第7章 下一代互联网与 IPv6
下一代互联网IPv6技术的研究
总之，基于IPv6的下一代网络安全关键技术是未来网络发展的重要方向，对于 保护用户隐私和数据安全具有重要意义。我们应积极探索和研究相关技术，以 应对日益严峻的网络安全挑战，推动网络技术的可持续发展。
随着互联网技术的不断发展和演变，我们正在迎来一个全新的网络时代—— IPv6时代。IPv6作为下一代互联网协议，能够提供更多的IP，更好地支持多 媒体应用和移动通信，被认为是构建下一代互联网的基础。在这个背景下，
参考内容
一、摘要
随着互联网的快速普及和深入应用，IPv6技术和下一代互联网的发展逐渐成为 研究热点。本次演示将全面概述IPv6技术的定义、发展历程、技术特点及其在 下一代互联网中的应用场景，同时阐述下一代互联网的定义、技术方向、应用 场景以及发展趋势。
在此基础上，将对IPv6技术在下一代互联网中的应用进行深入探讨，以期为相 关研究提供参考。
深入探讨了IPv6技术在下一代互联网中的应用。同时，针对当前研究中存在的 不足和未来发展需要解决的问题进行了总结和展望。希望能够为相关领域的研 究提供有价值的参考和启示。
随着互联网的飞速发展，网络安全问题日益凸显。下一代网络技术IPv6的推广 和应用，为网络安全带来了新的挑战和机遇。本次演示将围绕基于IPv6的下一 代网络安全关键技术展开探讨。
3、网络安全：采取有效的安全措施，以防范网络攻击和保护网络数据的安全 性。
4、服务质量：提供合理的QoS保障，以保证多媒体应用和实时通信的顺利进行。
基于以上结论，我们可以展望未来基于IPv6的校园网设计的发展方向。首先， 我们需要全面推进IPv6的升级和改造，以逐步替代IPv4。其次，加强网络安 全保障能力，以防范各种网络攻击和保护用户隐私。此外，提高网络的QoS保 障能力，
下一代互联网协议IPv6初探
下一代互联网协议IPv6初探
什么是IPv6？
首先，让我们了解一下IPv6是什么。
互联网协议（Internet Protocol，简称IP）是互联网通信的基础规则，就像邮政编码对于邮件投递一样重要。
我们现在主要使用的是IPv4，但随着互联网的快速发展，IPv4的地址空间已经不足以满足全球的需求。
这时，IPv6应运而生，它拥有128位的地址长度，提供了几乎无限的IP地址空间，理论上可以分配约3.4x10^38个地址。
IPv6的优势
1.更大的地址空间
IPv6的地址数量足够全球每一粒沙子都分配一个IP地址，彻底解决地址耗尽问题。
这意味着未来的设备，无论是手机、电脑、家用电器还是其他智能设备，都可以获得独立的IP地址，实现真正的点对点连接。
2.更高的数据传输效率
IPv6简化了数据包头部结构，提高了数据传输的效率。
这不仅仅意味着更快的网络速度，还意味着网络拥塞的可能性降低，从而带来更好的上网体验。
3.更好的安全性
IPv6在设计时就考虑了安全问题，支持更为先进的加密和认证机制。
这使得数据传输更加安全，减少了中间人攻击和其他网络安全威胁的风险。
4.即插即用
IPv6可以实现设备自动配置网络，无需手动设置。
这大大简化了网络设备的安装和使用，尤其对于非技术人员来说，是一个非常友好的特性。
5.无缝连接
IPv6更容易实现移动设备和物联网设备的无缝连接。
随着物联网的快速发展，越来越多的设备需要连接到互联网，IPv6提供的庞大地址空间和简化的配置过程，使得这些设备能够轻松接入网络。
下一代互联网协议 IPV6
• flow labels and priority
– to support the QoS features
IPv6 5A7CE 4
SIPP 16 Header
0 15 16 service flags total length fragment offset 31
IPv4: 20 bytes + options (rare)
128
001
112 104
80
64
0
TLA
RES
NLA*
SLA*
Interface ID
• SLA, Site Level Aggregator
– organization subnet information – several levels if necessary – max. 65 536
• 001, Format Prefix (FP)
IPv6: 40 bytes + options (common)
• hop-by-hop option • source routing • fragmentation • tunnelling • authentication/encryption
version
payload length
source address (128 bits)
• routing is not hierarchical
– lots of routers, network structures are complicated
• awkward address management in large networks
– the fight for space between the subnet bits and host bits
IPv6――下一代互联网的核心
IPv6――下一代互联网的核心[摘要]互联网的迅猛发展导致了IP地址资源的紧张，为了满足因特网快速增长的要求，IETF设计了下一代因特网协议―IPV6协议，用它来替代当前使用的IPV4协议。
