IPv6技术在现代网络中的应用研究

赵春明

摘要：IP是一个的标准化系统，从发展以来就有各种版本，目前比较有争议的两种版本是IPv4和IPv6。IPv4通常指互联网协议的第4版，它也是第一个被普遍采用，并作为当今网络中最基本的应用技术，被广泛应用于不同的底层网络。而IPv4版本后的新互联网协议则是IPv6，目前也处在进一步开发与改进的阶段。在现阶段的互联网世界中，虽然IPv4仍然占據着主导地位，但随着网络智能化的时代发展，IPv6技术已经被广泛地运用于更多的应用，将有着很大的机会替代IPv4网络。文章主要介绍了IPv6网络的技术优势与使用方法，并分析了IPv6网络在现代互联网中的具体运用。

关键词：IPv6；现代网络；应用

中图分类号：TP391  文献标志码：A

0 引言

由于信息时代的到来，互联网在多个行业和领域中得以迅速发展。在信息时代的影响中，人们也开始逐渐探究信息资源的合理利用，网际互连协议（Internet Protocol，IP）即为信息资源的一种。IP是指Internet标准的网络层协议，处于TCP/IP的体系之中。最初设置IP的主要目的是增强互联网的可扩展性，使网络难题得到有效缓解，进行更大规模的互联网沟通，也同时能够分割顶层网络应用与基础互联网技术间的关系，使双方得以独立发展。IPv4网络本来是应用得比较普遍的网络协议版本，但是随着技术发展的日益加速，IP地址空间日益紧张，路由表日益强大，路由速度逐渐变慢，IPv4版本已不适用于当前的网络发展形势。因此，为解决以上问题，网络技术人员努力研发新版本的网络协议，最终将增强简单因特网协议SIPP作为新一代的网络协议，命名为IPv6。IPv6为新一代的网络协议，可有效应用于当今的互联网。

1 IPv4技术存在的问题

首先，地址资源存在局限性。IPv4技术理论上可容纳232-1台主机，即地址有32位，随着网络的快速发展，IPv4地址容量无法满足网络需求，具有较大的局限性。其次，路由器的路由表数量激增。IPv4分配地址方式较为特殊，采用不属于网络拓扑结构分配，基于网络快速发展的背景，该种地址分配方式使得路由器数量不断递增，增加路由器的工作负荷，难以保障Internet业务量的可靠性。

2 IPv6技术的特点

与IPv4版本比较，IPv6具备了简化报头灵活扩充、分层化的地址构造以及即插即用的连接方法等优势，并解决了IPv4存在的问题。

2.1 层次化的地址结构

层次化的IP地址架构，如IPv6可以把现在的IP网址宽度扩充至4倍，从原来IPv4的32位扩展至128位，从而使更多的网络节点得到了利用［1-2］。在IPv6的网络协议中，类似的IP网址数量一般为3.4×10E38个，而IPv6则可以提供更高的IP网址等级，将IP地址空间根据各种类型的IP地址标识进行分类，而且通过将IP地址结构进行层级化的分类，可以很方便地通过中心或网干路由器对报文实现高速转发。

2.2 简化报头灵活扩展

从简化的报头灵活拓展方式来看，IPv6不仅可以对数据报发过程进行精简，还能够降低处理器的费用。IPv6报发由一处基本报发和多处扩展报发所构成，而基本报发中具有固定的40字节的宽度，能够阻止所有路由器必须处理的相关消息［3-4］。

2.3 即插即用的联网方式

IPv6的标准功能是自动分配与网络用户相关的IP地址，只要主机已和网络联通，便可自行设置地址。即插即用的联网方式具备两个优势，第一，使用者可能不需要花费精力即可完成IP地址设置，为使用者节约了一定的时间；第二，该方式能够有效地降低互联网管理者的负担。

2.4 其他优势

除上述3种技术特点之外，IPv6还具有其他的特点，如表1和图1所示。

3 IPv6技术在现代网络中的应用

3.1 IPv6技术在ADSL接入网中的实现

IPv6技术的第一应用方案即在ADSL接入网中的实现。ADSL是一个异步数据传输模式，指在通过电话线时接通互联网，用专门的“猫”，让人在使用网络时把高频与低频分开，使通话与网络都不耽误，且上网速度也会比普通上网拨号速度快。一般的ADSL都是用侧对端的封装线路完成了ADSL与数据线路层之间的连接，而这种封装的方式现在已经过渡到了IPv6中，并启用3A功能，满足运营商对用户的审核、授权和认证的需求［5-6］。目前，PPP，PPPoA，PPPoe，RBE是我国当下ADSL接入运营商常用的端对端线路封装技术。IPv6技术在ADSL上最具体的应用方式就是该网络能够利用PPP技术对客户端的服务器访问量进行存储，而假设服务器端的计算机同时也是服务器，CPE技术将能够连接服务器与访问器之间的数据，在无线互联网的情况下就能够使用IPv6服务，尽管CPE本身并不使用IPv6，但是如果在客户端启用RBE技术就可以让IPv6网络顺利地执行（注：CPE为广告计价模式的一种，属于用户互动计费，按照用户的有效互动行为来计算网络费用；RBE为晶体管交流输入电阻）。

