基于IPv6的技術特征與應用研究

龔瑋

摘要：伴隨著互聯網在全球大范圍的發展，IPv4因其的提供服務的局限性和地址匱乏這兩大原因將逐漸被取代。為了使得網絡更加安全，我們引入了更新一代的因特網協議-IPv6，它具有比IPv4更完美的性能，譬如：使用簡潔，地址充足等諸多優點。本文從IPv6提出的背景出發，明確的描述了IPv6對比于IPv4的優勢，詳細的闡述了IPv6的技術特征以及它的應用研究。

關鍵詞：IPv6 技術特征 應用

中圖分類號：TP393.04 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0038-01

因特網從起步到IPv4盡管已經取得了相當大的成功，但是IPv4仍然有著需要改進的地方。第一個主要原因在于地址小的問題，IPv4只有32位，相當于總地址數約有40億，其中還包括一些不能使用的地址；另一個主要原因是IPv4的服務局限性，IPv4不能確保提供上層有效的服務。因為這兩個主要的原因，IPv4必須找到一種更新的網絡協議，來完善的解決這些問題并且兼容IPv4，于是就引入了新一代因特網IPv6協議。

1 IPv6的技術特征

IPv6協議在彌補IPv4協議的不足之處時還對其進行了相應改進，IPv6協議的主要特征如下所示：

1.1 無限地址空間

相比于IPv4來講，IPv6具有128位地址長度，構成了一個巨大的地址空間。在未來很長的一段時間內，IPv6將為網絡設備提供一種理想的地址。報文目的地址可分為：Unicast 單播，Cluster群播，Cluster群播三種類型。數據報為一組目的站的計算機通過硬件設備提供一個成員。這樣大的地址空間徹底彌補了IPv4地址不足的問題。

1.2 安全性提高

IPv6利用數據包頭的擴展部分提供了一種路由器級別的安全性，IPv6的安全性主要體現在兩方面，（1）接收IPv6數據包的接受者可以要求發送者使用IPv6認證頭進行“登錄”操作，這種算法獨立的登錄可以確保了數據包接收的安全性，減少了網絡攻擊的危險。（2）使用IPv6的封閉安全頭對數據包進行加密，也同上述方法類似，這種加密的算法也是獨立的，這樣就不用擔心一些敏感數據被第三方竊取。

1.3 高性能和高QoS

通過對“Payload Length”的加長促使IPv6的數據包超過64k字節，應用程序就可以對數據更加可靠的進行傳輸。IPv6數據包中包含8位業務流類別和20位的流標簽（Flow Label）。業務級別分類的字段可以用來判斷通信流的優先級，而流標簽字段的作用在于使得路由器對屬于一個流的數據包實現識別和特殊處理的功能。這種數據包格式使得路由器與源節點可以更加迅速的解決實時業務，還有效支持了IPv6的視頻，語音等高實時需求。

1.4 移動便捷

移動IPv6為新服務和新功能提供了較大的靈活性，IPv6為每個移動設備設置了一個與接入互聯網位置無關的固定的家鄉地址，當設備在家鄉之外的地址進行使用時可以利用轉交地址提供動節點，這樣就可以獲取自己的位置信息。移動IPv6確保了用戶漫游到外地時還能保證發送的移動客戶分組不會丟失，而且應用層與傳輸層在移動時不會產生中斷，確保了通信的連續性。

1.5 可擴展性

可擴展性的實現主要是通過在IPv6協議后面增添擴展協議，根據不同的需求增加不同的擴展報頭種類，根據需求順序合理的對擴展報頭進行排序，這樣就可以很便捷的實現功能的擴展。

2 IPv6的應用研究

IPv6的發展為互聯網商業應用的大市場提供了源源動力，延伸到了地球的每個角落，簡單對IPv6進行分析以及它的發展趨勢，其關鍵的應用研究主要體現在如下幾個方面：

2.1 現代遠程教育

IPv6的傳播范圍的廣泛性，確保了世界上每一個學習者都可以利用互聯網進行學習，與傳統的IPv4相比較的話，IPv6主要有兩個優點，（1）使用IPv6的組播技術實現遠程教育，在整個網絡中傳送單一的數據包，大大緩解了網絡傳輸中信道的阻塞問題，還大大的節約了網絡帶寬；（2）IPv6利用組播技術傳輸流媒體信息的優點，為每個學習者提供了豐富的學習資源，還提供了一套嚴密的安全機制以及十分嚴格的身份驗證，這樣就可以確保了網絡服務器以及傳輸數據的安全性，吸引了越來越多的學習者愿意使用這種教學方法，同時資源提供者也愿意將資源放到服務器上。

2.2 在線游戲

游戲是一個可以創造利潤的十分大的產業，在線游戲因其能夠實現玩家跨區域游戲的優點上吸引了更多的人員對游戲進行開發。在線游戲要做的是將不同地區的用戶進行連接，而且要保證用戶信息的私密性計費等需求。IPv4不能滿足在線游戲P2P的需求。基于IPv6的在線游戲支持了固定和移動兩種網絡接入方式，同時還不用像IPv4那樣訪問大量的服務器。IPv6自身的優點為軟件開發提供了一個驅動力，在開發游戲方面IPv6也是一個非常有前景的業務。

2.3 家庭網絡

據有關專家預測，家庭網絡的網關數量將呈遞增的形式進入未來的每個家庭，銷售量的增加使得許許多多信息技術長進行了家庭網絡方面的項目。每個人都可以享受家庭網絡帶來的樂趣。

2.4 個人智能終端

手機從發展到現在智能手機的廣泛應用，經歷的時間并不是很久，卻已經成為我們手中不可或缺的生活用品。具有聯網能力的集成數據，語音和視頻的個人人工智能在短期內將會有很大的規模，而且IP地址的需求將會更大，這也會是IPv6倍受關注的原因。

3 結語

上述文章為大家介紹了IPv6的幾點技術特征以及在各方面的技術應用，而實際它所能應用的領域遠不止這些，尤其是IPv6在遠程教育方面的需求，還有更多的領域需要我們共同去探索發現，進而使得IPv6能夠更好的為人們服務。IPv6的發展也將為我們帶來更大的益處，我國作為互聯網的大國，IPv6的發展前景必將十分開闊，我們應當抓住這個機遇，創造更多的輝煌。

參考文獻

[1]吳瓊.IPv6簡介和遠程教育展望[J].開放教育研究，2003（1）：51-53.

[2]張思煒.IPv6術及其應用前景[J].電腦知識與技術，2010（6）：1353-1355.