文章主要阐述了IPv6的一些特点，包括IPv6数据报格式，地址空间，安全性，移动性，服务质量(QoS)，IPv6路由协议，地址配置等，并介绍IPv6的发展现状。
[关键词]IPv4 IPv6 IP数据报格式IP地址随着信息技术和微电子技术的迅猛发展,Internet在全球范围内得到了迅猛的发展，我们也从工业时代进入了数字化生存的时代。
In-ternet作为当今全球最大、最流行的计算机信息网络，如今正扮演着这样的角色：它打破了传统的地缘政治、地缘经济、地缘文化的概念．形成了一个全新的以信息为中心的跨国界、跨文化、跨语言的开放性虚拟空间。
在不远的将来,IP技术使得信息汇聚和现有网络的整合成为可能。
而与Interact迅猛发展所不同的是，Interact当前使用的IP协议版本IPv4因为各种自身的缺陷而举步维艰，如IP地址空间的局限性、安全性、路由选择效率不高、服务质量缺乏保证、移动性支持不强等缺陷。
在IPv4面临的一系列问题中,IP地址即将耗尽无疑是最为严重的。
有预测表明，以目前Internet发展速度计算，所有IPv4地址将在2005～2010年间分配完毕。
为了彻底解决IPv4存在的问题。
IETF下一代网络协议IPng工作组于1994年9月提出The Rec－ommendation for the IP Next Generation Protocol草案，并在1995年底确定了IPng协议规范，称为IP版本6，即IPv6，1996年IPv6的基本协议规范发表，1998年发表了IPv6修订版。
IPv6所提供的巨大的地址空间以及所具有的诸多优势和功能，使其成为构筑下一代网络的重要基础，从提出至今获得了普遍关注和广泛认可。
IPV6与下一代互联网分解
针对IPng的提案
SIP，把IP地址改为64位，去除IPv4中一些已经过时 的字段 PIP，允许高效的策略路由并实现了可移动性 SIPP，试图结合SIP的简单性和PIP路由的灵活性
IPv6的产生
IETF决定以SIPP作为IPng的基础，同时把地址 数由64位增加到128位，新的协议称为IPv6
– IETF于1992年开始开发IPv6协议 – 1995年12月在RFC1883中公布了建议标准 – 1996年7月和1997年11月先后发布了版本2 和2.1的草案标准 – 1998年12月发布了草案标准RFC2460
国际互联网摆脱日益复杂、难以管理和控制的局面，从 而变得更加稳定、可靠、高效和安全
与IPv6相关的标准化组织
IETF（Internet Engineer Task Force）组织
– 主要致力于IPv6协议在因特网上的应用
3GPP组织
– 主要致力于IPv6技术在核心网的应用，也不排除在3G终端中采 用IPv6协议
– NGtrans（下一代网络演进）工作组，主要负责与下一 代网络演进有关的标准的制定
– NGtrans工作组在2003年2月已经结束，由IPv6 Operations（V6ops）工作组代替
– MIP6工作组通过持续发展大规模应用来提高基本的 IPv6移动性
– MULTIPv6地址都有哪些类型
单播（Unicast）地址
– 发往单播地址的包被送给该地址标识的接口
不确定地址0:0:0:0:0:0:0:0 回环地址0:0:0:0:0:0:0:1
任意播（AnyCast）地址
– 发往任意播地址的包被送给该地址标识的接口之一 （路由协议度量距离最近的）
ITU-T组织
关于IPv6／下一代互联网探索及对今后的展望
关于IPv6/下一代互联网探索及对今后的展望摘要：本文简单地介绍了ipv6的特点、IPV4与IPV6之间的3种过度技术、IPv6的热门应用及对今后的展望等。
关键词：IPv6 技术应用前言在中国IPv6技术以及应用正受到越来越多的重视，抓住IPv6将带动我国信息产业的腾飞。
IPv6技术强大的应用前景，给我国互联网产业带来巨大的变化，有利于给消费者带来更优质实惠的网络服务，有利于运营商探索新的商业模式，有利于未来3G的发展和应用。
1 IPv6的特点1.1地址空间巨大：IPv6地址空间由IPv4的32位扩大到128位，2的128次方形成了一个巨大的地址空间。
采用IPV6地址后，未来的移动电话、冰箱等信息家电都可以拥有自己的IP地址。
1.2地址层次丰富分配合理：IPv6的管理机构将某一确定的TLA分配给某些骨干网的ISP，然后骨干网ISP再灵活地为各个中小ISP分配NLA，而用户从中小ISP获得IP地址。
1.3 实现IP层网络安全：IPv6要求强制实施因特网安全协议IPSec，并已将其标准化。
IPSec支持验证头协议、封装安全性载荷协议和密钥交换IKE协议，这3种协议将是未来Internet的安全标准。
1.4 无状态自动配置：IPv6通过邻居发现机制能为主机自动配置接口地址和缺省路由器信息，使得从互联网到最终用户之间的连接不经过用户干预就能够快速建立起来。
2 IPV4与IPV6之间的3种过度技术2.1 双栈技术双协议栈技术是使IPv6 节点与IPv4 节点互联的最直接方式，其应用对象是主机、路由器等通信节点。
支持双协议栈的IPv6 节点与IPv6 节点通信时使用IPv6 协议，与IPv4 节点通信时使用IPv4 协议栈。
支持双协议栈的结点接收到数据报时，拆开并检查，如果IPv4/IPv6 头中的第一个字段的版本是4，该报就由IPv4 栈来处理；若为6，则由IPv6 栈来处理。
