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隨著Internet的發(fā)展，IPv4的局限越來越暴露出來，嚴(yán)重制約了IP技術(shù)的應(yīng)用和未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。IPv6作為下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)以其鮮明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到廣泛的認(rèn)可。本文從技術(shù)和應(yīng)用兩方面分析了IPv6的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，說明了IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過渡策略以及方案，并對(duì)IPV6的應(yīng)用前景做了簡(jiǎn)要介紹。
一、IPv6的優(yōu)勢(shì)
IPv6的發(fā)展是從1992年開始的，經(jīng)過了12年的發(fā)展時(shí)間，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)基本完善，在這個(gè)過程中，IPv6逐步優(yōu)化了協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，為業(yè)務(wù)發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會(huì)，歸納起來IPv6的優(yōu)勢(shì)包括如下幾個(gè)特點(diǎn)。
地址充足：IPv6產(chǎn)生的初衷主要是針對(duì)IPv4地址短缺問題，即從IPv4的32bit地址，擴(kuò)展到了IPv6的128bit地址，充分解決了地址匱乏問題。同時(shí)IPv6地址是有范圍的，包括鏈路本地地址、站點(diǎn)本地地址和任意傳播地址，這也進(jìn)一步增加了地址應(yīng)用的擴(kuò)展性。
簡(jiǎn)單是美：通過簡(jiǎn)化固定的基本報(bào)頭、采用64比特邊界定位、取消IP頭的校驗(yàn)和域等措施，以提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)IP報(bào)文的處理效率。
擴(kuò)展為先：引入靈活的擴(kuò)展報(bào)頭，按照不同協(xié)議要求增加擴(kuò)展頭種類，按照處理順序合理安排擴(kuò)展頭的順序，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的前部，而需要宿端處理的擴(kuò)展頭在報(bào)文頭的尾部。
層次區(qū)劃：IPv6極大的地址空間使層次性的地址規(guī)劃成為可能，同時(shí)國際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了各個(gè)類型地址的層次結(jié)構(gòu)，這樣既便于路由的快速查找，也有利于路由聚合，縮減IPv6路由表大小，降低網(wǎng)絡(luò)地址規(guī)劃的難度。
即插即用：IPv6引入自動(dòng)配置以及重配置技術(shù)，對(duì)于IP地址等信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增刪更新配置，提高IPv6的易管理性。
貼身安全：IPv6集成了IPSec，用于網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密，為用戶提供端到端安全，使用起來比IPv4簡(jiǎn)單、方便，可以在遷移到IPv6時(shí)同步發(fā)展IPSec。
QoS考慮：新增流標(biāo)記域，為源宿端快速處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供可能，有利于低性能的業(yè)務(wù)終端支持IPv6的語音、視頻等應(yīng)用。
移動(dòng)便捷：MobileIPv6增強(qiáng)了移動(dòng)終端的移動(dòng)特性、安全特性、路由特性，降低了網(wǎng)絡(luò)部署的難度和投資，為用戶提供了永久在線的服務(wù)。
可以說，IPv6的上述特點(diǎn)充分迎合了未來網(wǎng)絡(luò)向IP融合統(tǒng)一的發(fā)展方向，并提升了IP網(wǎng)絡(luò)的可運(yùn)營可管理性。
二、IPv6的殺手應(yīng)用
IPv6技術(shù)體系經(jīng)歷了十多年的發(fā)展，其標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程緩慢，嚴(yán)重影響了IPv6技術(shù)關(guān)鍵應(yīng)用體系的建立。近兩年來由于亞洲和歐洲力量的推動(dòng)，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程明顯加快，具有IPv6特性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端，以及相關(guān)的硬件平臺(tái)的推出也已加快了進(jìn)度。在這種趨勢(shì)下，IPv6的關(guān)鍵應(yīng)用將很快出現(xiàn)。
