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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: network
标  题: IPv6大纲（1）(转载)
发信站: 听涛站 (2001年07月12日19:19:05 星期四), 站内信件

【 以下文字转载自 other 讨论区 】
【 原文由 Muller 所发表 】

第一节  IPv6的提出
Internet是在90年代初期发展起来的，基于的协议是IPv4，早期的Internet主要是用于科
研目的，所以传输的数据主要是基于文本的，设计者并未考虑到后来商业公司的加盟和今
天的规模，在多媒体信息需求日益增多的今天，现有的Internet虽然经过多次改造和带宽
扩容，但是仍然无法满足现在和以后的需求。
它的根本缺陷集中在以下几个方面：
1. 空间的严重不足和寻址方式的局限性。
2. 数据传输缺乏质量保证（QoS）。
3. 数据安全性难以保证。
4. 对组播功能支持有限，大多数只支持IPv4协议的路由器并不支持组播。
1.1 IPv4危机
1.1.1 IPv4的地址空间危机
由于Internet上用户数目的爆炸性增长，地址空间的局限在几年前就体现出来了。未来In
ternet、通信网络和有线电视网络三网合一是必然的趋势，参与视频广播和点播的用户将
是现在数目巨大的有线电视用户，所以现在的地址空间必然是不够用的。IPv4采用32位的
地址，因此无法克服这一问题。此外，宽带网上的视频广播和点播采用的主要技术将是组
播，但是IPv4协议对于组播的支持很少，在实际应用中也缺乏具体实现，一个明显的地方
就是基于IPv4的路由器很少有支持组播功能的。
1.1.2 IPv4的性能危机
目前很多人认为网络的瓶颈在于带宽，只要解决带宽问题，那么一切都解决了，其实这种
观点是错误的。首先网络带宽在很长一段时间内是无法完全满足每一个人的需求的，即使
在光纤到户的情况下，对每一个用户提供相同质量的服务也是骨干网所无法承受的。事实
上，未来的网络多媒体信息服务需要实现的是针对每一个用户的要求提供服务。例如对于
视频广播会议而言，用户会提出很高的实时性数据传输要求，不允许有较大的数据延时出
现，对于视频点播和广播来说，则要求传输率不低于某一个数值，但是允许一定范围内的
数据丢失，而对于电子邮件来说，则不允许数据有丢失现象，但是对于实时性要求则没有
那么高。因此针对不同的数据类型就可以采用不同的服务类型，所以也就有可能在当前有
限的网络带宽下很好得实现多媒体数据通讯服务。实际上上面所说的需求归结到一点就是
多媒体通讯对服务质量（QoS）的要求。
服务质量通常集中在以下四个方面：
1. 一定带宽需求。例如传输MPEG-2的节目，则每一路节目的带宽为6M左右。
2. 较低的端到端延迟。对于视频节目而言，若是延迟太大就会造成节目的断续，这是用户
无法接受的。
3. 延迟变化在一定范围内。若是变化太大，则接收端就会产生数据的上溢或者下溢，同样
影响收看质量
4. 误码率和可接收的错误可以接受（无重传）。对于多媒体数据通讯而言，重新传输是不
可能的，那将会造成数据传输出现不可接受的大延迟。所以出现数据错误只能丢失，但是
可以把它控制在一定范围内，使收看的用户可以接受。
IPv4在设计时对服务质量的要求考虑的很少，导致目前IPv4网络性能不能满足宽带网络发
展的需要。
1.1.3 IPv4的安全危机
网络的安全性同样是需要考虑的重点，例如对于宽带网络的视频点播而言，一般采用的是
用户点播加付费的方式，所以播放的节目应该都是加密的，否则就会被被其他用户免费看
到，其次如果采用网上支付费用的话，用户数据的加密也是非常重要的。目前网络采用的
加密方法大多集中在应用层，这种加密方法的安全系数是相对较低的。这是因为IPv4在设
计的时候并未太多的考虑数据安全的因素。
1.2 IPv6的提出
IPv4的危机，导致了新一代网络通信协议--IPv6的诞生。
IPv4虽然在理论上可以容纳的主机数高达232台，但是由于IPv4地址分配极不公平，资源利
用率很低，目前可用的地址资源已经非常紧张。C类网络的迅速增加，引起了路由表的爆炸
式增长。在这种情况下，CIDR（Classless Interdomain Routing，无类域间路由）技术应
运而生。就象所有到达某个B类地址的数据都将被发送给某一个路由器一样，通过CIDR，所
有到达某一些C类地址（例如从地址202.38.0.0到202.38.63.255）的数据都将被路由到某
个路由器上。这样使得路由表大大缩短，路由的效率提高了。不过CIDR只能提高网络地址
分配的效率，并不能增加IPv4地址的数量，因此在解决IPv4地址空间危机这个问题上，只
能是一种权宜之计。
根据RFC 1918中的规定，一部分网络地址--包括一个A类地址（10.0.0.0）、16个B类地址
（172.16.0.0到172.31.0.0）和256个C类地址（192.168.0.0到192.168.255.0）--被定义
为专用IP网络地址，这些地址是不被路由的。这样，一个专用网络可以通过它与公用网络
间的接口，将其内部专用IP网络地址翻译成可路由的外部公用网络地址。整个专用网络只
需要有限的几个可路由的IP地址（作为地址转换服务器的地址）就可以实现与公用网络相
联通，节约了大量的IPv4地址资源。这种技术叫做NAT（Network Address Translation，
网络地址翻译）技术。NAT技术的确可以减少IP地址的需求，然而却是以牺牲网络性能为代
价的，仍然无法从根本上解决IPv4地址空间危机问题。
IPv4危机，使得人们思考如何从根本上解决现存的问题。1990年，IETF开始着手开发IP协
议的新版本，它力图解决各种Internet存在的问题，同时保证新协议的灵活性和高效性。
IETF提出的主要目标有：
1. 能够满足地址需求爆炸性增长的需要，即使在地址空间利用率不高的情况下，也能支持
上百亿台主机；
2. 尽量减小路由表的长度；
3. 简化协议，提高路由效率；
4. 提供更好的安全机制（实现身份认证，保证用户的隐私权）；
5. 适应更多的服务类型；
6. 实现多路广播；
7. 实现移动IP；
8. 为未来协议的发展提供足够的空间，保证协议的可扩展性；
9. 可以与旧协议共存一段时间，以保证协议的顺利迁移。


Muller
7.12于深圳

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     - Et le Poète dit qu'aux rayons des étoiles
     Tu viens chercher, la nuit, les fleurs que tu cueillis ;
     Et qu'il a vu sur l'eau, couchée en ses longs voiles,
     La blanche Ophélia flotter, comme un grand lys.
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家] --
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