双协议栈技术的优点是易于实现，互通性好，缺点是必须为每一个双栈节点分配一个合法的IPv4 地址，这就又将面临IPv4 地址资源紧张的问题；另外，每个双栈节点要同时运行IPv4 和IPv6两种协议，同时计算、维护与存储两套表项，对路由器等网络设备而言还需要对两种协议栈进行报文转换和封装，这又增加了每个节点的负担，对这些节点的性能产生更高的要求；还有，在采用双栈技术的网络中DNS 服务器必须要支持主机域名与IPv6 地址的映射。
下一代互联网技术IPv6的研究与应用
下一代互联网技术IPv6的研究与应用第一章：概述随着互联网的不断发展和普及，IPv4协议已经不能满足用户的需求，IPv6协议作为下一代互联网技术，成为了互联网未来发展的方向。
IPv6协议具有地址空间更大、安全性更高、组播和移动性更好等优点，对于互联网的发展将会起到至关重要的作用。
本文将重点介绍IPv6协议的研究与应用。
第二章：IPv6协议的特点IPv6协议相比IPv4协议，有以下新特点:1、地址空间更大：IPv6协议采用128位地址，远远大于IPv4协议的32位地址，IPv6地址可达到2的128次方，相当于2048个IPv4地址。
2、传输效率更高：IPv6协议在地址选择上是更智能的，可以对流量进行分配指定。
3、安全性更高：IPv6协议在网络安全方面，具有好的保密性和完整性。
4、组播和移动性更好：IPv6协议可以提供良好的组播和移动性。
第三章：IPv6协议的应用IPv6协议已经应用于各个领域，比如：1、工业控制：IPv6协议更好的支持了IoT（物联网）的发展，在智能化生产中发挥了积极的作用。
2、云计算：IPv6协议可以支持虚拟化，可以实现更安全，更可靠的云计算。
3、视频监控：IPv6协议的高速传输性能，对于视频监控系统的高清监控具有很好的支持。
4、移动互联网：IPv6协议更好的支持了移动互联网的发展，对于大型的互联网应用也有良好的应用。
第四章：IPv6协议的推广IPv6协议的推广还存在一些难点和问题，比如：1、IPv6协议的兼容性问题：IPv6协议和IPv4协议是不兼容的，如何实现IPv6协议的兼容性是一个难点。
2、域名系统的支持问题：为了实现IPv6协议的推广，DNS服务器也需要支持IPv6协议，但是目前DNS服务器支持IPv6协议的比例并不高。
3、设备兼容性问题：目前使用IPv6协议的设备比较少，所以设备的兼容性也是一个问题。
4、推广创新性的问题：IPv6协议目前还没有被广泛使用，如何提高用户使用IPv6协议的意识和习惯，是推广IPv6协议的一个重点难点。
下一代互联网技术IPv6的研究与应用
下一代互联网技术IPv6的研究与应用IPv6，即第六版本的互联网协议，相较于目前的IPv4拥有更多的地址空间、更好的安全性、更高效的路由和更好的QoS能力。
它不仅为互联网增加了更多的地址，而且强化了网络的安全性和管理能力。
正因如此，IPv6的研究与应用备受关注，也成为了未来互联网发展的重要方向之一。
一、IPv6的优势在IPv4时代，由于可分配的IP地址数量远远不足，导致有些网络无法获得足够的IP地址。
而IPv6采用了128位地址，甚至超出了总人口和总设备的数量，这意味着我们可以为每一个人和设备分配一个唯一的IPv6地址。
另外，IPv6在数据传输时提供一种特殊的扩展头部来支持QoS服务。
这种服务确保了数据能够在网络上按照优先级进行处理，从而提高了网络传输效率。
IPv6在路由上也更加有效率，通过给每个地址分配一个唯一的前缀，能够快速而简单地找到目标地址，从而更为高效地进行路由传输。
IPv6的另一个重要优势就是它更加强大的安全性。
与IPv4不同，IPv6在地址分配时采用了EUI-64标准。
这主要是利用设备的MAC地址来自动产生IPv6地址。
此外，IPv6也通过加密来确保数据传输的安全，让数据的发送者和接收者之间真正地私密。
这种强大的安全机制不仅适用于用户身份验证和访问控制，也能防止各种DDoS和DoS攻击。
最后，IPv6还能够在网络管理员身份管理方面发挥巨大作用。
IPv6支持自动配置和组播，这使得网络管理员可以轻松地配置和管理网络。
二、IPv6的应用虽然IPv6还没有全面普及，但是已经有越来越多的应用正在逐渐转向IPv6。
在传统IT应用中，IPv6正在被广泛采用，如邮件、网站、流媒体、FTP和P2P等，使得网络可以更加有效地配合各种应用需求。
另外，IPv6的广泛应用也使得许多智能型设备和传感器可以通过互联网进行互联。
这些设备可以在全球范围内进行交流，从而创建一个智能家庭，智能基础设施和物联网。
这不仅方便了我们的生活，提高了生产力，还带来了全新的商业机遇。
发展下一代互联网技术IPv6
发展下一代互联网技术IPv6随着互联网应用的不断普及，IPv4的IP地址资源已经接近枯竭，为了满足互联网的发展需求，IPv6逐渐成为了IPv4的替代者。
IPv6是下一代互联网协议，它不仅能提供更多的地址，还能提供更好的安全性和性能。
在未来的互联网世界中，IPv6将扮演着举足轻重的角色。
一、IPv6的介绍IPv6是互联网工程任务组（IETF）设计的新一代互联网协议，它是IPv4的替代者。
IPv6的主要特点是地址空间更加充裕，能够提供更多的地址，IPv4可以提供的地址数量是有限的，大约只有40亿个，而IPv6可以提供的地址则可以达到340万亿亿亿亿（3.4×10²³）个，这足以满足未来互联网的扩展需求。