1.3G業(yè)務(wù)
由于IP的諸多優(yōu)點(diǎn)和全球IP浪潮的沖擊，3G演變?yōu)槿獻(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)越來越明顯。為了滿足永遠(yuǎn)在線的需要，每一個(gè)要接入因特網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備都將需要兩個(gè)唯一的IP地址來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)因特網(wǎng)連接，本地網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)靜態(tài)IP地址，連接點(diǎn)分配第二個(gè)IP地址用于漫游。GPRS和3G作為未來移動(dòng)通信藍(lán)圖中的核心組成部分，對(duì)IP地址的需求量極大，只有IPv6才能滿足這種需要。
在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)中，R4版本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)的IP化和CS域承載和控制的分離，在R5和以后的版本中接入網(wǎng)也將實(shí)現(xiàn)IP化，多媒體域也將在UMTSR5中推出。3GPPRANWG3已經(jīng)通過如下決議：對(duì)于Iu、Iub以及Iur接口，如果要提供IP傳輸，則UTRAN節(jié)點(diǎn)必須支持IPv6，UTRAN節(jié)點(diǎn)支持IPv4作為可選。
2.個(gè)人智能終端
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了個(gè)人電子設(shè)備的發(fā)展，由呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)看，有聯(lián)網(wǎng)能力的集成數(shù)據(jù)、語音和視頻的個(gè)人智能終端將會(huì)很快出現(xiàn)，經(jīng)過2～4年的發(fā)展，其規(guī)模就會(huì)相當(dāng)大，由此將產(chǎn)生巨大的對(duì)IP地址的需求，這將是過渡到IPv6的一個(gè)最大動(dòng)因。
3.家庭網(wǎng)絡(luò)
根據(jù)AlliedBusinessIntelligence的預(yù)測(cè)，家用網(wǎng)關(guān)的數(shù)量將從2000年的618000個(gè)增加到2005年的16.8M個(gè)，銷售額將從$223M增加到$3.7B。家用寬帶和DSL設(shè)備的增長(zhǎng)也是驅(qū)動(dòng)家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的因素,很多信息技術(shù)廠商都在進(jìn)行家庭網(wǎng)絡(luò)方面的項(xiàng)目。像IEEE1394和藍(lán)牙這樣的新技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)用于移動(dòng)和家庭用途，那些加入了處理器的設(shè)備越來越具備和網(wǎng)絡(luò)相連的條件，具體家庭網(wǎng)絡(luò)連接方式如圖1所示。
圖1家庭網(wǎng)絡(luò)連接方式
由于IPv6所擁有的巨大地址空間、即插即用的易于配置、對(duì)移動(dòng)性的內(nèi)在支持，使得IPv6在實(shí)際運(yùn)行中非常適合擁有巨大數(shù)量的各種細(xì)小設(shè)備網(wǎng)絡(luò)而不是由價(jià)格昂貴的計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。隨著為各種設(shè)備增加網(wǎng)絡(luò)功能的成本的下降，可以預(yù)見IPv6將在連接有各種簡(jiǎn)單裝置的超大型網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行良好，這些簡(jiǎn)單設(shè)備不僅僅是手機(jī)和PDA，還可以是存貨管理標(biāo)簽機(jī)、家用電器、信用卡等。因此，那些在IPv4技術(shù)方面經(jīng)驗(yàn)豐富且希望將其技術(shù)延伸和擴(kuò)展到IPv6領(lǐng)域中的公司必須了解：IPv6網(wǎng)絡(luò)將從根本上不同于IPv4網(wǎng)絡(luò)，不僅僅是更大的網(wǎng)絡(luò)，而且連在網(wǎng)絡(luò)上的將是更便宜、更簡(jiǎn)單、更小巧的設(shè)備。在IPv6中獲得成功的公司的業(yè)務(wù)將始于某種其他公司通常認(rèn)為太小或不能從中獲得高額利潤而忽略掉的細(xì)小領(lǐng)域中，如在發(fā)展中國家推廣IPv6網(wǎng)絡(luò)、在有許許多多節(jié)點(diǎn)的無線裝置中增加IPv6功能，從單個(gè)IPv6地址中獲得的利潤將比IPv4小得多，但I(xiàn)Pv6地址的巨大數(shù)量將使得利潤總額達(dá)到前所未有的豐厚。
