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摘要：随着互联网的迅速普及，网络需求越来越大，IPV4的地址资源已经越来越为紧张，无法满足用户需求，制约了互联网的应用与发展。IPV6在地址资源、服务质量、安全性等方面都远优于IPV4，成为互联网发展的必然趋势。本文就IPV6的发展进行了简要的讨论，并就一些关键技术进行了分析。
关键词：IPV6；发展问题；网络安全；转换原则
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02
1 引言
自1981年开始，IPV4作为第一个被广泛使用的互联网协议，在互联网的发展中起着极为关键的作用，被广泛应用于各种各样的底层网络上。不过随着互联网的迅速普及，网络需求越来越大，IPV4所提供的IP资源已经越来越为紧张，根本无法满足用户需求，严重制约了互联网的应用与发展，IPV6正是在这种情况下应运而生的。相较于IPV4来说，IPV6单从数量级上来说，所能提供的IP资源数量就相当于IPV4的8×1028倍，庞大的IP地址资源支撑能力，使得IPV6不仅能有效的解决地址资源数量不足的问题，还能扫清很多互联网技术应用的障碍，可以扩展到任意事物之间的对话上，从服务范围、服务质量、安全性等方面都远优于IPV4，IPV6取代IPV4成为互联网的基本协议已经是必然趋势。
2 IPV6的优势特色
IPv6要想更好的发展，必须能更好的支持新型业务，这样才能促使运营商积极的推动IPv6的应用。在业务支持能力上，IPv6具有以下优势：
2.1 庞大的IP资源支撑能力
当前互联网所使用的IPv4协议最大的缺陷就是IP资源极为有限，虽然理论上讲能支撑1600万个网络和40亿台主机，但可用的网络地址与主机地址数量却大打折扣，导至在2011年IP地址就分配完毕，来重影响了互联网的发展，例如人口最多的亚洲仅分配了4亿个IP地址，而我国虽然拥有2.5亿IPv4地址数量，但却远落后于网民的需求和网络终端的增加。虽然采用私有IP地址能一定程度是解决公有IP地址的不足，但私有IP地址和NAT的采用使得很多互联网业务和技术难以实现。IPv6庞大的IP地址支撑能力，可以使任何通信终端都能获得公有IP地址，避免了NAT穿越所带来的问题，能更好的满足互联网业务与技术的实现。
2.2 能有效的提升用户通信的安全性
IPv4协议对数据完整性的保护能力较弱，尤其是IPSec的部署支撑能力更是存在矛盾。在IPv6中，IPSec成为其协议的基本组成部分之一，采用IPv6协议，任何网络终端都可以获得独有的公有IP地址，能极为方便的满足IPSec部署的需要，从而保护通信业务的数据完整性，同时还能增加数据通信的私密性、源认证等方面的安全水平。
2.3 IPv6能有效满足网络终端移动性的需要
随着通信技术和网络技术的发展，网络终端对移动性的需求越来越大，包括如手机、平板电脑、笔记本、导航仪等等。虽然在IPv4协议中有针对移动需求的移动协议，但IPv4的基本协议和IPv4的移动协议联系并不十分紧密，而是形成了相对分离的两个部分。在IPv6中集成了移动IPv6协议，使得移动节点能很好的在不同网段之间跨越以实现网络层面的移动，即使漫游到了一个新的网段时，仍然能通过原有的IP地址来对其进行定位和通信，而不用再进行外地代理。
3 IPv6发展的技术问题分析
3.1 IPv6的地址问题
IPv6最大的优势就是其庞大的IP地址资源支撑能力，理论上讲，IPv6能提供大约3.4×1029亿个地址，但同IPv4一样，IPv6同样会有大量IP地址的浪费，如为了实现IP地址的自动配置局域网子网前缀必须等于64，但实际上很少有局域网能容纳264个终端，因此IP地址的浪费在所难免。在应用中，根据RFC3177和APNIC的建议，分配IPv6地址块时，一般情况下应分配/48的地址块而非/64的地址块，只有确实需要子网时才分配/64的地址块，在可预见范围内保证用户能够得到足够的IPv6地址。但由于IPv6所采用的是邻居自动发现和无状态自动配置IP地址的方法，其最小子网是/64，所以其地址浪费率极大，在实际应用中地址利用率并不高，必须采用可靠的方法来精细规划地址空间。
3.2 公有地址的安全性问题
IPv6可以满足终端对公有IP的需求，而不再需要穿越NAT设备，使得网络端对端数据通信的需求得到了满足，这虽然能提升网络通信的安全性和隐私性，但同时也会带来新的网络安全性和隐私性问题。拥有公有IPv6地址的用户终端，实际上是完全暴露于不安全的互联网中，其终端的安全性问题同IPv4一样，路由扩展报头、目的地报头同样能被终端攻击所利用，必须一个完备的终端防火墙来抵卸重播、拒绝服务等攻击。
