隨著互聯(lián)網(wǎng)在社會生活各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和商業(yè)化的深入發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)難以滿足和支持大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如交互式遠(yuǎn)程實(shí)時教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療(手術(shù))、數(shù)字化圖書館、虛擬實(shí)驗(yàn)室等。與此同時，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)營已經(jīng)變得非常復(fù)雜，地址空間匱乏、帶寬瓶頸、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)保密、服務(wù)質(zhì)量、新業(yè)務(wù)的盈利模式、對移動特性的支持等問題變得越來越突出。IPv6作為下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)以其鮮明的技術(shù)優(yōu)勢得到廣泛的認(rèn)可。
網(wǎng)絡(luò)上所有的設(shè)備(例如：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、計算機(jī)及交換機(jī)、路由器、防火墻等)之間通信都要遵守一定的規(guī)則，這些規(guī)則的集合被稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即TCP／IP協(xié)議。它定義了通信時信息必須采用的格式和這些格式的意義，它分為4個層次：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。
其中，IP是Internet Protocol(網(wǎng)際協(xié)議)的簡寫，定義了相互通信的兩個節(jié)點(diǎn)之間網(wǎng)絡(luò)層交互方式的標(biāo)準(zhǔn)，是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)議。
目前互聯(lián)剛使用的是IP協(xié)議第4版本即IPv4。IPv4協(xié)議規(guī)定，每個互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)和路由器都有一個32位的IP地址，這一編碼組合是惟一的。IPv4地址用3個“．”隔開的4個小于256的十進(jìn)制非負(fù)整數(shù)表示，如“129.0.4.67”。IPv4地址結(jié)構(gòu)分為A、B和C三類。A類地址可用作126個網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)可容納1600萬個主機(jī)節(jié)點(diǎn)。B類地址可用作16000個網(wǎng)絡(luò)，可容納65000個主機(jī)節(jié)點(diǎn)。c類地址可用作200萬左右的網(wǎng)絡(luò)，可容納254個主機(jī)節(jié)點(diǎn)。
經(jīng)過多年的發(fā)展，IPv4地址協(xié)議已經(jīng)出現(xiàn)明顯的局限，最主要的問題就是IPv4地址已經(jīng)不能滿足需要。IPv4的地址空間為32位，理論上支持40億臺終端設(shè)備的互聯(lián)，但實(shí)際上由于A、B、C等地址類型的劃分，浪費(fèi)了上千萬的地址，再加上關(guān)于地址的許多其他的特殊規(guī)定和用途，一般來說，整個地址空間的實(shí)際利用率只能達(dá)到10％左右。
此外，由于歷史的原因，美國掌握了絕對的控制權(quán)，在IP地址資源的分配上，美國一些大學(xué)和公司占用了大量的IP地址。例如，MIT(麻省理工學(xué)院)、IBM(國際商用機(jī)器公司)和AT&T(美國電話電報公司)分別占用了 1600多萬、1700多萬和1900多萬個IP地址，而分配給像中國這樣的大國所用的地址量還不如美國一個大學(xué)。我們的公眾網(wǎng)因IP地址匱乏，被迫大量使用轉(zhuǎn)換地址，嚴(yán)重影響了互聯(lián)網(wǎng)本身的效益及安全。
目前占有互聯(lián)網(wǎng)地址的主要設(shè)備早已由20年前的大型機(jī)變?yōu)镻C機(jī)，在將來，越來越多的電子設(shè)備也會連接到互聯(lián)網(wǎng)上，包括PDA、汽車、手機(jī)、各種家用電器等。特別是手機(jī)，為了向第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)靠攏，幾乎所有的手機(jī)廠商都在向互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)(CANN)申請，要給他們生產(chǎn)的每一部手機(jī)都分配一個IP地址。而競爭激烈的家電企業(yè)也要給每一臺帶有聯(lián)網(wǎng)功能的電視、空調(diào)、微波爐等設(shè)置一個IP地址。IPv4顯然已經(jīng)無法滿足這些要求。
目前，解決地址資源不足問題的技術(shù)手段主要是NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)和CIDR(無類別域問路由)。它們雖然很好地解決了地址問題，但這樣的解決方案也是有代價的。由于缺乏同一性的地址繼承性關(guān)系，CIDR嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)尋址和選擇路由的性能。而在局域網(wǎng)內(nèi)部使用私有IP地址的NAT技術(shù)破壞了全球惟一地址的模型與地址的穩(wěn)定性，破壞了對等網(wǎng)絡(luò)的模型，直接導(dǎo)致了很多點(diǎn)對點(diǎn)的業(yè)務(wù)無法開展、許多網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議無法執(zhí)行，QoS(服務(wù)質(zhì)量)更加無法保障。
