ＩＰｖ６：讓每個人都有一個ＩＰ地址

隨著互聯網在社會生活各個領域的廣泛應用和商業化的深入發展，現有的網絡基礎設施和網絡服務已經難以滿足和支持大規模的網絡應用，如交互式遠程實時教學、遠程醫療(手術)、數字化圖書館、虛擬實驗室等。與此同時，隨著網絡規模的擴大，現有網絡的管理和運營已經變得非常復雜，地址空間匱乏、帶寬瓶頸、網絡安全、數據保密、服務質量、新業務的盈利模式、對移動特性的支持等問題變得越來越突出。IPv6作為下一代網絡的基礎以其鮮明的技術優勢得到廣泛的認可。

網絡上所有的設備(例如：網絡服務器、計算機及交換機、路由器、防火墻等)之間通信都要遵守一定的規則，這些規則的集合被稱為網絡協議，即TCP／IP協議。它定義了通信時信息必須采用的格式和這些格式的意義，它分為4個層次：應用層、傳輸層、網絡層和數據鏈路層。

其中，IP是Internet Protocol(網際協議)的簡寫，定義了相互通信的兩個節點之間網絡層交互方式的標準，是網絡層中最重要的協議。

目前互聯剛使用的是IP協議第4版本即IPv4。IPv4協議規定，每個互聯網上的主機和路由器都有一個32位的IP地址，這一編碼組合是惟一的。IPv4地址用3個“．”隔開的4個小于256的十進制非負整數表示，如“129.0.4.67”。IPv4地址結構分為A、B和C三類。A類地址可用作126個網絡，每個網絡可容納1600萬個主機節點。B類地址可用作16000個網絡，可容納65000個主機節點。c類地址可用作200萬左右的網絡，可容納254個主機節點。

經過多年的發展，IPv4地址協議已經出現明顯的局限，最主要的問題就是IPv4地址已經不能滿足需要。IPv4的地址空間為32位，理論上支持40億臺終端設備的互聯，但實際上由于A、B、C等地址類型的劃分，浪費了上千萬的地址，再加上關于地址的許多其他的特殊規定和用途，一般來說，整個地址空間的實際利用率只能達到10％左右。

此外，由于歷史的原因，美國掌握了絕對的控制權，在IP地址資源的分配上，美國一些大學和公司占用了大量的IP地址。例如，MIT(麻省理工學院)、IBM(國際商用機器公司)和ATT(美國電話電報公司)分別占用了 1600多萬、1700多萬和1900多萬個IP地址，而分配給像中國這樣的大國所用的地址量還不如美國一個大學。我們的公眾網因IP地址匱乏，被迫大量使用轉換地址，嚴重影響了互聯網本身的效益及安全。

目前占有互聯網地址的主要設備早已由20年前的大型機變為PC機，在將來，越來越多的電子設備也會連接到互聯網上，包括PDA、汽車、手機、各種家用電器等。特別是手機，為了向第三代移動通信標準靠攏，幾乎所有的手機廠商都在向互聯網名稱與數字地址分配機構(CANN)申請，要給他們生產的每一部手機都分配一個IP地址。而競爭激烈的家電企業也要給每一臺帶有聯網功能的電視、空調、微波爐等設置一個IP地址。IPv4顯然已經無法滿足這些要求。

目前，解決地址資源不足問題的技術手段主要是NAT(網絡地址轉換)和CIDR(無類別域問路由)。它們雖然很好地解決了地址問題，但這樣的解決方案也是有代價的。由于缺乏同一性的地址繼承性關系，CIDR嚴重影響網絡尋址和選擇路由的性能。而在局域網內部使用私有IP地址的NAT技術破壞了全球惟一地址的模型與地址的穩定性，破壞了對等網絡的模型，直接導致了很多點對點的業務無法開展、許多網絡安全協議無法執行，QoS(服務質量)更加無法保障。

為了解決現行互聯網的問題，Ipv6應運而生。IPv6繼承了IPv4的優點，并根據IPv4多年來運行的經驗進行了大幅度的修改和功能擴充，比IPv4處理性能更加強大、高效。IPv6的出現將從根本上解決現存的IPv4網絡地址枯竭和路由表急劇膨脹的兩大危機。人們已形成共識，認為IPv6取代IPv4是必然發展趨勢，經過一個較長的IPv4和IPv6共存的時期，IPv6最終會完全取代IPv4在互聯網上占據統治地位。