3.3 IPv6的自动配置需求
IPv6网络配置包括有状态和无状态两种，无状态是采用邻居发现的方法，通过RFC2461和RFC2462来定义，节点间的交互由邻居请求/邻居宣告消息来实现，路由器与终间间的交互由路由器请求/路由器宣告消息来实现，以此取代ARP协议，而不用再为每个终端分配IPv6地址，有状态网络配置则依然由DHCP来实现。但是，在无状态网络配置中，IPv6终端无法得到DNS服务器配置，因此在IPv6网络中，主机要想同时得到IP地址、默认网关与DNS服务器信息，则需要邻居发现机制与DHCP协议协同工作，并不能完全达到无状态自动配置需求。
3.4 IPv6的服务能力问题
IPv6有一个极为重要的应用，即网络实名制下的互联网身份证（VLeID），庞大的资源使得网络实名制问题能被很好的解决。而IPv6采用“流量类型”与“流标记”字段，能更多多的提供服务质量选项。一方面通过“流量类型”来为IP包提供不同形式的区分服务，另一方面通过“流标记”来定义数据流和处理需求，从而为数据流提供更为精细的服务质量保证。但由于现有的流标记规范并没有指定源端IPv6数据流的值，同时每一环路由器如何对数据流进行处理也未得到规定，因此还必须进一步规范和完善，这样才能切实提升服务质量。
4 结束语
目前，IPv4地址已经被完全分配，虽然短期内还不会被完全耗尽，但已经严重影响了互联网的应用与发展，急需加强IPv6的研究、试验与部署，尽快使IPv6成熟完善起来投入应用。但需要注意，IPv6并不能完全解决IPv4所存在的问题，还需要不断完善与发展。同时，还需要终端厂商、设备厂端、软件开发人员等的积极参与，从接口、技术、规范上提升IPv6的服务能力和安全性，并积极积累IPv6的应用经验，建立一个完整的商业模型，以促进网络设备的升级和IPv6业务的推广。
参考文献：
[1]刘灏.浅谈IPV6技术的发展前景及影响[J].价值工程，2010（36）.
[2]王洪智，尚尊义.IPV4与IPV6的比较与过渡策略[J].科技导报，2011（24）.
[3]徐小兴.运营商IPV6演进实践与思考[J].现代电信科技，2011（07）.
[4]周伟.IPV4与IPV6转换技术的研究[J].科技创新导报，2011（24）.
关键词：IPV6；发展问题；网络安全；转换原则
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-02
1 引言
自1981年开始，IPV4作为第一个被广泛使用的互联网协议，在互联网的发展中起着极为关键的作用，被广泛应用于各种各样的底层网络上。不过随着互联网的迅速普及，网络需求越来越大，IPV4所提供的IP资源已经越来越为紧张，根本无法满足用户需求，严重制约了互联网的应用与发展，IPV6正是在这种情况下应运而生的。相较于IPV4来说，IPV6单从数量级上来说，所能提供的IP资源数量就相当于IPV4的8×1028倍，庞大的IP地址资源支撑能力，使得IPV6不仅能有效的解决地址资源数量不足的问题，还能扫清很多互联网技术应用的障碍，可以扩展到任意事物之间的对话上，从服务范围、服务质量、安全性等方面都远优于IPV4，IPV6取代IPV4成为互联网的基本协议已经是必然趋势。
2 IPV6的优势特色
IPv6要想更好的发展，必须能更好的支持新型业务，这样才能促使运营商积极的推动IPv6的应用。在业务支持能力上，IPv6具有以下优势：
2.1 庞大的IP资源支撑能力
当前互联网所使用的IPv4协议最大的缺陷就是IP资源极为有限，虽然理论上讲能支撑1600万个网络和40亿台主机，但可用的网络地址与主机地址数量却大打折扣，导至在2011年IP地址就分配完毕，来重影响了互联网的发展，例如人口最多的亚洲仅分配了4亿个IP地址，而我国虽然拥有2.5亿IPv4地址数量，但却远落后于网民的需求和网络终端的增加。虽然采用私有IP地址能一定程度是解决公有IP地址的不足，但私有IP地址和NAT的采用使得很多互联网业务和技术难以实现。IPv6庞大的IP地址支撑能力，可以使任何通信终端都能获得公有IP地址，避免了NAT穿越所带来的问题，能更好的满足互联网业务与技术的实现。
2.2 能有效的提升用户通信的安全性