3.2 IPv6环境中ADSL接入网的结构设计

IPv6的第二个主要应用形态是对ADSL连接网的结构设计，通过对比目前IPv6环境中的ADSL架构连接网可以得知，当前的ADSL架构连接网大致分成单向IPv6网络和纵向一体化的IPv6网络，其主要不同之处在于，单纯的IPv6网络和IPv4网络在总体上的结构差别并不大，均可通过静态分配与无态的划分方式，来划分不同的地址以满足用户的需要［7-8］。因此，采用两种截然不同的认证方式实现网络系统对数据的审核，使得互联网的科学化和公信力都获得了提升。在CPE的技术支持下，IPv6能够在获得48位前缀的同时转发64位前缀，同时如果从IPv6中直接接入PPPOE，也就不再需要CPE的技术支持，因为客户端服务器就能够径直从NAS中获得IP地址，使得CPE在所有进程中都具备了相互连接的能力，而不会威胁到整体网络系统的应用效果。与互联网相比，混合式网络系统所采用的环境比较复杂，包含了IPv4的网址和IPv6的网址。

3.3 QOS在IPv6接入网中的实际应用

由于当前的IPv6方法的传输路径通常会区别于旧IPv4方法的传输路径，且二者拨号方法不同，所以IPv6方法只会以单播和选播当作主流的方式，而不会采用广播的IP网址。因此IP的重新设计，也为破解QoS或者其他一系列新功能等重大问题创造了条件。在IPv6上，更多样化的服务类型也可以使用各种类型的多播组来实现，比如，可定义为同一个视频流量的4种类型，每个类型都按不同品质进行了编码（如5.5 KHz，11 KHz，22 KHz和44 KHz）［9］。这个例子不用具体说明优先级，因为这是和各多播组（需要透过由路由器和客户端操作系统进行的各种各样的队列和管理来控制）隐式绑定的。IPv6基本报发中，和QoS直接相关的信息元素还包括流类型以及相关的流量标志。IPv6报发还包括了若干有关管理QoS的重要信息（流类型和流标记），采用基于IP地址的分配进行优先级管理和QoS保护，在极大限度上提高了服务水平，并确保了从VoIP到视频流的高效传递。另外，如今互联网上的QoS概念还远不能标准化，而设备制造商又与网络平台采取了完全不同的QoS制度，因此，当大数据设备离开上一个IP网关走向下一个网关的时候，QoS的概念就会突然改变。因此，所有IPv6企业都需要进行企业检测和互操作性的公开测试，也需要为终端用户提供与相关设备互通和一致性检测的信息。

4 结语

目前，IPv6在世界范围内还只是处在探索阶段，很多问题还有待深入攻克，而且支撑IPv6的基础设施还十分有限。由于报文分片工作只由源节点而没有中间路由器来负责，因此，IPv6的交换速度得到提高。与IPv4相比，IPv6也拥有了更多的安全稳定性，因此，IPv6在克服了IPv4的地址缺失现象的同时，也对很多领域都进行了研究改进。IPv6的应用，不但可以缓解网络地址空间容量的不足，同时还克服了各种上网方式连入网络的困难。IPv6 128字节地址模式，将以其在IP地址容量、安全、移动性、服务质量等领域的强大优越性，彻底改变现代电信世界。

参考文献

［1］邬贺铨.加快IPv6规模部署支撑网络强国建设［J］.网信军民融合，2022（增刊1）：7-10.

［2］赵翠，赵明，汤新坤.有线电视网络设备IPv6安全关键技术浅析［J］.广播电视网络，2022（6）：36-38.

［3］蒋建峰.路由设备IPv6网络隧道功能驱动研究［J］.计算机技术与发展，2022（8）：129-134.

［4］王爽.基于IPv6的网絡日志分析系统研究［J］.计算机时代，2022（7）：52-54，58.

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［6］薄辉，张小杰.浅析IPv6改造与加固网络安全的设计与实现［J］.网络安全和信息化，2022（6）：112-115.

［7］马骁.IPv6网络过渡环境建设方案［J］.网络安全技术与应用，2022（5）：9-10.

［8］张然.高校IPv6网络安全风险与应对措施［J］.网络安全技术与应用，2022（5）：100-101.

［9］顾怀广，王高才.基于DHCPv6的高校IPv6网络双栈部署实践［J］.电脑知识与技术，2022（13）：31-33，39.

（编辑 王雪芬）

Application study of IPv6 technology in modern network

Zhao  Chunming

（Langfang Vocational and Technical College， Langfang 065000， China）

Abstract： IP refers to the network protocol， there are different versions in the issue so far， the two most controversial versions of IPv4 and IPv6， IPv4 refers to the fourth version of the Internet protocol， is also the first time to be widely used to constitute the current Internet technology basic protocol application technology， can be used in a variety of underlying networks. IPv6， the Internet protocol after the release of IPv4， is in the process of continuous development and improvement. In the current Internet world， although IPv4 still dominates， with the development of network intelligence， IPv6 technology has been widely applied in more applications， and there is a great opportunity to replace IPv4 networks. Therefore， This paper focuses on the characteristics and application of IPv6 technology， and analyzes the practical application of IPv6 technology in modern networks.

Key words： IPv6; modern networks; application