IPv6还提供了更好的安全性和性能。
与IPv4不同，IPv6支持IPsec协议，可以提供更好的加密和认证功能，从而增强了互联网的安全性。
另外，IPv6的首部长度也得到了优化，减少了不必要的首部信息，从而提高了数据传输的效率。
二、IPv6的优势1.更充裕的地址空间IPv6的地址长度是128位，比IPv4长4倍，可以提供更多的地址，从而满足大规模网络连接设备的需求。
IPv6的地址可以由IPv4地址转换而来，因此能够方便地进行过渡，保证网络的平稳升级。
2.更好的路由效率IPv6的路由效率比IPv4更好，能够减少网络流量，提高网络传输的效率。
IPv6的路由协议也更加完善，支持多种路由协议（如OSPFv3和BGP），能够提供更好的路由选择策略。
3.更好的安全性IPv6支持IPsec协议，可以提供更好的加密和认证功能，从而增强了互联网的安全性。
IPv6还支持反向域名系统（DNS）安全扩展技术（DNSSEC），可以提供更好的域名解析安全保障。
4.更好的性能IPv6的首部长度得到了优化，减少了不必要的首部信息，从而提高了数据传输的效率。
IPv6还支持流量标识符，可以对流量进行分类和管理，提高网络的流控精度。
下一代互联网协议(IPv6)的概念及原理
面， 同时， 互联 网的发展 也成为 国家信息化和现代 化建
设 的重要 部 分，并 产生 了重 大 的经济 效益 和社 会效 益 。随着 Ｉｔ ｎ ｔ ｎｅ ｅ 的指数增 长， ｒ 互联 网 的体 系结构 由
Ｎ ＦＥ Ｓ Ｎ Ｔ核 心 网 络 演 变 为 由 ＩＰ （ ｎ ｒｅ Ｓｒｉ Ｓ １ｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｅ ｖｅ
Ｌ ｄｎＲ ｏｃ ｏ ａ ａｎ ａ ｄ ｅｕｅｎｒ ｔｔ ｎａ ｓｒｓｆｍ ｉｉ Ｉ ｚｏ
信息技术
下一代互联 网协议 （Ｐ ６ 的概念及原理 Ｉｖ ）
吴伟 民
（ 国土 资 源 部 信 息 中 心 北 京 １０ １ ） ０ ８ ２
摘 要 ：Ｉｖ Ｐ ６是 下 一 代 互 联 网 采 用的 核 心 协 议 。 本 文介 绍 了 Ｉｖ Ｐ ６技 术 发展 背 景 、 新 特 性 、地 址 空 间 、 地 址 格
信息 技 术
与 Ｉｖ Ｐ４地址 空 间的划 分 准则 相 似，Ｐ ６地 址空 Ｉｖ
（ ） 好 的支持 Ｑ ｓ ６更 ｏ
圄主资源循 佬 息
在 多媒体 应用 日益广 泛 的今 天， 因特 网提供对 多
式 、地 址表 示方法、地 址类型、地址范 围、Ｉｖ Ｐ ４到 Ｉｖ Ｐ ６的过 渡技 术 ，以及 在 国土资源部的具体应 用。
关 键 词 ：Ｉｖ ；路 由 ； 无状 态 的 地 址 配 置 ；双 协议 栈技 术 ；隧 道 技 术 Ｐ６
Ｉｔ ｔ ｎｅ 的拓扑结 构， 寻址 和路 由层 次的设计更具灵 ｍｅ 使
１ Ｉｖ Ｐ ６诞 生 的 发 展 背 景
Ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ 协议 的第 ４版ｆＰ ４ 为 Ｔ Ｐ Ｉ ｅ ｖ） Ｉ Ｃ ／Ｐ族和 Ｉ— ｎ ｔ ｔ ｅ 提供 了基 本的通信机制 。Ｉ 术 已经广泛应 用 ｍｅ Ｐ技
下一代互联网与ipv6
2014届计算机应用技术毕业技能综合测试题目： IPv6与下一代网络学院：信息学院专业：计算机应用技术姓名: 晏佳佳信息学院2013年12月 15 日摘要随着Internet的迅速增长以及IPv4地址空间的逐渐耗尽,IPv6作为Internet协议的下一版本,对IPv4的取代将不可避免的成为必然。
但是,IPv6的部署是一个渐进的过程,因此,IPv6和IPv4两者共存的局面还要持续较长的时间。
IPv6将IPSec集成到协议内部,IPSec于是作为IPv6协议的固有部分贯穿于IPv6的各个领域并为之提供安全保障。
但是,由于IPv6引入了一些新的特性以及IPv4向IPv6过渡期的存在,也带来了一些安全上的新的风险和威胁,同时和传统的IPv4网络相比,一些固有的安全问题仍然没有得到很好地解决,因此,研究基于IPv6的下一代网络安全关键技术将具有重要的现实意义。
以IPV6为核心的下一代互联网已经兴起,开展相关的网络技术和业务研究已经成为国际和国内业界的热点。
本文介绍了IPv6的特点,以及地址分配、网络安全、路由选择等关键技术,并对相关的业务和应用的发展予以了展望。
关键词：ipv6；地址分配；网络安全；路由目录摘要 (2)第一章IPv6产生的背景 (4)第二章IPv6的新特性 (5)2.1全新的地址管理方案 (5)2.2地址头部的简化和可扩展性 (5)2.3可靠的安全性 (6)2.4IPv6的移动性 (6)第三章IPv6的寻址和路由方法 (7)第四章IPv4向IPv6的过渡 (8)第五章IPv6网络的业务和应用 (9)5.1远程应用业务 (9)5.2宽带接入业务 (9)5.3视频点播业务 (9)5.4移动业务 (9)5.5网络游戏业务 (9)5.6 VoIPv6业务 (9)5.7 IPv6 MPLS VPN (9)参考文献 (10)致谢 (11)第一章 IPv6的产生背景传统的IP,即IPv4 (IP version 4)定义IP地址的长度为32bit。
第7章 下一代互联网
计算网格和数据网格：大规模科学计算与协同服务
