掌握IPv6网络协议的优势(1)

掌握IPv6网络协议的优势(1)

IPv4的IP地址已经到了尽头，那么IPv6网络协议的使用就显得极为重要。那么IPv6只是为了缓解互联网的地址压力吗？答案当然是NO。那么它还有什么优点是值得我们去使用的呢？现在就让我们看看文章中是如何说的吧。

(1)巨大的地址空间

IPv6的源地址和目标地址都是128位的(16字节),几乎可以不受限制地提供IP地址，128位可以表达超过3.4×1038种可能的组合,也就是说整个地球的每平方米面积上可以分配6.65×1023个IP地址,设计这种巨大的地址空间的目的是为了能更好的把路由器域名划分出层次结构,并更好地反映出现代Internet的拓扑结构,使寻址和路由层次的设计更具灵活性,允许使用多级的子网划分和地址分配,涵盖范围从Internet骨干直到机构组织内部的各个子网,这些正是基于IPv4的Internet所缺乏的，即便是算上目前已为主机分配的所有IP地址,IPv6网络协议仍然还有充足的地址可供今后使用，由于有绝对更多地可用地址,就不再需要一些节约地址的技术,比如NAT转换,这样就可以全面建立端到端的连接了。

(2)新的协议头格式

IPv6协议的头采用一种新的格式,可最大程度地减少协议头开销。IPv6的报头有一个基本包头和多个扩展包头构成,基本包头具有40字节的固定长度,放置所有路由器都需要处理的信息。由于Internet上的绝大部分包都只是被路由器简单地转发,因此固定的包头长度有助于加快路由速度。为实现这个目标,IPv6包头中字段的数量从IPv4中的12(包括选项)个,降到了8个;中间路由器必须处理的字段从6个降到了4个,这样网络中的中间路由器在处理这种简化的IPv6协议头时,效率就更高;很少使用的字段,如支持拆分的字段,以及IPv4包头中的选项,被移到了IPv6包头的扩展包头中。IPv6定义了多种扩展包头,能提供对多种应用的强力支持,同时又为以后支持新的应用提供了可能。IPv4头和IPv6头不具有互操作性。IPv6从功能上说,并不是IPv4的超集,也就是说它并不向下兼容IPv4。因此每台主机或路由器都必须既实现IPv4,又实现IPv6协议,以便识别和处理两种不同的协议头。虽然新IPv6中的地址位数是IPv4地址位数的4倍,但是,新IPv6协议头的长度仅是IPv4协议头的2倍。

(3)有效地、分级的寻址和路由结构

与IPv4地址空间的划分准则相似,IPv6网络协议的地址空间也是基于地址中高位的值来进行划分的。高位和它们的固定值称为格式前缀(FP)。根据格式前缀位的多少划分IPv6地址空间,目前已分配的有为网络服务接入点(NSAP)、可集聚全球单播地址、链路本地单播地址、站点本地单播地址和多播地址,当前可被IPv6节点使用的单播地址集合由可集聚全球单播地址、链路本地单播地址和站点本地地址组成。IPv6中的全球地址中的字段创建了一个3层的拓扑结构。

IPv6使用全球地址的设计意图是创建一个有效地、分层次的并且可以概括的路由结构,这种路由结构是基于当前存在的多级ISP体系而设计的。公共拓扑是提供接人服务的大大小小的ISP的集合。站点拓扑是一个机构站点的内部子网的集合。接口标识符惟一地标识了一个机构站点的内部子网上的一个接口。在采用IPv6的Internet中,骨干路由器具有更小的路由表,这种路由表对应着全球ISP的路由结构。

(4)有状态和无状态的地址配置

为简化主机配置,IPv6协议既支持有状态的地址配置(例如,在有DHCPv6服务器时的地址配置),也支持无状态的地址配置(例如,在没有DHCPv6服务器)。在无状态的地址配置中,链路上的主机会自动地为自己配置适合于这条链路的IPv6地址(称为链路本地地址),或者适合于IPv4和IPv6共存的IP地址,或者由本地路由器加上了前缀的IP地址。甚至在没有路由器的情况下,同一链路上的所有主机,也可以自动配置它们的链路本地地址,这样不用手工配置也可以进行通信。链路本地地址在一秒钟之内就能自动配置完成,因此同一链路上的节点的通信几乎是立即进行的。相比之下,一个使用DHCP的IPv4主机则要等上整整1分钟:先放弃DHCP的配置,然后自己配置一个IPv4地址。