什么是IPv6
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现有的互联网是在IPv4 协议的基础上运行。IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，估计在2005-2010年间将被分配完毕，而IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。
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IPv6的优势
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·扩大了地址空间，采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供IP地址，从而确保了端到端连接的可能性。
提高了网络的整体吞吐量。由于IPv6的数据包可以远远超过64K字节，应用程序可以利用最大传输单元（MTU），获得更快、更可靠的数据传输，同时在设计上改进了选路结构，采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法，使路由器加快数据包处理速度，提高了转发效率，从而提高网络的整体吞吐量。
·服务质量得到很大改善。报头中的业务级别和流标记通过路由器的配置可以实现优先级控制和QoS保障，极大地改善了IPv6的服务质量。
·安全性有了更好的保证。采用IPSec可以为上层协议和应用提供有效的端到端安全保证，能提高在路由器水平上的安全性。
·支持即插即用和移动性。设备接入网络时通过自动配置可自动获取IP地址和必要的参数，实现即插即用，简化了网络管理，易于支持移动节点。IPv6不仅从IPv4中借鉴了许多概念和术语，它还定义了许多移动IPv6所需的新功能。
·更好地实现了多播功能。在IPv6的多播功能中增加了2范围2和2标志2，限定了路由范围和可以区分永久性与临时性地址，更有利于多播功能的实现。
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IPv6技术原理
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IPv6的地址长度
IPv6的128位地址长度形成了一个巨大的地址空间。在可预见的很长时期内，它能够为所有可以想象出的网络设备提供一个全球唯一的地址。128位地址空间包含的准确地址数是340，282，366，920，938，463，463，374，607，431，768，211，456。这些地址足够为地球上每一粒沙子提供一个独立的IP地址。
IPv6能为主机接口提供不同类型的地址配置
全球地址（Globally）
全球单播地址（unicast）
区域地址（on-site）
链路本地地址（link local address）
地区本地地址（site local address）
广播地址（Broadcast）
多播群地址（multicast group address）
任播地址（anycast address）
移动地址（Mobility）
家乡地址（home address）
转交地址（care-of address）
自动配置
IPv6的另一个基本特性是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球唯一的路由地址。有状态配置机制，如DHCP（动态主机配置协议），需要一个额外的服务器，因此也需要很多额外的操作和维护。
服务质量
服务质量（QoS）包含几个方面的内容。从协议的角度看， IPv6的优点体现在能提供不同水平的服务。这主要由于IPv6报头中新增加了字段\"业务级别\"和\"流标记\"。有了它们，在传输过程中，中间的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。尽管对这个流标记的准确应用还没有制定出有关标准，但将来它会用于基于服务级别的新计费系统。
在其它方面，IPv6也有助于改进服务质量。这主要表现在支持\"时时在线\"连接，防止服务中断以及提高网络性能方面。从另外角度来看，更好的网络和服务质量提高了客户的期望值和满意度，使我们和客户的关系更上一层楼。
移动性
移动IPv6（MIPv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址（home address），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址（care-of address）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置，都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。在家乡以外的地方，移动设备传送数据包时，通常在IPv6报头中将转交地址作为源地址。