– 高能物理网格，虚拟天文台，生物网格，地学网格，化学信
息网格 – 信息服务网格
大规模视频会议，高清晰度电视
– 基于组播的多点多路视频会议，支持远程教育和远程医疗等
综合应用 – 基于组播的高清晰度电视，分辨率达到HDTV指标 – 流媒体业务与应用
重大应用的研究示范
建立互联网产业“有价值生态环境”，保持可持续
发展
CNGI总体规划
三个产业化方向
重大应用 下一代互联网运营 关键网络 设备/软件
下一代互联网关键技术
中国下一代互联网示范工程
下一代互联网基础研究
重大应用示范系统
网络服务和关键技术
中国下一代互联示范网
CNGI的主要研究内容
建设下一代互联示范网络
– 核心网（含城域网）建设 – 驻地网（CPN）建设 – 国际联网和交换中心
Europe
JANET-CERNET
France-Korea
Japan USA
Korea
China
Taiwan
Hong Kong
Thailand
Sri Lanka
Vietnam
Philippines
Malaysia
Singapore
Indonesia
Exchange Point Access Point Current status
环境监测，地震监测
– 基于IPv6实现大气，水文，水质等环境参数传感器联网 – 实现环境监测体系的规划部署，实时采集数据
远程仪器控制，虚拟实验室
– 大型贵重仪器联网，实现对仪器的远程操作与控制 – 建立有关CAVE的试验，示范环境，实现虚拟实验 – VR的研究试验与应用
下一代互联网核心技术IPv6
态访问 ， 使分布广泛的异构平台之 间能够进行据资源共享的 目的。
参 考 文献 ： 【 马晓艳， １ 】 曹宝香． 基于Ｘ Ｌ的数据集 成方 案及其关键 技 ＊Ｉ ． 一种 Ｍ Ｊ 计 １
ＫＥＮ ｉ ｎ Ｊａ
（ ｐ．ｏ Ｃ ｍ ｕｅ ｃ ｎｅ Ｄｅｔ ｆ ｏ ｐ ｔ Ｓｉ ｃ，Ｈｕａ ｎｅｎ ｔ ｎ ｌＥ ｏｏ ｃ ｎｖｒ ｔ ｈ ｎ ｓａ ｕ ｎ ４ ０ ０，Ｃ ｉａ ｒ ｅ ｎ ｎ Ｉｔ ａｉ ａ ｃｎ ｍｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｒ ｏ ｓ ｅ ｉ ，Ｃ ａ ｇｈ ，Ｈ ｎ １ ２５ ｈｎ ） ａ
的业 务等 。早 在 ９ 年 代初 ， ０ 有关专 家就预见 到 Ｉ Ｐ协议换代 的 地址量 、 安全性 、 服务质量 、 移动性等方面 ， 势更加明显。 其优 必然性 ， 出在下一代网络 中用 Ｉｖ 协议来取代 Ｉｖ 。 提 Ｐ６ Ｐ４
现在 ， Ｉ Ｐ网的基础设施 平均 每 ｌ ２ ～ 年要全面升级一次 ， 其骨
番 ）于是下 一代的互联网协议 Ｉｖ 应 运而生 。采用 Ｉｖ 的 址 空间和若 干个选项 ； ｖ 中只有 ６ ， Ｐ６ Ｐ６ Ｉ ６ Ｐ 个域和 ２ 个地址空 问。虽 网络将比现有 的网络更 具扩 展性 ， 更安全 ， 更容易为 用户提 然 Ｉ ６ 并 Ｐ 报头 占４ 字节 ， ２ 字节 Ｉ ４ ｖ ０ 是 ４ Ｐ 报头的 １ 倍 ， 因其 长 ｖ ． 但 ６
１１ 报 头 结构 ．
Ｉｖ报 头的结构比 Ｉｖ 简单得多 ， ｖ 报头 中删除 了Ｉｖ Ｐ６ Ｐ４ Ｉ６ Ｐ Ｐ４ 干网带宽 的增加速 率为每 ６ ９ ～ 个月翻 一番 ， 这个 增长速 率 已经 报头 中许多不常用的域 ， 放入 了可选项和报头扩展 。Ｉｖ 中的 Ｐ６ 大大超过 著名的预 测 Ｃ Ｕ速度增加 的摩尔 定律 （ ｌ 个月翻 可 选项有更严格 的定义 。Ｉｖ 中有 ｌ 个 固定长度 的域 、 个地 Ｐ 每 ８ Ｐ４ ０ ２
下一代网络(NGN)与移动IPv6
图 １各层 之间的互连
在地址资源方面 ，１ ８ 位地址足 以为地球上 每一台 ２ 设 备分 配一个Ｉ 地址 。Ｐ ６ Ｐ Ｉｖ 的地址体 系在总 体上 采
职业技术学 院轨道运输系高级讲师 ， 研究方 向为通信工程 。
维普资讯ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
徐文燕 ： 下一代网络（ ＮＧＮ） 与移动 Ｉｖ Ｐ６
的公共服务 电话 网（Ｓ Ｎ） Ｐ Ｔ 和有线 电视 网实现三网融
合。 下一代网络除 了能 向用户提供语 言、 高速数据 、 视频信息业务外 ， 还能向用户 方便地提供视频会议 、 电话会议功能 ，而且能像 广播 网一样 ，向有特定要 求的用户提供统一的消息 、时事 新闻。
或新下一 代网络 （ ｅ Ｇ ｎ ｒｔ ｎ Ｎ ｔ ｒ Ｎ Ｇ Ｎ ｗ ｅ ｅａｉ ｅｗｏｋ， ｏ Ｎ） 是一 个综合性 的大 网 ， ， 采用统一的Ｉ 核心网结 Ｐ 构， 结合 了现有 的各 种网络环境和 周边 的接入设备 以及终端产 品， 从功 能的角度 自上 到下可 以服务网 络服务层 、 控制层 、 媒体传送层和 接入层 ， 如图 ｌ 所 示 。图 １中，各层 之间通过 标准的开放 接 口互连 。 Ｎ ＧＮ包含 了非常广泛 的内容 ： （）从计算机网络上看 ， Ｇ １ Ｎ Ｎ是以高带宽和口 ６
０ 引 言
