IPv6的产生
发布时间:2013-05-06 浏览次数:

2.1 什么是IPv6协议?

IPv6协议是IP协议第6版本,是作为IPv4协议的后继者而设计的新版本的IP协议。IPv6相比IPv4主要有以下一些变化:

*扩展的寻址能力

IPv6将IP地址长度从32位扩展到128位,支持更多级别的地址层次、更多的可寻址节点数以及更简单的地址自动配置。通过在组播地址中增加一个“范围”域提高了多点传送路由的可扩展性。还定义了一种新的地址类型,称为“任意播地址”,用于发送包给一组节点中的任意一个;

*简化的报头格式

一些IPv4报头字段被删除或变为了可选项,以减少包处理中例行处理的消耗并限制IPv6报头消耗的带宽;

*对扩展报头和选项支持的改进

IP报头选项编码方式的改变可以提高转发效率,使得对选项长度的限制更宽松,且提供了将来引入新的选项的更大的灵活性;

*标识流的能力

增加了一种新的能力,使得标识属于发送方要求特别处理(如非默认的服务质量获“实时”服务)的特定通信“流”的包成为可能;

*认证和加密能力

IPv6中指定了支持认证、数据完整性和(可选的)数据机密性的扩展功能。

2.2 IPv6最初出现是在什么时候?导致IPv6出现的原因是什么?

IETF于1992年开始开发IPv6协议,1995年12月在RFC1883中公布了建议标准(proposal standard),1996年7月和1997年11月先后发布了版本2和2.1的草案标准(draft standard),1998年12月发布了标准RFC2460。

IPv6是为了解决现行Internet出现的问题而诞生的。现存的IPv4网络潜伏着两大危机:地址枯竭和路由表急剧膨胀。IPv6的出现将从根本上解决这些问题。IPv6继承了IPv4的优点,并根据IPv4多年来运行的经验进行了大幅度的修改和功能扩充,比IPv4处理性能更加强大、高效。与互联网发展过程中涌现的其它技术概念相比,IPv6可以说是引起争议最少的一个。人们已形成共识,认为IPv6取代IPv4是必然发展趋势,其主要原因归功于IPv6几乎无限的地址空间。

2.3 什么是IPng?IPng的设计目标是什么?

早在20世纪90年代初期,互联网工程任务组IETF(Internet Engineering Task Force)就开始着手下一代互联网协议IP-the next generation(IPng)的制定工作。IETF在RFC1550里进行了征求新的IP协议的呼吁,并公布了新的协议需要实现的主要目标是:

· 支持几乎无限大的地址空间;

· 减小路由表的大小;

· 简化协议,使路由器能更快地处理数据包;

· 提供更好的安全性,实现IP级的安全;

· 支持多种服务类型,尤其是实时业务;

· 支持多点传送,即支持组播;

· 允许主机不更改地址实现异地漫游;

· 支持未来协议的演变;

· 允许新旧协议共存一段时间;

· 支持未来协议的演变以适应底层网络环境或上层应用环境的变化;

· 支持自动地址配置;

· 协议必须能扩展,它必须能通过扩展来满足将来因特网的服务需求;扩展必须是不需要网络软件升级就可实现的;

· 协议必须支持可移动主机和网络。

2.4 针对IPng的设计目标有哪些提案?

20世纪90年代初期,IETF提出了IPng的设计原则之后,共有如下针对IPng的提案被提出:

*TUBA:含有更多地址的TCP和UDP,建议采用ISO/OSI的CLNP协议来代替IPv4,这种解决方案允许用户有20字节的NSAP地址,以及一个可以使用的OSI传输协议的平台;

*IPv7,TP/IX,CATNIP:IPv7是1992年由Robert Ullmann提出的。1993年,RFC1475进行了更详细的描述,其标题为“TP/IX:下一代的Internet”,TP/IX有64位地址。TP/IX后来演变成了RFC1707中定义的另一个协议CATNIP(Common Architecture for the Internet)。该方案包含了诸如快速信息包处理和新的RAP路由协议等观点,试图为IP、CLNP和IPX等信息包定义一个统一的格式,为众多的传输协议如OSI/TP4、TCP、UDP和SPX等提供支持;

*IP in IP,IPAE:IP in IP是1992年提出的建议,计划采用两个IPv4层来解决互联网地址的匮乏:一层用于全球骨干网络,另一层用于某些特定的范围。到了1993年,这个建议得到了进一步的发展,名称也改为了IPAE(IP Address Encapsulation),并且被采纳为SIP的过渡方案;

*SIP(Simple IP):由Steve Deering在1992年11月提出的,他的想法是把IP地址改为64位,并且去除IPv4中一些已经过时的字段。这个建议由于其简单性立刻得到了许多公司的支持;

*PIP(Paul’s Internet Protocol):由Paul Francis提出,PIP是一个基于新的结构的IP。PIP支持以16位为单位的变长地址,地址间通过标识符进行区分,它允许高效的策略路由并实现了可移动性。1994年9月,PIP和SIP合并,称为SIPP;

*SIPP(Simple IP Plus):试图结合SIP的简单性和PIP路由的灵活性。SIPP设计为在高性能的网络上运作,比如ATM,同时也可以在低带宽的网络上运行,如无线网络。SIPP去掉了IPv4报头的一些字段,使得报头很小,并且采用64位地址。与IPv4将选项作为IP头的基本组成部分不同,SIPP中把IP选项与报头进行了隔离。选项(如果有)将被放在报头后的数据报中并位于传输层协议头之前。使用这种方法后,路由器只有在必要的时候才会对选项头进行处理,这样就提高了对于所有数据进行处理的性能。

2.5 IPv6是如何成为IPng的标准的?

1994年7月,IETF决定以SIPP作为IPng的基础,同时把地址数由64位增加到128位。新的IP协议称为IPv6,其版本是在1994年由IETF批准的RFC1752。

制定IPv6的专家们充分总结了早期制定IPv4的经验以及互联网的发展和市场需求,认为下一代互联网协议应侧重于网络的容量和网络的性能。IPv6继承了IPv4的优点,摒弃了它的缺点。IPv6与IPv4是不兼容的,但它同所有其他的TCP/IP协议族中的协议兼容,即IPv6完全可以取代IPv4。同IPv4相比较,IPv6在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进,是下一代互联网可采用的比较合理的协议。

2.6 IPv6和IPng的区别是什么?

目前,国际上主要由IETF负责IPv6的标准制定工作。IPng问题就是在IPv4的地址空间出现危机时提出的,地址即将耗尽和路由表的过度膨胀是促使IPng问题产生的直接原因。IETF的IPng工作组在1994年9月提出了一个正式的草案“The Recommendation for the IP Next Generation Protocol”;1995年底确定了IPng的协议规范,分配了版本号6(版本号5已经分配给另一个草案),称为“IP version 6”(IPv6),同现在使用的版本4相区别;1998年又作了较大的改动。

简单说,IPng更像是为“修订IP”而提出的一个概念性的名字,没有一个具体的协议叫做IPng,它是所有有关的下一代互联网协议的总称,而IPv6是IPng协议中的一个具体的协议。

2.7 为什么在IPv4后直接就用IPv6,而不是IPv5?

IPv4是在20世纪80年代初期实现的,在90年代初期提出了以新的版本代替IPv4的提议,主要是为了克服IPv4的地址局限性。在1994年7月选出了继任者并命名为IPv6。作为一种网络设备地址表示的手段,IPv6是IP的有效新一代地址表示的协议。其实也有IPv5,只是IPv5已经用在TCP/IP协议族中的视频流媒体服务方面了。