1、學術資源對IPv6技術發展的思考杜娥電子科技大學成都學院摘要 由IP地址危機產生，許多國家對Ipv6技術都已經引起足夠的重視，并且都采取了一些切實可行的措施，盡管IPv6徹底解決IPv4 地址不足的問題，但是在其發展過程中還是有一定的問題存在，因此，有必要理性的認識IPv6。關鍵字 IPv6 qos 安全問題 切換問題1、現狀由IP地址危機產生和發展起來的IPv6作為下一代互聯網協議已經得到了各方的公認，未來互聯網的發展離不開IPv6的支持和應用，甚至被認為是后起發展網絡的國家追趕“發達”國家的一個良好機遇。正因為如此，許多國家都在加緊對IPv6的研究和應用開發，尤其是歐洲國家。在中國，目前已

2、經有高校和科研機構已經與國外一些運營商合作，對IPv6進行研究實驗。信息產業部科技司副司長張新生在“第二屆下一代網絡論壇暨IPv6應用演示”研討會上提到：“建設基于IPv6的下一代網絡是重要的戰略發展方向”。IPv6作為下一代互聯網協議已經引起了各地區、各運營商的足夠重視，因為所有的人都已經認識到這樣一種前景：誰能夠率先在IPv6方面有所作為，誰就能夠在未來的競爭中占住有利位置。在眾多的設備提供商和運營商的努力下，IPv6協議已經從實驗室走向了應用階段。已有50多個國家和地區加入有關IPv6的研究。法、日、美等國的研究機構，IBM、Sun、日立等公司，分別研制開發了不同平臺上的IPv6系統軟件

3、和應用軟件；美國思科、加拿大北電網絡、Nokia等路由器廠商已經開發出了面向IPv6網絡的路由器產品。操作系統方面，基于開放源碼的Linux對IPv6提供了比較強的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微軟的最新操作系統都提供了IPv6支持。 2、IPv6基本技術為了徹底解決 IPv4 存在的問題，IETF 從1995 年開始就著手研究開發下一代IP 協議，即IPv61。IPv6 具有長達128 位的地址空間，可以徹底解決IPv4 地址不足的問題，除此之外，IPv6 還采用了分級地址模式、高效IP 包頭、服務質量、主機地址自動配置、認證和加密等許多技術。在地址容量、安全性、QoS控制、地址資源管理

4、合理性等方面均有較大幅度改進，包括對新一代全球移動業務的支持。但另一方面要看到，IPv6并不是十全十美、可全盤包攬、永世長存，畢竟只是“version6”而已，而且從IPv4至IPv6的不兼容性也可看出IP階段性設計的局限性與巨大弊端。其實，應該說地址匱乏是IPv6研究與推進的最主要驅動力，其它一些功能只是順便捎帶而已，不應不切實際地炒作與夸大。對于IPv6發展過程中的優勢，我們就不著重介紹，下面主要對IPv6在中國發展的一些關鍵問題進行探討。 （1）安全性問題 IPv6在其協議棧中強制執行了IPSec，比IPv4的安全性有所改善，但安全性問題并沒有完全解決。首先，IPSec僅為網絡層協議，負

5、責其下層的網絡安全，并不負責其上層應用，如Web、E-mail及文件傳送之類安全，另外，還需與多種手段，諸如認證體系、加密體系、密鑰分發體系等全面配合才行。其次，安全工具需要升級。IPv6不向下兼容。用于整個網絡的通信路由和安全分析的硬件和軟件都要進行升級，以支持IPv6協議，否則這些硬件和軟件都不支持IPv6。當使用邊界保護設備的時候，記住這一點是非常重要的。為了兼容IPv6，路由器、防火墻和入侵檢測系統都需要軟件或者硬件升級。再次，隧道協議產生新的風險。網絡和安全團體已經耗費了很多時間和精力確保IPv6是一個具有安全功能的協議。然而，這種轉換的最大的風險之一是使用隧道協議支持向IPv6的轉