当前 ， 网络越来越不能满足 网络 技术与应用发展 的需求 。 首先 ， 由于无线资源的稀缺 ， 当前网络存在 着带宽瓶颈。要使 网络的每一个环节都不产生堵塞 ， 消除带宽瓶颈 ， 才能支持更多更有价值的宽带服务于 业务。然而 ， 随着越来越多的设备接入 网络 ， 来越 越 多的信息将通过 网络传输 ， 特别是机器与机器设备之 间的信息交流 ，将成为未来网络流量 的重要组成部 分 ，解决网络带宽是网络发展 要急于解决 的问题 。 其次 ，由于 Ｉｖ 地址 的匮乏 ， ｐ４ 当前 网络 面临着 地址 瓶颈。将来网络更多的用户是机器设备 ，而不 是人。网络的发展 必须消灭地 址壁垒 ，让数百亿的 人和设备 能够连接 网络。
浅谈下一代互联网协议——IPv6技术
2013-07课改探微一、IPv4的危机互联网进入第二代时，IPv4被广泛应用，但是从20世纪80年代起，互联网用户急速增长，IPv4地址在以比设计时的预计更快的速度耗尽，于是如何解决IP地址面临枯竭的问题便成了全球范围内的课题。
于是互联网协议的下一个版本IPv6便由此应运而生。
二、IPv6的提出众所周知，IPv4是基于32位的地址，共有232个地址，由于一些地址被特殊用途所保留，A类、B类地址又大量被浪费，再加入全球越来越多急速增长的互联用户和互联网的连接设备，所以才造成地址的过早被耗尽。
所以，IPv6被设计为基于128位的地址，即从数量级上达到2128个地址，这样尽管在技术上仍然一样会有大量地址被浪费，但由于有着庞大的容量，在相当长一段时间内，足以让地球的每个用户和每样可连接互联网的设备都能拥有固定的有效地址。
三、IPv6的优势与IP V4相比，IP V6在各方面进行了相应的改进，具有足够的优势：1.更大的地址空间解决IP地址资源紧张的现实问题，比如IPv6协议下的IP地址数量将从2的32次方增加到2的128次方。
2.网速更快比现有互联网快100~1000倍。
未来两个点之间带宽至少将达到100M以上，而一个高清电视所需要的带宽只有30M。
3.上网更方便可实现随时随地上网，上网成本将比3G便宜几十倍以上。
4.具有更高的安全性如，IPv6协议下的IP地址空间巨大，病毒很难通过扫描地址段的方式传播，解决了IP地址共用问题，实现IP地址和上网用户的一一对应，有利于规范网络行为。
四、IPv6的应用IPv6的出现将会给全球互联网和通信产业带来根本性的变革。
1.所有的电子设备都可以连接上互联网且拥有独享的IP地址，从而实现任意事物之间的点对点对话在IPv6时代，不仅仅是计算机，我们的家用电器、汽车，甚至门窗都可能接入互联网，得以远程遥控。
2.我们的上网速度将显著增加由于无需更换地址，且遵循路由聚类的原则，达到4GB每秒。
下一代互联网IPv6协议的实施方案分析
下一代互联网IPv6协议的实施方案分析IPv6协议是下一代互联网协议的实施方案，它被设计用来解决IPv4协议面临的地址空间不足的问题。
本文将对IPv6协议的实施方案进行深入分析，探讨其在实际应用中的可行性和优势。
首先，IPv6协议的实施方案需考虑升级和迁移策略。
由于IPv6和IPv4协议不兼容，实际应用过程中需要将现有的IPv4网络逐步迁移到IPv6网络上。
升级和迁移策略应该具备良好的兼容性，确保在这个过渡期间，IPv4和IPv6网络能够互相通信。
其次，IPv6协议的实施方案应该考虑网络设备和应用程序的支持情况。
目前，大多数网络设备和应用程序都支持IPv4协议，因此，在实施IPv6协议时，需要确保现有的网络设备和应用程序能够适配新的协议。
这需要广泛的设备和应用程序的兼容性测试，并制定相应的更新和升级计划。
另外，IPv6协议的实施方案需要解决安全性的问题。
由于IPv6协议的地址空间较大，攻击者有更多的机会进行扫描和攻击。
因此，在实施IPv6协议时，应该加强网络安全措施，包括访问控制、防火墙配置和流量监测等，以保护网络免受潜在的威胁。
在实施IPv6协议的过程中，应该考虑到网络管理的问题。
由于IPv6协议的地址空间较大，网络管理人员需要学习和适应新的网络管理工具和技术。
此外，IPv6协议还引入了一些新的特性，如移动IPv6和多播IPv6等，这些特性在网络管理方面也需要进行适当的调整。
此外，IPv6协议的实施方案还应该考虑到成本和效益的问题。
尽管IPv6协议可以提供更多的地址空间和更好的性能，但是实施IPv6协议也需要一定的投入。
因此，在制定实施方案时，需要权衡投入和回报之间的关系，并制定合理的成本控制措施。
最后，IPv6协议的实施方案需要进行规范化和标准化。
IPv6协议的实施涉及到多个方面，包括路由协议、地址分配和转换等。
因此，需要制定统一的规范和标准，以确保实施过程中的一致性和互操作性。
综上所述，IPv6协议的实施方案需要考虑升级和迁移策略、设备和应用程序的支持、安全性、网络管理、成本和效益以及规范化和标准化等因素。
下一代互联网协议IPv6的可行性研究
下一代互联网协议IPv6的可行性研究随着互联网的快速发展，IPv4协议已经无法满足当今互联网的巨大需求，IPv6作为互联网下一代协议已经逐渐成为了互联网的必然选择。
IPv6相比IPv4协议具有更大的地址空间、更高的安全性以及更好的QoS特性，然而IPv6部署的进程却比预期慢了很多，这是为什么？一方面，在IPv4协议下建立的应用体系结构无法简单地转移到IPv6环境下，这就需要设计人员和开发人员重新考虑应用程序的设计和实现，以适应IPv6协议特点；另一方面，在全球应用共享IPv4地址的模式下，出现了很多孪生IPv4地址分配现象，使得早期IPv6部署的想法被压制，而IPv6网络的增加天然地需要IPv4地址的缺口。
