAT技术破坏了全球惟一地址的模型与地址的稳定性，破坏了对等网络的模型，直接导致了很多点对点的业务无法开展、许多网络安全协议无法执行，QoS(服务质量)更加无法保障。

　　为了解决现行互联网的问题，Ipv6应运而生。IPv6继承了IPv4的优点，并根据IPv4多年来运行的经验进行了大幅度的修改和功能扩充，比IPv4处理性能更加强大、高效。IPv6的出现将从根本上解决现存的IPv4网络地址枯竭和路由表急剧膨胀的两大危机。人们已形成共识，认为IPv6取代IPv4是必然发展趋势，经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期，IPv6最终会完全取代IPv4在互联网上占据统治地位。

　　IPv6将现有的IP地址长度扩大4倍，由当前IPv4的32位扩充到128位，以支持大规模数量的网络节点。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个地址。由于拥有足够的地址，许多在IPv4下无法实现或很难实现的端到端应用可以很方便地实现。同时由于采用了结构化的地址结构，可以方便实现路由聚合，解决了当前互联网核心路由器、路由表剧烈膨胀的问题。

　　对比IPv4，IPv6有如下特点，这些特点也可以称作是IPv6的优点：简化的报头和灵活的扩展；层次化的地址结构；即插即用的连网方式；网络层的认证与加密；服务质量的满足；对移动通讯更好的支持。

　　同样，移动IPv6(MIPv6)在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。基于移动IPv6协议集成的IP层移动功能具有很重要的优点。尤其是在移动终端数量持续上涨的今天，这些优点更加突出。

　　由IP地址危机产生和发展起来的IPv6作为下一代互联网协议已经得到了各方的公认，未来互联网的发展离不开IPv6的支持和应用，甚至被认为是后起发展网络的国家追赶“发达”国家的一个良好机遇。

　　许多国家对IPv6技术都已经引起足够的重视，并且都采取了一些切实可行的措施，尤其是一些欧洲国家。作为互联网的发源地，美国也在积极地进行IPv6的研究和建设。中国对于IPv6技术的态度是“积极跟踪、把握机遇、稳妥推进”，并且在部分地区实行了网上实验。

　　同样，各运营商也对IPv6非常重视。IBM、Sun、日立等公司，分别研制开发了不同平台上的IPv6系统软件和应用软件；美国思科、加拿大北电网络等路由器厂商已经开发出了面向IPv6网络的路由器产品。操作系统方面，基于开放源码的Linux对IPv6提供了比较强的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微软的最新操作系统都提供对IPv6的支持。

　　因此，从整体上来讲，IPv6的技术已经成熟，标准也基本完善，一些网络基础设施和核心设备都已陆续开始支持其使用，但是在具体实施的问题上，由于经济利益上的关系，在目前还没有普遍推广，而是处于与IPv4相互并存和过渡的阶段。

　　近两年来由于亚洲和欧洲力量的推动，IPv6的标准化进程明显加快，具有IPv6特性的网络设备和网络终端，以及相关的硬件平台的推出也已加快了进度。在这种趋势下，IPv6的关键应用将很快出现。

　　1　3G业务

　　由于IP的诸多优点和全球IP浪潮的冲击，3G演变为全IP网络的趋势越来越明显。为了满足永远在线的需要，每一个要接入互联网的移动设备都将需要两个惟一的IP地址来实现移动互联网连接，本地网络分配一个静态IP地址，连接点分配第二个IP地址用于漫游。GPRS和3G作为未来移动通信蓝图中的核心组成部分，对IP地址的需求量极大，只有IPv6才能满足这种需要。

　　2　个人智能终端

　　经济的发展带动了个人电子设备的发展，由呼机、手机、PDA到智能手机的发展趋势看，有联网能力的集成数据、语音和视频的个人智能终端已经出现。经过2～4年的发展，其规模就会相当大，由此将产生巨大的对IP地址的需求，这将是过渡到IPv6的一个最大动因。

　　3　家庭网络

　　网络家电将是下一代网络中的重要应用之一。所谓网络家电，指通过个人电脑、PDA等信息设备可对连接在家庭网络中的空调、电饭煲、微波炉、冰箱、电视、音响和照明设备等家用电器进行远距离遥控。基于IPv6技术的家庭网络将在广泛分析现有家庭网络技术的基础上，设计更能满足当前家庭网络应用特点的新型家庭网络架构，更具合理性和可行性。

　　4　在线游戏

　　在线游戏需要把分散在不同地域的用户连接起来，并保证安全、隐私和计费的需要。另外，在线游戏必须支持固定和移动两种网络接入方式。采用基于IPv6技术的游戏终端主要是和游戏服务器进行交互。由于这些技术和商务的需要，在线游戏如果没有IPv6的支持肯定无法获得成功，这应该是IPv6对软件和设备的一个驱动力，在线游戏可能也是近期推动IPv6进程的业务之一。

　　正如全球IPv6权威专家所说：“IPv4是把电脑与电脑连接起来，IPv6则是把人与人连接起来。”以IPv6为核心技术的下一代网络，发展前景巨大，必将带领现代信息世界走向辉煌的明天。

　　

　　责任编辑　赵新字