IPv6的几种关键技术综述

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IPv6作为下一代网络基础,有许多技术用来解决IPv4时存在的问题,本文对其进行了介绍。

随着移动和宽带技术的发展,IP地址的需求还将更大。例如,大量终端的IP接入需要更多的IP地址,面对下一代网络对IP地址的巨大需求,IPv4显然无法满足。除了IP地址问题,IPv4还存在着路由表庞大、QoS和移动等一系列问题。 为解决地址空间问题以及其它一些IPv4中的疑难问题,发展了IPv6技术。

IPv6的几种关键技术

路由转发技术

IPv6作为构建网络的基础,在技术上有诸多优势,基于这些技术优势,更丰富的应用会大量出现,其应用前景也将更加广阔。同时,虽然IPv6是新的标准体系,但是它的架构仍然沿袭了TCP/IP体系,很多IPv4的相关技术应用业务,可以方便地引入到IPv6网络中。

在路由和转发过程中,IPv6路由查找思想与IPv4相同,采用最长地址匹配,选择最优路径,同样允许路由过滤、引入、聚合等操作。IPv4的动态路由协议,经过扩展后可以在IPv6网络上运行,包括RIPng、BGP4+、ISISv6、OSPFv3。

IPv6作为新的网络层协议,原有支持IPv4的链路层通过扩展可以方便地提供支持。如以太网支持IPv6技术,帧格式不变,只是通过新的协议域值为0x86DD来标识上层承载IPv6报文。在接口的处理上,通过识别不同的链路层中的协议号,将IPv4或者IPv6报文送到不同的协议栈中处理。因此,网络设备可以同时支持IPv4协议栈和IPv6协议栈。

应用支持IPv6的技术

IPv4网络中还存在大量应用协议,它们会在IPv6中继续使用,需要将这些IPv4上层的应用层协议移植到IPv6中。这种移植基本分为两类:一部分应用层协议可以直接将IPv4 Socket接口改为IPv6 Socket,而协议本身机制可以基本不做改动,如 Telnet等;另一部分应用层协议中包含IP地址信息,除了改用IPv6 Socket,还需要对协议本身做适度扩展,如FTP for IPv6等。

由于IPv6并未有体系结构上的变革,总体上,应用协议也会比较方便地引入到IPv6中来。

IPv6过渡技术

IPv6的部署大致要经历一个渐进的过程。初始阶段,在IPv4的网络海洋中,会出现若干局部零散的IPv6孤岛,为了保持通信,这些孤岛通过跨越IPv4的隧道彼此连接。

随着IPv6规模的应用,原来的孤岛逐渐聚合成为了骨干的IPv6 Internet网络,形成于IPv4骨干网并存的局面。在IPv6骨干上可以引入了大量的新业务,同时可以充分发挥IPv6的优势。

为了实现IPv6和IPv4网络资源的互访,还需要转换服务器以实现IPv6和IPv4的互通。

最后,IPv4骨干网逐步萎缩成局部的孤岛,通过隧道连接,IPv6占据了主导地位,具备全球范围的连通性。

IPv6技术提供很多过渡技术来实现这个渐进过程。这些过渡技术主要围绕着解决两类问题:IPv6孤岛互通技术——实现IPv6网络和IPv6网络的互通;IPv6和IPv4互通技术——实现两个不同网络之间互相访问资源。

目前,主要有16种过渡技术。其中,基本过渡技术有两种:双栈和隧道。

双栈:即设备升级到IPv6的同时保留对IPv4支持,可以同时访问IPv6和IPv4设备。其中包含双协议栈支持,应用程序依靠DNS地址解析返回的地址类型,来决定使用何种协议栈。

隧道:通过在一种协议中承载另一种协议,实现跨越不同域的互通,具体可以是IPv6-in-IPv4、IPv6-in-MPLS、IPv4-in-IPv6等隧道类型。

责任编辑:段燃
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