但是，随着时间的推移，IPv6已被广泛认可，并已逐步在各个国家和地区启动实施。
在IPv6推广和改进的过程中，人们发现IPv6是完全可行的，并且采用IPv6协议会更加符合互联网未来的发展趋势。
从IPv6的技术角度来看，IPv6协议与IPv4协议的主要不同之处在于其地址长度。
IPv4地址长度为32位，IPv6地址长度为128位。
IPv6地址空间大大超出了IPv4地址空间的限制，因此IPv6可以为每个互联网设备提供独立的地址。
这种全球唯一址的寂静是IPv6的一个关键特性，这在互联网日益扩大和需要更多地址的情况下非常重要。
另外，IPv6支持分层地址结构，这样可以轻松地识别地址间的区别，并提供分散和合并的技术支持。
IPv6还支持安全访问控制机制，以保护网络的安全性和保密性。
而IPv6还支持多播和任播，这可以帮助多个设备在同一网络上共享奇妙的内容，节省网络流量和宽带资源。
从IPv6部署的角度上来看，IPv6需要一定的时间和资金来实现。
幸运的是，许多运营商，制造商和大型企业已经开始转向IPv6，因为它能提供更好的QoS、增强的安全性和开放架构。
同时，IPv6的部署需要涉及到许多方面，包括硬件、软件、安全性等等。
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7.1.3 IPv6的主要特征
（1）新的协议头格式
（2）巨大的地址空间
（3）有效的分级寻址和路由结构 （4）有状态和无状态的地址自动配置
（5）内置的安全机制
（6）更好地支持QoS （7）用新协议处理邻结点的交互
（8）可扩展性
7.1.4 IPv6与IPv4的区别
（1）IPv6将原来的32位地址空间扩大到128位，地址数目达2128
基础设施（Infrastructure） 高速计算机互联网络（IP） 光纤传输网络（DWDM）+Ethernet+WLAN
更有效益
下一代互联网的技术框架
7.1.6 IPv6与下一代互联网
二、中国下一代互联网示范工程CNGI 2003年，CNGI正式启动 2006年，CNGI核心网CNGI-CERNET2/6IX项目通过验收（4项突破） 世界第一个纯IPv6网 开创性提出IPv6源地址认证互连新体系结构 首次提出4over6过渡隧道技术 首次在骨干网大规模应用 国产IPv6路由器
7.1 IPv6技术与下一代互联网 7.1.1 IPv4存在的问题
国内IPv4地址现状
截止到2013年12月底，我国拥有
IPv4地址数量约为3.31亿，较 2012年底IPv4地址数量上涨数量 （*106） 700 600 500 400 300 200 100 IPv4地址数量 网民人数
2 1 20 0- 0 6 1 20 0-1 2 1 20 1-0 6 1 20 2 1-1 1 20 6 2-0 1 20 2 2-1 1 20 3-0 6 1 20 3-1 2
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014 日期
2
1 20
1 20
1 20
每个RIR分配IPv6情况
2009年-2013年中国IPv6分配数量
7.1.2 IPv6的产生与发展
中国下一代互联网应用情况
7.1.2 IPv6的产生与发展
中国下一代互联网应用情况
中国网民网络应用情况
7.1.2 IPv6的产生与发展
格式： IPv6地址/前缀长度n
错误前缀格式 2001:0DB8:0:CD3/60 错误原因 “/”左边不是一个合法的IP地址 “/”左边会被识别为 2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:0000:CD30 “/”左边会被识别为 2001:0DB8:0000:0CD3:0000:0000:0000:0000
每月IPv6分配数量
12535
12000
APNIC RIPE ARIN LACNIC AFRINIC
10000 8000 6000 4000 2000 0 58 2 9-1 00 395
1 20 0-1 2
300 250 200 150 100 50 0 2000
9398
429
1-1 2 2-1 2 3-1 2
可以利用最大传输单元MTU获得更高效的数据传输速率。
（3）方便各项业务开展。充足的IPv6地址保证了通信终端都可以获得外 网IP地址，无需NAT的中转。
（4）服务质量保证。负载均衡，实现优先级控制和服务质量保证。
（5）安全性更高。内置了安全机制IPSec，确保端到端通信的完整性和保 密性。
（6）支持移动性。保证在通信不中断的情况下，漫游到其他网络。
动互联网
（6）可管理性：实现用户数据传送和管理数据传送的相对分离，使得各 种网络功能可知、可控和可管
7.2 IPv6地址格式与分类 7.2.1 IPv6地址格式
一、冒分十六进制表示法
0010000111011010000000000000000000000000000000000000000000000000 0000001010101010000000000000111111111110000010001001110001011010
7.1 IPv6技术与下一代互联网 7.1.1 IPv4存在的问题
