对IPv6 技术发展的思考

1、学术资源对IPv6技术发展的思考杜娥电子科技大学成都学院摘要 由IP地址危机产生，许多国家对Ipv6技术都已经引起足够的重视，并且都采取了一些切实可行的措施，尽管IPv6彻底解决IPv4 地址不足的问题，但是在其发展过程中还是有一定的问题存在，因此，有必要理性的认识IPv6。关键字 IPv6 qos 安全问题 切换问题1、现状由IP地址危机产生和发展起来的IPv6作为下一代互联网协议已经得到了各方的公认，未来互联网的发展离不开IPv6的支持和应用，甚至被认为是后起发展网络的国家追赶“发达”国家的一个良好机遇。正因为如此，许多国家都在加紧对IPv6的研究和应用开发，尤其是欧洲国家。在中国，目前已

2、经有高校和科研机构已经与国外一些运营商合作，对IPv6进行研究实验。信息产业部科技司副司长张新生在“第二届下一代网络论坛暨IPv6应用演示”研讨会上提到：“建设基于IPv6的下一代网络是重要的战略发展方向”。IPv6作为下一代互联网协议已经引起了各地区、各运营商的足够重视，因为所有的人都已经认识到这样一种前景：谁能够率先在IPv6方面有所作为，谁就能够在未来的竞争中占住有利位置。在众多的设备提供商和运营商的努力下，IPv6协议已经从实验室走向了应用阶段。已有50多个国家和地区加入有关IPv6的研究。法、日、美等国的研究机构，IBM、Sun、日立等公司，分别研制开发了不同平台上的IPv6系统软件

3、和应用软件；美国思科、加拿大北电网络、Nokia等路由器厂商已经开发出了面向IPv6网络的路由器产品。操作系统方面，基于开放源码的Linux对IPv6提供了比较强的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微软的最新操作系统都提供了IPv6支持。 2、IPv6基本技术为了彻底解决 IPv4 存在的问题，IETF 从1995 年开始就着手研究开发下一代IP 协议，即IPv61。IPv6 具有长达128 位的地址空间，可以彻底解决IPv4 地址不足的问题，除此之外，IPv6 还采用了分级地址模式、高效IP 包头、服务质量、主机地址自动配置、认证和加密等许多技术。在地址容量、安全性、QoS控制、地址资源管理

4、合理性等方面均有较大幅度改进，包括对新一代全球移动业务的支持。但另一方面要看到，IPv6并不是十全十美、可全盘包揽、永世长存，毕竟只是“version6”而已，而且从IPv4至IPv6的不兼容性也可看出IP阶段性设计的局限性与巨大弊端。其实，应该说地址匮乏是IPv6研究与推进的最主要驱动力，其它一些功能只是顺便捎带而已，不应不切实际地炒作与夸大。对于IPv6发展过程中的优势，我们就不着重介绍，下面主要对IPv6在中国发展的一些关键问题进行探讨。 （1）安全性问题 IPv6在其协议栈中强制执行了IPSec，比IPv4的安全性有所改善，但安全性问题并没有完全解决。首先，IPSec仅为网络层协议，负

5、责其下层的网络安全，并不负责其上层应用，如Web、E-mail及文件传送之类安全，另外，还需与多种手段，诸如认证体系、加密体系、密钥分发体系等全面配合才行。其次，安全工具需要升级。IPv6不向下兼容。用于整个网络的通信路由和安全分析的硬件和软件都要进行升级，以支持IPv6协议，否则这些硬件和软件都不支持IPv6。当使用边界保护设备的时候，记住这一点是非常重要的。为了兼容IPv6，路由器、防火墙和入侵检测系统都需要软件或者硬件升级。再次，隧道协议产生新的风险。网络和安全团体已经耗费了很多时间和精力确保IPv6是一个具有安全功能的协议。然而，这种转换的最大的风险之一是使用隧道协议支持向IPv6的转