6、換。這些協議允許在IPv4數據流通過非兼容設備時把IPv6的通信隔離開。因此，在你準備好正式支持IPv6之前，你的網絡用戶可以使用這些隧道協議運行IPv6。如果這是一個令人擔心的問題，在你的邊界內封鎖IPv6隧道協議。最后，IPv6自動設置可造成尋址的復雜性。IPv6另一個有趣的功能是自動設置。自動設置功能允許系統自動獲得一個網絡地址，而不需要管理員的干預。IPv6支持兩種不同的自動設置技術。監控狀態的自動設置使用DHCPv6，這是對目前的DHCP協議的簡單升級，從安全的角度看并沒有很大的不同。另外，關注一下非監控狀態的自動設置功能。這個技術允許系統產生自己的IP地址，并且檢查地址的重復性。從

7、系統管理的角度說，這種非集中化的方式可能更容易一些，但是，對于跟蹤網絡資源使用(或者濫用!)情況的網絡管理員來說，這種做法提出了很大的難題。(2)QoS問題IPv6 QoS改進的一個重要手段為“流標簽”， 其目的是允許發送業務流的源節點和轉發業務流的路由器在數據包上加上標記，并進行除默認處理之外的不同處理2。一般來說，在所選擇的鏈路上，可以根據開銷、帶寬、延時或其他特性對數據包進行特殊的處理。但首先IPv6至今還未制訂出流標簽應用的有關標準，一些基于流轉發的產品僅為基于廠家特定環境的產品實現而己，并非基于流標簽協議，從而大大限制其推廣與應用。其次，ATM網絡支持的電路/流的數量，基本上是以千條

8、（thousands）為單位實施擴展的；而IP網絡，特別是Internet這樣的全球網絡，其業務流基本上是以百萬條（millions）為基本單位的，這對于網絡中的路由器設備來說，很難支持如此大量的軟狀態3。同時，也存在跨多個運營商進行資源預留管理等問題。再次，由于流標簽處在一個非常暴露的位置，在抵抗服務盜用以及DoS（拒絕服務）攻擊方面比較脆弱，需要一定的措施來保護4。一般需要一個比較信任的環境，或者啟用入境（ingress）過濾等防范措施。（3）IPv4 向IPv6 的過渡問題5盡管 IPv6 比IPv4 具有明顯的先進性，但是要想在短時間內將Internet 和各個企業網絡中的所有系統全部

9、從 IPv4 升級到IPv6并不是一件容易的事情，因為從IPv4升級到IPv6涉及到很多技術問題和商業問題，甚至還有政治問題。最明顯的當然是技術更換的策略，以及基礎設施的升級和建設。IPv4的可靠性和普遍應用是IPv6發展中主要的減速因素。具體來說，現有網絡向IPv6網絡的轉化存在下述幾個方面的困難：現有的IPv4網絡運行十分穩定，設備制造商（包括芯片設計與生產商）、網絡運營商、網絡連接提供商等正從IPv4上獲得穩定的收益，在目前他們還不想轉到IPv6上，因為那意味著淘汰現有設施，構建新的通信網絡，新的IPv6網絡的成本需要相當長的時間才能收回。 網絡管理員懼怕任何需要對大量基礎設施進行升級的

10、操作。瀏覽器、IP電話、網絡游戲、Web商業應用等每一個使用IPv6網絡的應用都必須進行修改。 當前人們開發網絡應用時都還基于IPv4網絡，因此IPv6網絡提供給用戶的應用還十分少。只要現有的IPv4網絡還能夠十分經濟的解決人們各個方面的應用需求，IPv6就無法得到長足的發展和大面積推廣。數據業務是驅動IPv6技術實現的一個最重要的動力源。如果沒有足夠的需求必須要采用獨立的合法IP地址，那么運營商也就不會熱衷于升級設備或擴建基礎設施。 操作系統對IPv6的支持還不充分。目前作為終端用戶最常用的操作系統之一的Windows不能提供對IPv6的完全支持，使得設備開發商無法及時推出支持IPv6的應用