移动节点在家乡以外的地方发送数据包时，使用一个家乡地址目标选项。目的是通过这个选项把移动节点的家乡地址告诉给包的接收者。由于在该数据包里包含家乡地址的选项，接收方通信节点在处理这个包时就可以用这个家乡地址替换包内的转交地址。因此发送给移动节点的IPv6包就透明地选路到该节点的转交地址处。对通信节点和转交地址之间的路由进行优化就使网络的利用率更高。
基于移动IPv6协议集成的IP层移动功能具有很重要的优点。尤其是在移动终端数量持续增加的今天，这些优点更加突出。尽管IPv4中也存在一个类似的移动协议，但二者之间存在着本质的区别：移动IPv4协议不适用于数量庞大的移动终端。
移动IP需要为每个设备提供一个全球唯一的IP地址。IPv4没有足够的地址空间可以为在公共互联网上运行的每个移动终端分配一个这样的地址。从另外的角度讲，移动IPv6能够通过简单的扩展，满足大规模移动用户的需求。这样，它就能在全球范围内解决有关网络和访问技术之间的移动性问题。
为了全球范围内使用移动IPv6，在基于IPv6网络上增加了一安全层。例如，如果某个ISP的网络停止工作，或者网络出现了阻塞，那么移动IPv6终端就可以通过其它ISP网络用绑定更新的方式与其家乡代理连接，因此允许使用可选的路由器，对网络来说增加了一层可靠性。同时也提高了网络的鲁棒性。
3GPP是移动网络的一个标准化组织，IPv6已经被该组织所采纳，其发布的第五版文件中规定在IP多媒体核心网中将采用IPv6（IMCN）。这个核心网将处理所有3G网络中的多媒体数据包。
内置的安全特性
IPv6协议内置安全机制，并已经标准化。它支持对企业网的无缝远程访问。例如公司虚拟专用网络的连接。即使终端用户用\"时时在线\"接入企业网，这种安全机制也是可行的。这种\"时时在线\"的服务类型在IPv4技术中是无法实现的。对于从事移动性工作的人员来说，IPv6是IP级企业网存在的保证。
在安全性方面，IPv6同IP安全性（IPSec）机制和服务一致。除了必须提供网络层这一强制性机制外，IPSec还提供两种服务。认证报头（AH）用于保证数据的一致性，而封装的安全负载报头（ESP）用于保证数据的保密性和数据的一致性。在IPv6包中，AH和ESP都是扩展报头，可以同时使用，也可以单独使用其中一个。
作为IPSec的一项重要应用，IPv6集成了虚拟专网（VPN）的功能。
从IPv4到IPv6的演进
从IPv4到IPv6的演进是一个逐渐演进的过程，而不是彻底改变的过程。一旦引入IPv6技术，要实现全球IPv6互联，仍需要一段时间使所有服务都实现全球IPv6互连。在第一个演进阶段，只要将小规模的IPv6网络连入IPv4互联网，就可以通过现有网络访问IPv6服务。但是基于IPv4的服务已经很成熟，它们不会立即消失。重要的是一方面要继续维护这些服务，同时还要支持IPv4和IPv6之间的互通性。
特性
| IPv6
| IPv4
| 地址空间
| 足够大
| 理论上是40亿，实际要少得多
| 移动IP
| 内置安全性；能够满足全球移动终端的需要
| 能够满足有限量的移动终端的需要
| 安全性
| 采用标准的安全方法，能够应用于全球企业网访问，例如虚拟专网
| 有几种方法可选，但每种都由于地址空间有限而无法适应网络规模的发展
| 网络的自动配置
| IPv6标准的一部分
| 没有综合性的标准解决办法
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基于IPv6的下一代网络
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全球互联网的迅猛发展导致了IP地址资源的紧张，而下一代语音、数据、视频融合的通信网络对网络的安全、质量和移动性都提出了更高的要求。在发展下一代网络中，IPv6是一个重要的方面，正如前述，未来的网络是基于IP的，而目前IP网络的基本协议是IPv4协议，现有的互联网协议IPv4在地址空间、端到端的IP连接、服务质量、网络安全和移动性等方面都暴露出了不足。这一协议的缺陷和不足，极大的限制了IP网络的进一步发展。IPv6所提供的巨大的地址空间（IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，估计在2005-2010年间将被分配完毕，而IPv6采用128位地址长度，相当于无限大的地址空间）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。正如业内专家指出的：\"建设基于IPv6的下一代网络是重要的战略发展方向。从全局观点看，IPv6也许是比3G更为重要的一次机遇。\"
