下一代互联网IP技术研究与发展

胡健++张磊

[摘 要]目前，互联网已经成为我们日常生活中非常重要的一部分，可以说互联网在我们的生活中发挥了中流砥柱的作用，但是互联网发展中存在的缺陷也日益凸显，网络信息安全，信息整合不容易等问题还需要进一步改进。因此，对于互联网发展中存在的这些问题，还需要进一步改善。本文主要对以IPv6技术为核心的下一代互联网的主要技术优势及发展前景进行了一定的介绍，同时对互联网IPv6技术的相关原理进行了必要的掌握，对下一代互联网的美好发展前景做了详细的介绍。

[关键词]下一代互联网；IPv4；IPv6；发展前景

中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0235-01

一、以IPv4技术为核心的互联网发展现状

1.1、当前互联网高速发展同时也存在固有缺陷

人们对基于互联网的各个类型的新应用充满了渴望与期待，这从根本上源于当前计算机、通信和多媒体等前沿技术的高速发展。目前，以IPv4技术为核心的互联网在安全保障、服务质量、运营管理方面存在的固有缺陷已成为互联网技术进一步发展的瓶颈。因此，人们共同的期望便是下一代互联网能够在可扩展、更安全、更强大、更可信、更便于管理以及更高质量方面改善。

1.2、互联网面临IP地址资源匮乏的问题

第一代互联网技术的出现使得信息网络已经渗透到我们社会生活的各个方面，互联网已经成为现代信息社会不可缺少的重要基础设施之一。然而伴随着互联网规模的持续膨胀以及新兴网络需求层次的不断增长，网络层协议IPv4所提供的32位地址在互联网上使用的空间明显显现不足，出现了IP地址资源匮乏的严重问题。众所周知，互联网起源于美国，IP地址在区域上存在分配不均的问题。中国目前的IP地址约5400万个，算起来大约24人才拥有1个IP地址，为了缓解IPv4地址资源匮乏的问题，虽然后来采取了无类域间路由选择（CIDR）和网络地址转换（NAT）等措施，但是这还是于事无补，仍然不能从根本上阻止IPv4地址枯竭的步伐。同时原有互联网在可扩展性、端到端的IP连接、网络安全性缺陷以及QoS（服务质量）等方面还面临着相当严重的挑战。

二、下一代互联网技术的产生及发展

1.1、下一代互联网解决了地址瓶颈并实现了多种业务的融合应用

在原有网络局限性日益凸显以及科技高速发展和人们应用需求增长的迫切要求的情况下，以IPv6及其相关技术为核心的下一代互联网技术应运而生。以IPv6为核心的下一代互联网技术不但能够能解决当前互联网发展所面临的地址瓶颈问题，同时也在安全与信任、服务质量保证、如何容纳无线网格、嵌入式系统、传感器网络等方面有了进一步的改进和补充，并且能逐步实现多种接入方式和多种接入终端、大范围移动性网络的覆盖、大规模分布式应用开展、多网络业务的融合、语音以及实时的多媒体广泛业务开展等各种业务的融合应用。

1.2、我国自主研发的下一代互联网研究取得重大突破

2008年12月3日，国家发改委和中国工程院等6部门在北京共同宣布，历经五年发展，我国自主研发的下一代互联网研究取得了重大突破，已建成全球最大的下一代互联网示范网络，推动并形成了我国下一代互联网产业群。中国教育与科研计算机网、中国电信、中国网通/中科院、中国移动、中国联通、中国铁通等六大核心网在中国下一代互联网示范工程（CNGI）现已建成，并且北京和上海成为两个国际交换中心网络。CNGI是目前普通家庭用户上网速度的100多倍以上，全网建成22个城市59个节点，覆盖30多个城市、200多万用户，传输速度达到了每秒2.5G到10G。为了消除目前广泛使用的IPv4互联网存在黑客攻击、垃圾邮件等大量安全隐患以及解决现有互联网向下一代互联网过渡的兼容性、可管理、可扩展、可靠性和自动配置等技术难题，CERNET2开创性地提出“基于真实源地址的网络寻址体系结构”，同时，科研人员也在国际上首次提出了一种新的过渡技术方案，预计2012年前可进入大规模商用阶段。尤其值得一提的是，CERNET2首次在全国主干网大规模使用国产IPv6路由器，这对摆脱互联网领域依赖国外核心设备的被动局面、推进我国下一代互联网核心设备自主创新和产业化，具有重要战略意义。

1.3、IPv6协议主要具有以下技术优势：

近十年来，我国为了进行下一代互联网研究持续投入大量的人力和财力，并且开展了广泛的国际交流与研究活动。事实证明：以IPv6技术为核心的下一代互联网比现有网络更能加快信息技术的发展，与IPv4协议相比，IPv6协议主要具有以下技术优势：

（1）采用128位的IP地址空间，解决了IP地址资源匮乏的问题，并且用128位地址中的高64位表识网络前缀，低64位表识主机，使得地址层次丰富且分配合理。

（2）IPv6加入了对自动配置的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

（3）IPv6与IPv4相比具有更高的安全性。使用IPv6网络的用户可以实现网络层的数据加密和IP报文校验，实现IP层网络安全。

（4）采用固定的40字节报头以及类似CIDR的地址划分方式，同时取消了报头校验和字段，实现地址空间的合理分配，不仅有利于路由器进行硬件的转发处理，而且是路由表的长度减少了不少。

（5）增强了组播功能，不仅使用了更多的组播地址，而且组播域进行了划分，实现了网络带宽的有效利用，避免了广播风暴。

（6） 为服务质量控制QoS提供了良好的网络平台。

三、下一代互联网美好与广阔的发展前景、应用热点

以IPv6技术为核心的下一代互联网有着美好与广阔的发展前景，完全建设成型的下一代互联网相比现有网络将具有以下特征：

（1）更大：指目前互联网主要连接计算机系统，扩展到连接所有可以连接的电子设备。接入终端设备的种类和数量更多，网络的规模更大，应用更广泛，路由性能改善。

（2）更快：指提供更高的传输速度，特别是端到端的传输速度应该达到10Mbps（字节/秒）到100Mbps，用以支持更高性能的新一代互联网应用。

（3）更安全可信：指在以开放、简单和共享为宗旨的技术优势基础上，可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，从网络体系结构上保证网络信息的真实和可追溯，进而提供安全可信的网络服务。

（4）更及时：指改变目前互联网“尽力而为”的网络服务质量控制策略，提供可控制和有保障的网络服务质量控制，支持组播、大规模视频和实时交互等新一代互联网应用。

（5）更方便：指采用先进的无线移动通信技术，实现一个“无处不在，无时不在”的移动互联网和无线通信应用。

（6）更可管理：指克服目前互联网难以精细管理的特点，从网络体系结构上提供精细的网络管理元素和手段，实现有序的管理、有效的运营、及时的维护。

（7）更有效益：指克服目前互联网基础网络运营商“搭台”但是亏损，网络信息内容提供商“唱戏”而且盈利的不合理经济模式，创立合理、公平、和谐的多方盈利模式。

四、 总结

下一代互联网的广泛性和大众化特点，必定改变人类现有的生活方式、行为方式和思维方式，网络信息量也会以人们想像不到的速度增长。目前我国的下一代互联网技术已经全面展开，正在逐渐地取代现有互联网。下一代互联网将以其高速的传输速度和充足的IP地址给人们的生活带来巨大的改变。

参考文献：

[1]LdshinP.IPv6详解（IPV6ClearlyExplained）[M].北京：机械工业出版社，2000.