IPv6技术白皮书-6W100.pdf

1概述
Pv6(Internet Protocol Version 6,互联网协议版本6)是网络层协议的第二代标准协议,也被称为IPng(IP Next Generation,下一代互联网协议)。IPv6不仅解决了IPv4地址空间不足的问题,还在IPv4协议的基础上进行了一些改进,例如,通过扩展头提高IPv6协议的可扩展性、内置安全性解决网络安全问题。
Pv6可以为互联网和物联网提供更加广泛的连接,实现万物互联,打造数字化基础设施,促进物联网、工业互联网、人工智能等新应用、新领域的创新。在5G、物联网等新兴领域飞速发展的今天,IPv6协议的魅力不断展现,IPv6协议获得了更加广阔的发展空间。
本文在讲解IPv6技术的优势、基于IPv6的应用协议扩展后,将介绍IPv6协议的发展方向(即IPv6+),并提供几种常见的IPV6部署方案,以帮助用户理解和部署IPv6协议。
2 IPv6技术优势
2.1充足的地址空间
IPv6地址的长度是128比特(16字节),可以提供超过3.4×10个地址。在万物互联的需求下,IPv6具有足够大的地址空间,可以为每一个具有联网需求的终端提供IPv6地址,而不用担心地址耗尽,极大地增强了互联网的服务能力。
2.2层次化的地址结构
IPv6的地址空间采用了层次化的地址结构,地址管理更加便捷,且有利于路由快速查找,借助路由聚合,还可以有效减少IPv6路由表占用的系统资源。
IPv6地址使用多层等级结构。地址注册机构分配IPv6地址范围后,服务提供商、组织机构可以根据各自的需要在该IPv6地址范围内分层级、更加精细地划分地址范围,以管理所辖范围内的地址分布。如图1所示,IPv6地址由以下几部分组成:
· 网络前缀:由CNNIC(China Internet Network Information Center,中国互联网络信息中心)
和ISP分配。
· 子网ID:组织机构根据需要分层级划分地址范围。例如,先根据地域分别为省、市分配地址
范围,再按照业务类型分配地址范围。
· 接口ID:网络中主机的标识。

2.3简化报文头
通过将IPv4报文头中的某些字段裁减或移入到扩展报文头,减小了IPv6基本报文头的长度。IPv6使用固定长度的基本报文头,从而简化了转发设备对IPv6报文的处理,提高了转发效率。尽管IPv6地址长度是IPv4地址长度的四倍,但IPv6基本报文头的长度只有40字节,为IPv4报文头长度(不包括选项字段)的两倍。

2.4灵活的扩展头
IPv6取消了IPv4报文头中的选项字段,并引入了多种扩展报文头,在提高处理效率的同时还大大增强了IPv6的灵活性,为IP协议提供了良好的扩展能力。IPv4报文头中的选项字段最多只有40字节,而IPv6扩展报文头的大小只受到IPv6报文大小的限制。
2.4.1 IPv6扩展头类型
Pv6支持的扩展头如表1所示。扩展头使得IPv6协议具有良好的扩展性。根据业务需要,IPv6不仅可以定义新的扩展头,还可以在已有扩展头中定义新的子扩展头。

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