6、换。这些协议允许在IPv4数据流通过非兼容设备时把IPv6的通信隔离开。因此，在你准备好正式支持IPv6之前，你的网络用户可以使用这些隧道协议运行IPv6。如果这是一个令人担心的问题，在你的边界内封锁IPv6隧道协议。最后，IPv6自动设置可造成寻址的复杂性。IPv6另一个有趣的功能是自动设置。自动设置功能允许系统自动获得一个网络地址，而不需要管理员的干预。IPv6支持两种不同的自动设置技术。监控状态的自动设置使用DHCPv6，这是对目前的DHCP协议的简单升级，从安全的角度看并没有很大的不同。另外，关注一下非监控状态的自动设置功能。这个技术允许系统产生自己的IP地址，并且检查地址的重复性。从

7、系统管理的角度说，这种非集中化的方式可能更容易一些，但是，对于跟踪网络资源使用(或者滥用!)情况的网络管理员来说，这种做法提出了很大的难题。(2)QoS问题IPv6 QoS改进的一个重要手段为“流标签”， 其目的是允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在数据包上加上标记，并进行除默认处理之外的不同处理2。一般来说，在所选择的链路上，可以根据开销、带宽、延时或其他特性对数据包进行特殊的处理。但首先IPv6至今还未制订出流标签应用的有关标准，一些基于流转发的产品仅为基于厂家特定环境的产品实现而己，并非基于流标签协议，从而大大限制其推广与应用。其次，ATM网络支持的电路/流的数量，基本上是以千条

8、（thousands）为单位实施扩展的；而IP网络，特别是Internet这样的全球网络，其业务流基本上是以百万条（millions）为基本单位的，这对于网络中的路由器设备来说，很难支持如此大量的软状态3。同时，也存在跨多个运营商进行资源预留管理等问题。再次，由于流标签处在一个非常暴露的位置，在抵抗服务盗用以及DoS（拒绝服务）攻击方面比较脆弱，需要一定的措施来保护4。一般需要一个比较信任的环境，或者启用入境（ingress）过滤等防范措施。（3）IPv4 向IPv6 的过渡问题5尽管 IPv6 比IPv4 具有明显的先进性，但是要想在短时间内将Internet 和各个企业网络中的所有系统全部

9、从 IPv4 升级到IPv6并不是一件容易的事情，因为从IPv4升级到IPv6涉及到很多技术问题和商业问题，甚至还有政治问题。最明显的当然是技术更换的策略，以及基础设施的升级和建设。IPv4的可靠性和普遍应用是IPv6发展中主要的减速因素。具体来说，现有网络向IPv6网络的转化存在下述几个方面的困难：现有的IPv4网络运行十分稳定，设备制造商（包括芯片设计与生产商）、网络运营商、网络连接提供商等正从IPv4上获得稳定的收益，在目前他们还不想转到IPv6上，因为那意味着淘汰现有设施，构建新的通信网络，新的IPv6网络的成本需要相当长的时间才能收回。 网络管理员惧怕任何需要对大量基础设施进行升级的

10、操作。浏览器、IP电话、网络游戏、Web商业应用等每一个使用IPv6网络的应用都必须进行修改。 当前人们开发网络应用时都还基于IPv4网络，因此IPv6网络提供给用户的应用还十分少。只要现有的IPv4网络还能够十分经济的解决人们各个方面的应用需求，IPv6就无法得到长足的发展和大面积推广。数据业务是驱动IPv6技术实现的一个最重要的动力源。如果没有足够的需求必须要采用独立的合法IP地址，那么运营商也就不会热衷于升级设备或扩建基础设施。 操作系统对IPv6的支持还不充分。目前作为终端用户最常用的操作系统之一的Windows不能提供对IPv6的完全支持，使得设备开发商无法及时推出支持IPv6的应用