11、設備，特別是IPv6終端設備。這使得用戶也無法很好的熟悉并使用IPv6網絡。 (4)IPv6的移動通信殺手锏應用問題 移動IPv6對3G及3G演進等新一代移動通信應用可提供有力支撐，但IPv6在新一代移動通信終端上的有效應用還有很長的路要走。目前的PDA手機內置僅為IPv4協議棧，并不支持移動特性，而現今借助GPRS、cdma2000 1x上網的手機使用的均為專網地址，從而從后向兼容演進角度看，期望IPv6成為3G的殺手锏應用絕非輕而易舉之事。 而且移動IPv6中的無縫切換問題，保證較低的時延與丟包率也是有一定的難度。(5)中國IPv4/IPv6地址資源匱乏問題 IPv6的地址數約為IPv4地

12、址量的8萬兆兆平方倍，有人甚至聲稱它可賦予地球上每一顆沙子及每一滴水以相應的地址，即便如此，NGN與GII是瞄準全球個人化、個性化及個體化為目標的，后兩者的需求內涵與數量將遠遠超越直接意義上的全球“個人”數量，哪怕只是覆蓋最重要的那些“沙子”與“水滴”，IPv6地址能力的真正充裕性便值得懷疑，更何況遍及每一顆沙子及每一滴水。眾所周知，IPv4地址分配極不合理，分布亦極不均衡，美國3億人口，1.65億互聯網用戶，擁有75個A類地址，占據了全球IP地址的70%；中國13億人口，互聯網用戶數已達9000萬左右，估計2007年將達3億左右，但僅擁有不到3個A類地址，僅相當美國IPv4地址數的1/38左

13、右，而根據全球IPv6論壇于2004年3月公布的預測資料，目前對IP地址需求最多的15個國家即需附加298個A類地址，超過目前剩余IPv4地址庫地址量的3倍，其中，僅中國即需附加105個A類地址。如此看來中國未來IP地址惟一可行選擇只能是IPv6了，但在依然為先到先占和按需分配基本原則指導下的IPv6地址資源爭奪大戰序幕已經拉開，而中國在第一回合中已處于很不利的地位：截至2004年6月我國分配到的IPv6地址塊僅為11塊，僅占全部已分地址塊606塊的1.8%，且均為/32類別的缺省型。捷足先登的一些國家仍占大頭，例如，至2003年底，美國、日本、德國、荷蘭、英國五個國家所分配到的IPv6地址即

14、占全球總數的48%。在亞太地區我國分到的IPv6地址僅占11%，約為韓國的40%、日本的16%。因此，缺乏IP地址前提下過多奢談什么“中國需要IPv6，IPv6更需要中國”以及希望“中國引領全球IPv6推廣應用，成為真正IPv6大贏家”之類口號實在是沒有什么意義。應從NGN發展總目標入手，促使通信、計算機、廣播電視、教育科研、商務政務、國防軍事等方方面面聯合起來，全面分析考慮及聯手申請IPv6地址已成我國當務之急，爭取在IPv6地址新一輪爭奪大戰中取得好戰績，同時應積極響應ITU-T對IPv6地址分配的有益的戰略觀點，摒棄“杞人憂天，犯不上著急，IPv6地址取之不盡，眼下沒有必要去爭搶”之類短

15、視的想法，從分配機制上進行改進，使IPv6地址的分配不致重蹈IPv4的覆轍，向更合理與健康的分配軌道發展。 建立一種權威的、公平合理的IPv6地址分配管理機制是國際社會努力的目標，甚至是當務之急。ITU-T趙厚麟局長提議在目前由幾個大區民間登記分配機構來分配管理全球IPv6地址的基礎上，在IPv6的地址中劃出一塊，由國際電聯按照公平合理的原則免費直接分配給每個國家，再由各國在自己的國內市場分配管理。這樣一來，主權問題可以有效地解決，各國可以更有效地規劃建設自己的網絡和服務，而網民們在申請地址時多了一個選擇對象，有利于加強市場競爭，這是一個對絕大多數國家有吸引力的、合理的、建設性提議，有利于IPv6的健康發展，應予積極支持。 3、小結IPv6 是用于建立可靠的、可管理的、安全和高效的IP 網絡的一個長期解決方案。因此，盡管IPv6 的實際應用還需要一段時間，但是了解和研究IPv6 的重要特性以及它針對目前IP 網絡存在的問題而提供的解決方案，對于制定企業網絡的長期發展計劃，規劃