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1、毕业论文 课题：深入剖析IPV6技术及应前景分析姓 名： 学 号： 系别专业： 计算机科学与技术（网络工程） 指导教师： 完成日期： 摘要 随着现在互联网结束的发展，IPV4所存在的问题越来越被凸显出来，人们也成立的专门的组织解决这个问题，IPV6便应运而生了。IPV6的出现解决了IPV4地址不够用的最大问题，也使网络变得更安全，同时也为迎接物联网的到来，提供了条件和支持。要使用IPV6，我们就必须对IPV6的编址有所了解。但是目前，IPV4还占主导地位，IPV6不可能瞬间取代IPV4，所以我们还需要使用一些过渡技术，以实现IPV6和IPV4之间的通信，顺利的完成IPV4到IPV6的过渡。关键
2、词：操作方法 实际应用 安全问题 过渡技术目录第一章IPV6基础41.1定义41.2.原因41.3简介41.4特点5第二章IPV6技术72.1 应用72.2 优势72.3 关键技术82.4 发展现状9第三章IPV6的操作方法和实际应用103.1操作方法103.1.1 包头103.1.2 流标签113.1.3 扩展包头113.1.4 数据包123.1.5 网络管理123.2实际应用133.2.1 编址133.2.2 隧道测试173.3寻址183.4 表达形式183.4.1 十六进制183.4.2 压缩形式183.4.3 混合形式193.5 地址类型193.6自动配置20第四章 路由和安全问题22
3、 4.1 路由22 4.2 安全问题22第五章 过渡技术255.1 引入255.2 过渡方法25第六章 地址申请和国内使用296.1 地址申请296.2中国使用30第一章IPv6基础IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。. 定义IPv6是“Internet Protocol
4、 Version 6”的缩写，它是IETF(Internet Engineering Task Force 译：互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议。全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。1.2原因 从计算机技术的发展、因特网的规律和网络的传输速率来看，IPV4都已经不适用了。其中最主要的问题就是IPV4的32比特的IP地址空间已经无法满足迅速膨胀的因特网规模。为此，IETF在1992年6月就提出要制订下一代的Ipng。由于此前推出的IPV5未获广泛认同和应用，因此Ipng最
5、后正式定名为IPV6。.3简介我们使用的第二代互联网IPv4技术，核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至IP地址已于2011年2月3日分配完毕。其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿，落后于4.2亿网民的需求。地址不足，严重地制约了中国及其他国家互联网的应用和发展，由128位二进制数码表示。一方面是地址资源数量的限制，另一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生
6、活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下，IPv6应运而生。单从数量级上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约81028倍，达到2128（算上全零的）个。这不但解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。但是与IPv4一样，IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。准确的说，使用IPv6的网络并没有2128个能充分利用的地址。首先，要实现IP地址的自动配置，局域网所使用的子网的前缀必须等于64，但是很少有一个局域网能容纳264个网络终端；其次，由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则，地址的浪费在所难免。但是，如果说IPv4实现的
7、只是人机对话，而IPv6则扩展到任意事物之间的对话，它不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等，它将是无时不在，无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网。而且它所带来的经济效益将非常巨大。当然，IPv6并非十全十美、一劳永逸，不可能解决所有问题。IPv6只能在发展中不断完善，也不可能在一夜之间发生，过渡需要时间和成本，但从长远看，IPv6有利于互联网的持续和长久发展。国际互联网组织已经决定成立两个专门工作组，制定相应的国际标准。2013年8月13日15日 2013中国互联网大会 话题涉及IPv6等领域。2013年4月11-12日 2013全球IPv6下
8、一代互联网高峰会2012年4月 北京 2012 全球IPv6高峰会议2011年4月 北京 2011 全球IPv6下一代互联网高峰会议2010年4月 北京 2010 全球移动互联网暨IPv6新一代互联网高峰会议2013 全球IPv6过渡技术国际测试大会 2012年6月 北京 2012 全球IPv6过渡技术国际测试大会（首届） 2012年11月 北京.4特点（1）IPV6地址长度为128位，地址空间增大了2的96次方倍；（2）灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。IPV6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了