分配机构 IANA APNC（亚太） RIPE（欧洲） 地址耗尽日期 2011年1月31日 0.85 2011年4月19日 0.88 2012年9月14日 分配机构 LACNIC（拉美） ARIN（美国） AFRINIC（非洲） 地址耗尽日期 2.29 2014年8月7日（预计） 2.14 2014年4月17日（预计） 3.72 2020年10月20日（预计）
秒）亚洲增幅最大（53.8%）
中国网民数量6.32亿（其中手机网民5.27亿，占网民总数83.4%。 超越台式电脑成为第一大上网终端）
数据来源：CNNIC，截止到2014.6.30）
7.1 IPv6技术与下一代互联网 中国互联网现状
7.1 IPv6技术与下一代互联网 中国互联网现状
7.1 IPv6技术与下一代互联网 中国互联网现状
第7章 下一代互联网与IPv6
下一代互联网的主要特征。 下一代互联网主要进展 IPv6寻址模式及地址分配。 IPv6分组结构。
IPv6过渡技术
7.1 IPv6技术与下一代互联网 7.1.1 IPv4存在的问题
互联网现状
全球网民约27亿，手机网民52.8亿（约2000万人/月，约478万 人/月，约68万人/天，约2.85万人/小时，474人/分钟，约8人/
Hale Waihona Puke 21DA:0:0:0:2AA:F:FE08:9C5A
7.2 IPv6地址格式与分类 7.2.1 IPv6地址格式
二、0位压缩表示法
21DA:0000:0000:0000:02AA:000F:FE08:9C5A → 21DA::2AA:F:FE08:9C5A
需要注意两个问题： ① 在使用零压缩法时，不能将一个位段的有效0压缩掉。例如，
样出现地址压力危机。
7.1.2 IPv6的产生与发展
1998年12月，IETF发布了互联网新的协议和标准IPv6（RFC2460），用 于替代现行版本IPv4 IPv6地址使用128位地址，大约有3.4*1038个地址（7.67*1019/平方厘米）。
16000 14607 14000 400 350
7.1.6 IPv6与下一代互联网
三、下一代互联网的主要技术挑战 （1）扩展性：解决2050年互联网发展为100亿个终端用户和1000万个 多方连接用户时的路由寻址问题 （2）安全性：从下一代互联网体系结构上系统地解决互联网安全问题 （3）高性能：设计出新的超高速分组处理算法和大规模高效路由寻址体 系结构 （4）实时性：支持更多的实时性应用需求 （5）移动性：借鉴目前无线移动通信技术的成功经验，构造出真正的移
2001:0DB8::CD30/60
2001:0DB8:0:CD3::/60
7.2.3 IPv6地址分类
IPv6地址主要分为：单播地址、组播地址、任意播地址
地址类型 未指定 环回地址 组播地址 链路本地地址 站点本地地址 全球单播地址 IPv6前缀表示 ::/128 ::1/28 FF00::/8 FE80::/10 FEC0::/10 其他所有 含义 表示不存在的地址，不能被分配给任意节点 表示节点自身，不能被分配给任意物理接口 表示发送给某个组播地址 表示仅在本地链路上使用的地址，用于地址 配置等场景 表示仅用于站点内部的地址，已废除
表示可被分配到公网的地址，是全球可路由 的
7.2.3 IPv6地址分类
IPv6单播地址格式：
128-nb nb
子网前缀
接口标识符 单播地址格式
（2）IPv6使用多点传播消息取代了地址解析协议ARP
（3）使用Flow Label字段可以识别服务质量QoS （4）IPv6网络的回路测试地址为::1（IPv4地址为127.0.0.1）
（5）IPv6采用全状态自动配置，区别于IPv4无状态自动配置
（6）IPv6使用MLD消息取代IGMP （7）IPv6是全自动支持IPSec
0010000111011010 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000001010101010 0000000000001111 1111111000001000 1001110001011010
21DA:0000:0000:0000:02AA:000F:FE08:9C5A
中国下一代互联网应用情况
国内互联网应用分布
7.1.2 IPv6的产生与发展
IPv6优势： （1）解决地址耗尽问题。IPv6采用128位的地址空间，几乎能够做到不受 任何限制地提供IP地址。 “地球上的每一粒沙子都拥有一个IPv6地址”。 （2）改善网络性能。IPv6数据包远远大于IPv4数据包的64KB，应用程序
不能将FF02:30:0:0:0:0:0:5简写为FF2:3::5，而应该简写为
FF02:30::5。 ② 冒号在一个地址中只能出现一次。
7.2 IPv6地址格式与分类 7.2.1 IPv6地址格式
三、内嵌IPv4地址表示法
IPv4地址嵌入IPv6地址中，格式：
x: x: x: x: x: x:d.d.d.d
7.1 IPv6技术与下一代互联网 中国互联网现状
7.1 IPv6技术与下一代互联网 7.1.1 IPv4存在的问题
国外IPv4地址现状
2011年2月2日互联网地址分配机构（IANA）宣布IPv4地址全部 耗尽
5个地区分配机构（RIR）也即将耗尽自己手中的IPv4地址
IPv4面临的很多问题已经无法用“补丁”的办法来解决 只能设计新的协议统一加以考虑和解决
0.1%。网民人数达到7.18亿，互
联网普及率为44.1% 32位IP地址总数：43亿（全球约
65亿人口）。中国IP地址约占