从1990年起，决定国际互联网技术的世界标准组织IETF (Internet Engineering Task Force)开始讨论下一代网络技术，IPv6作为多个建议中的最佳选择被选定，已完成基本技术标准化。IPv6通过自动识别机能、无限大的住址、网络安全设置，能对每个终端(包括无线终端)、每个家电、每个生产流程、每个感应器，都进行IP全球化管理，宣告了信息化新时代的到来。同时，IPv6的技术革新创造了一个新的起跑线， 每个国家和企业都面临着重新洗牌和重新排队的机会。IPv6就是下一代网络的核心协议，根据这个共通认识，全世界的优秀研究人员正在推进标准化制定，先进制造商正在进行商品化开发。全球IPv6试验网6BONE于1996年启动，日本于2001年、韩国于2002年开始提供IPv6的商业服务，欧美也加快IPv6产品化进程，其试验项目正逐步成熟。
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运营商看IPv6
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对于运营商而言，在迈向下一代网络的过程中，下一代网络的体系架构、基础设施建设、演进策略和相关的解决方案都是运营商关注的焦点，软交换、IPv6、光网络等技术将成为下一代网络发展的基石。同时，由于下一代网络必须根据不同业务的要求提供相应的QoS保证，必须满足移动/漫游特性、终端可携带性等移动通信要求，必须在商业应用中提供绝对可靠的通信保密机制，必须具备足够的地址资源，因此，QoS解决方案、IPv6的应用，移动网向第三代的演进、VoIP向下一代网络的演进、新业务如何开展，甚至下一代网络的赢利模式等都将成为运营商和设备制造商们密切关注的热点。
中国应该是全球最需要IPv6发展的国家之一，IPv6的发展将给中国信息产业带来前所未有的良机。中国作为一个互联网和移动通信大国，应在下一代互联网标准和资源分配中力争更大的发言权。IPv6既是我们解决地址匮乏问题的关键，也是我们在互联网领域施展身手、赶超先进国家的重大机遇，对于设备厂商、电信运营商、家电厂商甚至最终用户来说，抓住这一机遇都将会带来翻天覆地的变化。
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IPv6在中国的发展状况
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由于历史的原因，中国在IPv4的发展中处于后进的状态，在国际上发言权不多，导致在IP地址的供需上严重失衡。截止2002年8月，拥有13亿人口的中国，只有大约2502万个IP地址，B类地址仅有数百个，A类地址一个都没有（数据来源：来自ARIN 和 APNIC——互联网地址分配机构：APNIC（亚洲/大洋州）；ARIN（北美/南美））。不言而喻，中国应该是全球最需要IP地址的国家之一。同时，中国作为一个互联网和移动通信大国，势必要在下一代互联网标准和资源分配中力争更大的发言权。IPv6作为核心基本技术，将带动大量相关技术和服务的发展，提升中国信息通信产业的整体实力，为中国的信息产业带来新的发展机遇。
随着20世纪末期中国通信业的持续高速发展，中国通信业正成为全球通信产业的主要力量，并且成为通信新技术和应用发展的主要市场。刚刚完成的中国电信的拆分重组将重新演绎中国电信市场的竞争格局，加速了运营商由单纯网络规模竞争向业务竞争的转变过程，推动了新型通信技术和业务的发展。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。以IPv6为核心技术的下一代网络在中国正在受到越来越多的重视，将在高品质、多样化的未来通信业务发展中发挥举足轻重的作用。可以说，IPv6在中国有着广阔的发展前景。
对中国而言，IPv6的发展将给中国的信息产业带来巨大的机会，不仅可以提升整个通信产业界的整体实力，更为中国获得了一个从引进技术转变到引导技术发展的机会。作为互联网和移动通信大国，中国的通信业发展将对全球通信业发展带来深远影响。中国也正在成为全球新技术和应用发展的主要目标市场。