IPv6將現有的IP地址長度擴大4倍，由當前IPv4的32位擴充到128位，以支持大規模數量的網絡節點。按保守方法估算IPv6實際可分配的地址，整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址。由于擁有足夠的地址，許多在IPv4下無法實現或很難實現的端到端應用可以很方便地實現。同時由于采用了結構化的地址結構，可以方便實現路由聚合，解決了當前互聯網核心路由器、路由表劇烈膨脹的問題。

對比IPv4，IPv6有如下特點，這些特點也可以稱作是IPv6的優點：簡化的報頭和靈活的擴展；層次化的地址結構；即插即用的連網方式；網絡層的認證與加密；服務質量的滿足；對移動通訊更好的支持。

同樣，移動IPv6(MIPv6)在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。基于移動IPv6協議集成的IP層移動功能具有很重要的優點。尤其是在移動終端數量持續上漲的今天，這些優點更加突出。

由IP地址危機產生和發展起來的IPv6作為下一代互聯網協議已經得到了各方的公認，未來互聯網的發展離不開IPv6的支持和應用，甚至被認為是后起發展網絡的國家追趕“發達”國家的一個良好機遇。

許多國家對IPv6技術都已經引起足夠的重視，并且都采取了一些切實可行的措施，尤其是一些歐洲國家。作為互聯網的發源地，美國也在積極地進行IPv6的研究和建設。中國對于IPv6技術的態度是“積極跟蹤、把握機遇、穩妥推進”，并且在部分地區實行了網上實驗。

同樣，各運營商也對IPv6非常重視。IBM、Sun、日立等公司，分別研制開發了不同平臺上的IPv6系統軟件和應用軟件；美國思科、加拿大北電網絡等路由器廠商已經開發出了面向IPv6網絡的路由器產品。操作系統方面，基于開放源碼的Linux對IPv6提供了比較強的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微軟的最新操作系統都提供對IPv6的支持。

因此，從整體上來講，IPv6的技術已經成熟，標準也基本完善，一些網絡基礎設施和核心設備都已陸續開始支持其使用，但是在具體實施的問題上，由于經濟利益上的關系，在目前還沒有普遍推廣，而是處于與IPv4相互并存和過渡的階段。

近兩年來由于亞洲和歐洲力量的推動，IPv6的標準化進程明顯加快，具有IPv6特性的網絡設備和網絡終端，以及相關的硬件平臺的推出也已加快了進度。在這種趨勢下，IPv6的關鍵應用將很快出現。

1 3G業務

由于IP的諸多優點和全球IP浪潮的沖擊，3G演變為全IP網絡的趨勢越來越明顯。為了滿足永遠在線的需要，每一個要接入互聯網的移動設備都將需要兩個惟一的IP地址來實現移動互聯網連接，本地網絡分配一個靜態IP地址，連接點分配第二個IP地址用于漫游。GPRS和3G作為未來移動通信藍圖中的核心組成部分，對IP地址的需求量極大，只有IPv6才能滿足這種需要。

2 個人智能終端

經濟的發展帶動了個人電子設備的發展，由呼機、手機、PDA到智能手機的發展趨勢看，有聯網能力的集成數據、語音和視頻的個人智能終端已經出現。經過2～4年的發展，其規模就會相當大，由此將產生巨大的對IP地址的需求，這將是過渡到IPv6的一個最大動因。

3 家庭網絡

網絡家電將是下一代網絡中的重要應用之一。所謂網絡家電，指通過個人電腦、PDA等信息設備可對連接在家庭網絡中的空調、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設備等家用電器進行遠距離遙控。基于IPv6技術的家庭網絡將在廣泛分析現有家庭網絡技術的基礎上，設計更能滿足當前家庭網絡應用特點的新型家庭網絡架構，更具合理性和可行性。

4 在線游戲

在線游戲需要把分散在不同地域的用戶連接起來，并保證安全、隱私和計費的需要。另外，在線游戲必須支持固定和移動兩種網絡接入方式。采用基于IPv6技術的游戲終端主要是和游戲服務器進行交互。由于這些技術和商務的需要，在線游戲如果沒有IPv6的支持肯定無法獲得成功，這應該是IPv6對軟件和設備的一個驅動力，在線游戲可能也是近期推動IPv6進程的業務之一。

正如全球IPv6權威專家所說：“IPv4是把電腦與電腦連接起來，IPv6則是把人與人連接起來。”以IPv6為核心技術的下一代網絡，發展前景巨大，必將帶領現代信息世界走向輝煌的明天。

責任編輯 趙新字