9、报文处理速度；（3）IPV6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量；（4）提高安全性。身份认证和隐私权是IPV6的关键特性；（5）支持更多的服务类型；（6）允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展；第二章技术2.1应用IPv6的普及一个重要的应用是网络实名制下的互联网身份证/VIeID，基于IPv4的网络之所以难以实现网络实名制，一个重要原因就是因为IP资源的共用，因为IP资源不够，所以不同的人在不同的时间段共用一个IP，IP和上网用户无法实现一一对应。在IPv4下，根据IP查人也比较麻烦，电信局要保留一段时间的上网日志才行，通常因为数据量很大，运营商只保留
10、三个月左右的上网日志，比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。IPv6的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题，因为那时IP资源将不再紧张，运营商有足够多的IP资源，那时候，运营商在受理入网申请的时候，可以直接给该用户分配一个固定IP地址，这样实际就实现了实名制，也就是一个真实用户和一个IP地址的一一对应。当一个上网用户的IP固定了之后，你任何时间做的任何事情都和一个唯一IP绑定，你在网络上做的任何事情在任何时间段内都有据可查，并且无法否认。在多种IPv6应用中，物联网应用覆盖了智慧农业、智能环保、智能建筑、智能交通等广泛领域，提供“无所不在的连接和在线服务”，包括在线监测、定位追溯、
11、报警联动、指挥调度、远程维保等服务。2.2优势与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：一：IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，最大地址个数为232；而IPv6中IP地址的长度为128，即最大地址个数为2128。与32位地址空间相比，其地址空间增加了2128-232个。现在，IPv4采用32位地址长度，约有43亿地址，而IPv6采用128位地址长度可以忽略不计无限制的地址，有足够的地址资源。地址的丰富将完全删除在IPv4互联网应用上有很多的限制，如IP地址，每一个电话，每一个带电的东西可以有一个IP地址，与真正形成一个数字家庭的家庭。IPv6的技术优势，目前在一定程度
12、上解决IPv4互联网存在的问题，这使得IPv4向IPv6演进的重要动力之一。二：IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。三：IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的控制（Flow Control），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台。四：IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。
13、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。五：IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。极大的增强了网络的安全性。六：允许扩充。如果新的技术或应用需要时，IPV6允许协议进行扩充。七：更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，如果需要，可将选项插入到基本头部与上层数据之间。这就简化和加速了路由选择过程，因为大多数的选项不需要由路由选择。八：新的选项。IPV6有一些新的选项来实现附加的功能。2.3关键技术(1)IPv6DNS技术
14、。DNS，是IPv6网络与IPv4DNS的体系结构，是统一树状型结构的域名空间的共同拥有者。在从IPv4到IPv6的演进阶段，正在访问的域名可以对应于多个IPv4和IPv6地址，未来的IPv6网络的普及，IPv6地址将逐渐取代IPv4地址。(2)IPv6路由技术。IPv6路由查找与IPv4的原理一样，是最长的地址匹配原则，选择最优路由还允许地址过滤，聚合，注射操作。原来的IPv4IGP和BGP的路由技术，如ISIS，OSPFv2和BGP-4动态路由协议一直延续IPv6网络中，使用新的IPv6协议，新的版本分别是ISISv6、OSPFv3，BGP4+。(3)IPv6安全技术。相比IPv4，IPv
15、6没新的安全技术，但更多的IPv6协议通过128字节的，IPsec报文头包的，ICMP地址解析，和其它安全机制来提高安全性的网络。IPv6的关键技术的角度来看，IPv6和IPv4的互联网体系改革，重点是修正IPv4的缺点。过去，在处理的过程中，在不同的数据流的IPv4大规模的更新浪潮的咨询服务。IPv6将进一步改善互联网的结构和性能，因此它能够满足现代社会的需要。2.4发展现状发展IPv6标准的国际组织中，IPv6协议由互联网工程任务组(IETF)开发的，ITU是考虑IPv6协议在电信网络的应用，3GPP组织主要负责IPv6在3G核心网以及3G终端的应用。IPv6协议的过程由IETF的组织内完成。第三章操作方法和实际应用3.1操作