中国对IPv6的研究始于1998年。2000年，天地互连信息技术有限公司建立了中国的第一个面向商用的IPv6试验床，并加入了6BONE。2002年3月，天地互连信息技术有限公司与信息产业部电信传输所联合发起成立了6TNet（IPv6 Telecom Trial Net）组织，联合国内外运营商、IPv6厂商及主要研究机构，共同搭建多运营商和多厂商的IPv6试验平台，致力于中国的IPv6推广与商用化进程。2002年5月，天地互连信息技术有限公司与当地运营商合作，建立了中国的第一个商用的电信级IPv6试验网。同年，中国电信北京、上海、广东的IPv6试验项目也陆续启动。预计2003年中期中国的运营商将在通信发展较快的省份率先提供IPv6的商用服务，此后逐步开展IPv6在全国范围内的大规模商用服务。
1、6TNet推动中国IPv6产业化进程
2001年末,考虑到IPv6产业化步伐的加速,基于IPv6的产品及服务在不断变化, 探讨IPv6产业化在中国的发展模式以及引入策略等问题也迫切的摆在面前。为了解决运营商在建立和运营下一代IP电信网络时将会遇到的一些问题,推动中国下一代IP电信网络的实践与建设, 信息产业部电信研究院传输所与天地互联信息技术有限公司（BII）联合发起成立了\"下一代IP电信网络联合实验室\"(IPv6 Telecom Trial Network—6TNET)。其目的在于利用下一代的互联网协议—IPv6以及最先进的网络设备,建设下一代IP电信演示网络。
该项目自2002年3月启动,目前已建设3个骨干网络节点，分别位于信息产业部电信研究院、传输所及BII公司IPv6实验床，并连接至国际最大的IPv6实验网6BONE。3个网络节点通过2.5G光纤连接, 运行native IPv6协议。并在节点内建设IPv6城域网的模拟环境，可提供IPv6 WWW, IPv6 FTP 等多种应用服务。
该实验室得到了欧洲、北美、日本和国内的主要网络设备生产厂家和多家运营商的支持，目前测试和使用的设备来自思科、Juniper、诺基亚、日立、NEC、6WIND、佳讯飞鸿等多家国内外领先的IPv6设备厂商，网络已实现基本联通。在2003年开始的第二阶段中，6TNet计划同日本的JGN和欧洲的Euro6IX等国外主要的IPv6网络进行互联。
6TNet旨在建立一个技术领先、设备先进，切合实际的多运营商、多厂商互联互通的IPv6网络平台，针对电信运营商对IPv6商业服务所需的各项功能进行研究和测试，为IPv6网络在中国的商业化运作积累经验，培养人才，加速中国IPv6的推广与商用化进程。基于6TNet平台，我们还进行IPv6相关的规范、协议、过渡策略等测试工作，目前已经完成了对几家主要设备厂商的吉比特高端路由和IPv6协议栈一致性的测试工作，包括IPv6规范、协议、过渡策略、SNMP、QoS、安全等。
2、湖南电信级IP V6实验网
2002年5月，中国IPv6试验网项目启动。该IPv6试验网项目是BII与当地运营商合作，建立的中国的第一个商用的电信级IPv6试验网。该网络采用IPv4-- IPv6的双协议栈技术，采用了日立等主要IPv6厂商的相关设备，并且在国内首次提供了基于IPv6的ADSL服务，同时为中国下一代网络建设的发展提供借鉴经验。到目前为止，整个网络运行状况良好。
主要实验内容
从能够尽快地为用户提供IPv6的服务出发，制定了以应用为中心的IPv6实验网内容，主要实验内容包括以下几个方面：
·IPV6网络技术测试
·先导设备评估
·组网
·V4/V6互通
·国际互通
·QoS
·网络安全
·宽带接入
·示范应用
下一步规划
为了对IPv6技术进行深入的技术研究，获取更多的组网和网络运行经验，该运营商计划进一步扩大实验网规模和挖掘技术深度，并在多种接入、应用（DNS、WEB、视频服务等方面的应用）、宽带、网管、QoS、域名系统、路由协议、安全机制等方面进行试点和研究。
3、BII IP V6实验床
2000年，在北京邮电大学、信息产业部电信研究院、中国电信运营商、中国教育和科研计算机网（CERNET）以及BII国际合作者的支持下，依靠数据中心的基础设施，BII建立了中国的第一个IPv6商用实验床，并连接至国际最大的IPv6商用试验网6BONE。2001年该商用IPv6实验床实现了与清华大学和北京邮电大学的互联互通。
与院校及科研单位IPv6试验床不同的是，BII更注重未来IPv6在中国的商业化运作的研究，其试验床也将更多的对IPv6商业服务功能进行研究和测试。因为日本是目前全球IPv6商业化进行得最好的国家，所以，BII的主要国际合作伙伴之一是目前日本最大的IPv6研究单位WIDE PROJECT。目前BII集团已经从WIDE PROJECT获得了一块IPv6实验地址，同时邀请了WIDE的江崎教授来华讲学，讲解发展IPv6的重要意义，传授试验床测试过程中的经验等等。
目前，BII IPv6试验床整套体系已经全部建立，并已初具规模。通过该试验床，BII致力于IPv6商业运行的测试工作和未来商务服务模式的研究。 |
发表于 2008-3-16 10:16:34