11、设备，特别是IPv6终端设备。这使得用户也无法很好的熟悉并使用IPv6网络。 (4)IPv6的移动通信杀手锏应用问题 移动IPv6对3G及3G演进等新一代移动通信应用可提供有力支撑，但IPv6在新一代移动通信终端上的有效应用还有很长的路要走。目前的PDA手机内置仅为IPv4协议栈，并不支持移动特性，而现今借助GPRS、cdma2000 1x上网的手机使用的均为专网地址，从而从后向兼容演进角度看，期望IPv6成为3G的杀手锏应用绝非轻而易举之事。 而且移动IPv6中的无缝切换问题，保证较低的时延与丢包率也是有一定的难度。(5)中国IPv4/IPv6地址资源匮乏问题 IPv6的地址数约为IPv4地

12、址量的8万兆兆平方倍，有人甚至声称它可赋予地球上每一颗沙子及每一滴水以相应的地址，即便如此，NGN与GII是瞄准全球个人化、个性化及个体化为目标的，后两者的需求内涵与数量将远远超越直接意义上的全球“个人”数量，哪怕只是覆盖最重要的那些“沙子”与“水滴”，IPv6地址能力的真正充裕性便值得怀疑，更何况遍及每一颗沙子及每一滴水。众所周知，IPv4地址分配极不合理，分布亦极不均衡，美国3亿人口，1.65亿互联网用户，拥有75个A类地址，占据了全球IP地址的70%；中国13亿人口，互联网用户数已达9000万左右，估计2007年将达3亿左右，但仅拥有不到3个A类地址，仅相当美国IPv4地址数的1/38左

13、右，而根据全球IPv6论坛于2004年3月公布的预测资料，目前对IP地址需求最多的15个国家即需附加298个A类地址，超过目前剩余IPv4地址库地址量的3倍，其中，仅中国即需附加105个A类地址。如此看来中国未来IP地址惟一可行选择只能是IPv6了，但在依然为先到先占和按需分配基本原则指导下的IPv6地址资源争夺大战序幕已经拉开，而中国在第一回合中已处于很不利的地位：截至2004年6月我国分配到的IPv6地址块仅为11块，仅占全部已分地址块606块的1.8%，且均为/32类别的缺省型。捷足先登的一些国家仍占大头，例如，至2003年底，美国、日本、德国、荷兰、英国五个国家所分配到的IPv6地址即

14、占全球总数的48%。在亚太地区我国分到的IPv6地址仅占11%，约为韩国的40%、日本的16%。因此，缺乏IP地址前提下过多奢谈什么“中国需要IPv6，IPv6更需要中国”以及希望“中国引领全球IPv6推广应用，成为真正IPv6大赢家”之类口号实在是没有什么意义。应从NGN发展总目标入手，促使通信、计算机、广播电视、教育科研、商务政务、国防军事等方方面面联合起来，全面分析考虑及联手申请IPv6地址已成我国当务之急，争取在IPv6地址新一轮争夺大战中取得好战绩，同时应积极响应ITU-T对IPv6地址分配的有益的战略观点，摒弃“杞人忧天，犯不上着急，IPv6地址取之不尽，眼下没有必要去争抢”之类短

15、视的想法，从分配机制上进行改进，使IPv6地址的分配不致重蹈IPv4的覆辙，向更合理与健康的分配轨道发展。 建立一种权威的、公平合理的IPv6地址分配管理机制是国际社会努力的目标，甚至是当务之急。ITU-T赵厚麟局长提议在目前由几个大区民间登记分配机构来分配管理全球IPv6地址的基础上，在IPv6的地址中划出一块，由国际电联按照公平合理的原则免费直接分配给每个国家，再由各国在自己的国内市场分配管理。这样一来，主权问题可以有效地解决，各国可以更有效地规划建设自己的网络和服务，而网民们在申请地址时多了一个选择对象，有利于加强市场竞争，这是一个对绝大多数国家有吸引力的、合理的、建设性提议，有利于IPv6的健康发展，应予积极支持。 3、小结IPv6 是用于建立可靠的、可管理的、安全和高效的IP 网络的一个长期解决方案。因此，尽管IPv6 的实际应用还需要一段时间，但是了解和研究IPv6 的重要特性以及它针对目前IP 网络存在的问题而提供的解决方案，对于制定企业网络的长期发展计划，规划