4.在線游戲
游戲業(yè)是一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)，僅美國的游戲市場(chǎng)就達(dá)到了100億美元。在線游戲又是游戲業(yè)的一個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)，使得玩家能夠和跨地域的玩伴展開競(jìng)賽，而不再是局限在同一房間里。在線游戲是技術(shù)上可行并將在將來幾年里迅速發(fā)展的業(yè)務(wù)之一。
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(jì)費(fèi)的需要。由于缺少足夠的IP地址，IPv4的網(wǎng)絡(luò)無法滿足在線游戲P2P的需求。另外，在線游戲必須支持固定和移動(dòng)兩種網(wǎng)絡(luò)接入方式。采用基于IPv6的游戲終端主要是和游戲服務(wù)器進(jìn)行交互，幾乎不需要訪問原來大量的IPv4的服務(wù)器，這也非常符合IPv6網(wǎng)絡(luò)早期的“相互連接的孤島”的架構(gòu)。由于這些技術(shù)和商務(wù)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(yīng)該是IPv6的軟件和設(shè)備的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，在線游戲可能也是近期推動(dòng)IPv6殺手業(yè)務(wù)之一。
當(dāng)然，就IPv6在國內(nèi)的部署，華為3Com認(rèn)為目前的情況是教育先行，然后是運(yùn)營商和政府。把IPv6的架構(gòu)融合到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中去有兩個(gè)思路:一個(gè)是從骨干到接入，另一個(gè)是從接入到骨干。教育網(wǎng)采用的方法是從骨干到接入,在骨干網(wǎng)支持IPv6的情況下，各院校自行建設(shè)IPv6園區(qū)網(wǎng)。而現(xiàn)有IPv4設(shè)備可通過軟硬件升級(jí)進(jìn)而支持IPv6，保護(hù)了用戶現(xiàn)有投資。而在運(yùn)營商市場(chǎng)特別是城域網(wǎng)方面，預(yù)計(jì)IPv6在今年下半年或明年就會(huì)開始啟動(dòng)。目前，盡管支持IPv4/IPv6雙棧的路由器并不比純IPv4產(chǎn)品貴多少，但由于需要購買網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)IPv4與IPv6的互通，進(jìn)而擴(kuò)大了投資，同時(shí)還會(huì)造成性能上一定程度的降低。但是，一旦上述的殺手級(jí)應(yīng)用出現(xiàn)，提前在IPv6上做好準(zhǔn)備的運(yùn)營商就會(huì)占盡先機(jī)。而且，IPv6的部署也會(huì)促進(jìn)新業(yè)務(wù)的開展。根據(jù)目前狀況來看，運(yùn)營商實(shí)施IPv6會(huì)傾向于自下而上地展開，從城域接入延展到省干、國干。
三、從IPv4到IPv6過渡策略的制定依據(jù)
IPv6相比于IPv4是一個(gè)巨大的進(jìn)步，也是一個(gè)很大的變革，從IPv4網(wǎng)絡(luò)逐步過渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)，到完全替代IPv4網(wǎng)絡(luò)的過程中，網(wǎng)絡(luò)上的部件逐步被新的部件替換，其中的替換次序就是IPv4到IPv6的過渡策略。關(guān)于過渡策略，華為3Com認(rèn)為需要從以下幾方面著手。
1.保護(hù)用戶投資。目前網(wǎng)絡(luò)上的主要設(shè)備包括：骨干路由器、匯聚路由器、接入路由器、各種網(wǎng)關(guān)設(shè)備、以太網(wǎng)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)終端，它們分布于不同層次的網(wǎng)絡(luò)中，替換設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)具體情況考慮妥善的過渡策略，避免對(duì)已有用戶或者網(wǎng)絡(luò)有大的沖擊，保護(hù)用戶投資。
2.重視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展。IPv6網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)關(guān)系到IPv6的持續(xù)發(fā)展，一方面要將IPv4體系上現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行平滑性過渡，另一方面要發(fā)展新的應(yīng)用，特別是“殺手應(yīng)用”。