IPv4协议对数据完整性的保护能力较弱，尤其是IPSec的部署支撑能力更是存在矛盾。在IPv6中，IPSec成为其协议的基本组成部分之一，采用IPv6协议，任何网络终端都可以获得独有的公有IP地址，能极为方便的满足IPSec部署的需要，从而保护通信业务的数据完整性，同时还能增加数据通信的私密性、源认证等方面的安全水平。
2.3 IPv6能有效满足网络终端移动性的需要
随着通信技术和网络技术的发展，网络终端对移动性的需求越来越大，包括如手机、平板电脑、笔记本、导航仪等等。虽然在IPv4协议中有针对移动需求的移动协议，但IPv4的基本协议和IPv4的移动协议联系并不十分紧密，而是形成了相对分离的两个部分。在IPv6中集成了移动IPv6协议，使得移动节点能很好的在不同网段之间跨越以实现网络层面的移动，即使漫游到了一个新的网段时，仍然能通过原有的IP地址来对其进行定位和通信，而不用再进行外地代理。
3 IPv6发展的技术问题分析
3.1 IPv6的地址问题
IPv6最大的优势就是其庞大的IP地址资源支撑能力，理论上讲，IPv6能提供大约3.4×1029亿个地址，但同IPv4一样，IPv6同样会有大量IP地址的浪费，如为了实现IP地址的自动配置局域网子网前缀必须等于64，但实际上很少有局域网能容纳264个终端，因此IP地址的浪费在所难免。在应用中，根据RFC3177和APNIC的建议，分配IPv6地址块时，一般情况下应分配/48的地址块而非/64的地址块，只有确实需要子网时才分配/64的地址块，在可预见范围内保证用户能够得到足够的IPv6地址。但由于IPv6所采用的是邻居自动发现和无状态自动配置IP地址的方法，其最小子网是/64，所以其地址浪费率极大，在实际应用中地址利用率并不高，必须采用可靠的方法来精细规划地址空间。
3.2 公有地址的安全性问题
IPv6可以满足终端对公有IP的需求，而不再需要穿越NAT设备，使得网络端对端数据通信的需求得到了满足，这虽然能提升网络通信的安全性和隐私性，但同时也会带来新的网络安全性和隐私性问题。拥有公有IPv6地址的用户终端，实际上是完全暴露于不安全的互联网中，其终端的安全性问题同IPv4一样，路由扩展报头、目的地报头同样能被终端攻击所利用，必须一个完备的终端防火墙来抵卸重播、拒绝服务等攻击。
3.3 IPv6的自动配置需求
IPv6网络配置包括有状态和无状态两种，无状态是采用邻居发现的方法，通过RFC2461和RFC2462来定义，节点间的交互由邻居请求/邻居宣告消息来实现，路由器与终间间的交互由路由器请求/路由器宣告消息来实现，以此取代ARP协议，而不用再为每个终端分配IPv6地址，有状态网络配置则依然由DHCP来实现。但是，在无状态网络配置中，IPv6终端无法得到DNS服务器配置，因此在IPv6网络中，主机要想同时得到IP地址、默认网关与DNS服务器信息，则需要邻居发现机制与DHCP协议协同工作，并不能完全达到无状态自动配置需求。
3.4 IPv6的服务能力问题
IPv6有一个极为重要的应用，即网络实名制下的互联网身份证（VLeID），庞大的资源使得网络实名制问题能被很好的解决。而IPv6采用“流量类型”与“流标记”字段，能更多多的提供服务质量选项。一方面通过“流量类型”来为IP包提供不同形式的区分服务，另一方面通过“流标记”来定义数据流和处理需求，从而为数据流提供更为精细的服务质量保证。但由于现有的流标记规范并没有指定源端IPv6数据流的值，同时每一环路由器如何对数据流进行处理也未得到规定，因此还必须进一步规范和完善，这样才能切实提升服务质量。
4 结束语
目前，IPv4地址已经被完全分配，虽然短期内还不会被完全耗尽，但已经严重影响了互联网的应用与发展，急需加强IPv6的研究、试验与部署，尽快使IPv6成熟完善起来投入应用。但需要注意，IPv6并不能完全解决IPv4所存在的问题，还需要不断完善与发展。同时，还需要终端厂商、设备厂端、软件开发人员等的积极参与，从接口、技术、规范上提升IPv6的服务能力和安全性，并积极积累IPv6的应用经验，建立一个完整的商业模型，以促进网络设备的升级和IPv6业务的推广。
参考文献：
[1]刘灏.浅谈IPV6技术的发展前景及影响[J].价值工程，2010（36）.
[2]王洪智，尚尊义.IPV4与IPV6的比较与过渡策略[J].科技导报，2011（24）.
[3]徐小兴.运营商IPV6演进实践与思考[J].现代电信科技，2011（07）.
[4]周伟.IPV4与IPV6转换技术的研究[J].科技创新导报，2011（24）.