3.IPv6到IPv4的分步實(shí)施策略。IPv4體系已經(jīng)建立了龐大的用戶和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，兩種體系將共同發(fā)展。
4.IPv6網(wǎng)絡(luò)不是用于直接替換現(xiàn)有的低速、窄帶IPv4的網(wǎng)絡(luò)。在IPv4網(wǎng)絡(luò)中還存在大量的低速鏈路，而這些鏈路的MTU可能低于1280字節(jié)，在這些鏈路上運(yùn)行IPv6不僅對(duì)帶寬是一種浪費(fèi)，而且從報(bào)文的傳輸機(jī)制上也不能滿足IPv6的中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能對(duì)報(bào)文分片的要求。
IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議已經(jīng)引起了社會(huì)各界的重視，政府、企業(yè)都在盡力去推廣IPv6。對(duì)于政府來說，推廣IPv6有助于保證整個(gè)國家在信息產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)；對(duì)于企業(yè)來說，推廣IPv6有助于獲得最大利潤，有助于在未來的發(fā)展中立于不敗之地。
四、IPv6的應(yīng)用前景
據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年中國的互聯(lián)網(wǎng)用戶將達(dá)到2億人，在數(shù)量上將達(dá)到世界第一位。就算全部互聯(lián)網(wǎng)用戶不都是永遠(yuǎn)在線，IP地址的不足在三四年后也將被耗盡。IPv4地址枯竭后，才進(jìn)行IPv6地址的分配和IPv6的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是來不及的,應(yīng)該在IPv4地址枯竭前逐步引進(jìn)IPv6，經(jīng)過IPv6與IPv4的共存時(shí)代，最終全面過渡到IPv6。
美國擁有全世界約70％的IP地址（大約每人10個(gè)IP地址），他們幾乎感覺不到地址空間少帶來的壓力，因此，在IPv6推出之后的幾年中，他們對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度不是很積極。但是最近美國人對(duì)IPv6的態(tài)度發(fā)生了一些細(xì)微的變化,美國國防部也在積極測(cè)試IPv6，并宣布替換現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)。在歐洲，由于IPv4地址相對(duì)匱乏，政府和各大公司對(duì)IPv6的態(tài)度都比較積極。同時(shí)由于歐洲在IPv4的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中落后于美國，而歐洲移動(dòng)通信事業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)，他們希望在移動(dòng)通信領(lǐng)域中掌握先機(jī)，并通過3G的部署來實(shí)現(xiàn)他們?cè)谖磥淼木W(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中與美國并駕齊驅(qū)的愿望。為了抓住這一發(fā)展的契機(jī)，歐洲的各大廠商和運(yùn)營商都對(duì)IPv6寄予了厚望并竭盡全力對(duì)它進(jìn)行推廣和研究，如諾基亞、愛立信、英國電信等公司一直都是IPv6研究方向的主要引導(dǎo)者。亞太的地址空間更加匱乏，包括中國在內(nèi)的很多國家對(duì)IPv6保有積極的態(tài)度。所以無論從地址耗盡的角度考慮還是從全球發(fā)展的角度考慮，IPv6在中國具備很大的發(fā)展空間�？梢哉f，IPv6已經(jīng)成為數(shù)據(jù)通信產(chǎn)業(yè)一個(gè)璀璨的技術(shù)亮點(diǎn)。IPv6也為中國帶來了趕超發(fā)達(dá)國家，重新劃分Internet勢(shì)力范圍的機(jī)會(huì)。自去年10月，中國宣布將啟動(dòng)CNGI項(xiàng)目，并于2005年底建成世界最大的IPv6網(wǎng)之后，我國IPv6的發(fā)展?fàn)顩r便引起了全球的高度關(guān)注。4月12日~14日，第三屆“全球IPv6高峰論壇”在北京召開，更是給我國IPv6應(yīng)用的熱潮提供了有力的推動(dòng),論壇上，全球IPv6論壇主席LatifLadid還明確指出：“中國將是IPv6最大的市場(chǎng)，IPv6的殺手級(jí)應(yīng)用將率先在中國出現(xiàn)�！�
作者：華為3Com技術(shù)有限公司 徐繼恒 來源：賽迪網(wǎng)