為了解決現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)的問題，Ipv6應(yīng)運(yùn)而生。IPv6繼承了IPv4的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)IPv4多年來運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了大幅度的修改和功能擴(kuò)充，比IPv4處理性能更加強(qiáng)大、高效。IPv6的出現(xiàn)將從根本上解決現(xiàn)存的IPv4網(wǎng)絡(luò)地址枯竭和路由表急劇膨脹的兩大危機(jī)。人們已形成共識，認(rèn)為IPv6取代IPv4是必然發(fā)展趨勢，經(jīng)過一個較長的IPv4和IPv6共存的時期，IPv6最終會完全取代IPv4在互聯(lián)網(wǎng)上占據(jù)統(tǒng)治地位。
IPv6將現(xiàn)有的IP地址長度擴(kuò)大4倍，由當(dāng)前IPv4的32位擴(kuò)充到128位，以支持大規(guī)模數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。按保守方法估算IPv6實(shí)際可分配的地址，整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址。由于擁有足夠的地址，許多在IPv4下無法實(shí)現(xiàn)或很難實(shí)現(xiàn)的端到端應(yīng)用可以很方便地實(shí)現(xiàn)。同時由于采用了結(jié)構(gòu)化的地址結(jié)構(gòu)，可以方便實(shí)現(xiàn)路由聚合，解決了當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)核心路由器、路由表劇烈膨脹的問題。
對比IPv4，IPv6有如下特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也可以稱作是IPv6的優(yōu)點(diǎn)：簡化的報頭和靈活的擴(kuò)展；層次化的地址結(jié)構(gòu)；即插即用的連網(wǎng)方式；網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密；服務(wù)質(zhì)量的滿足；對移動通訊更好的支持。
同樣，移動IPv6(MIPv6)在新功能和新服務(wù)方面可提供更大的靈活性?；谝苿覫Pv6協(xié)議集成的IP層移動功能具有很重要的優(yōu)點(diǎn)。尤其是在移動終端數(shù)量持續(xù)上漲的今天，這些優(yōu)點(diǎn)更加突出。
由IP地址危機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展起來的IPv6作為下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議已經(jīng)得到了各方的公認(rèn)，未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開IPv6的支持和應(yīng)用，甚至被認(rèn)為是后起發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的國家追趕“發(fā)達(dá)”國家的一個良好機(jī)遇。
許多國家對IPv6技術(shù)都已經(jīng)引起足夠的重視，并且都采取了一些切實(shí)可行的措施，尤其是一些歐洲國家。作為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地，美國也在積極地進(jìn)行IPv6的研究和建設(shè)。中國對于IPv6技術(shù)的態(tài)度是“積極跟蹤、把握機(jī)遇、穩(wěn)妥推進(jìn)”，并且在部分地區(qū)實(shí)行了網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)。
同樣，各運(yùn)營商也對IPv6非常重視。IBM、Sun、日立等公司，分別研制開發(fā)了不同平臺上的IPv6系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件；美國思科、加拿大北電網(wǎng)絡(luò)等路由器廠商已經(jīng)開發(fā)出了面向IPv6網(wǎng)絡(luò)的路由器產(chǎn)品。操作系統(tǒng)方面，基于開放源碼的Linux對IPv6提供了比較強(qiáng)的支持，Sun、IBM、康柏、惠普和微軟的最新操作系統(tǒng)都提供對IPv6的支持。
因此，從整體上來講，IPv6的技術(shù)已經(jīng)成熟，標(biāo)準(zhǔn)也基本完善，一些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和核心設(shè)備都已陸續(xù)開始支持其使用，但是在具體實(shí)施的問題上，由于經(jīng)濟(jì)利益上的關(guān)系，在目前還沒有普遍推廣，而是處于與IPv4相互并存和過渡的階段。
近兩年來由于亞洲和歐洲力量的推動，IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程明顯加快，具有IPv6特性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)終端，以及相關(guān)的硬件平臺的推出也已加快了進(jìn)度。在這種趨勢下，IPv6的關(guān)鍵應(yīng)用將很快出現(xiàn)。
13G業(yè)務(wù)
由于IP的諸多優(yōu)點(diǎn)和全球IP浪潮的沖擊，3G演變?yōu)槿獻(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的趨勢越來越明顯。為了滿足永遠(yuǎn)在線的需要，每一個要接入互聯(lián)網(wǎng)的移動設(shè)備都將需要兩個惟一的IP地址來實(shí)現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)連接，本地網(wǎng)絡(luò)分配一個靜態(tài)IP地址，連接點(diǎn)分配第二個IP地址用于漫游。GPRS和3G作為未來移動通信藍(lán)圖中的核心組成部分，對IP地址的需求量極大，只有IPv6才能滿足這種需要。
2個人智能終端
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了個人電子設(shè)備的發(fā)展，由呼機(jī)、手機(jī)、PDA到智能手機(jī)的發(fā)展趨勢看，有聯(lián)網(wǎng)能力的集成數(shù)據(jù)、語音和視頻的個人智能終端已經(jīng)出現(xiàn)。經(jīng)過2～4年的發(fā)展，其規(guī)模就會相當(dāng)大，由此將產(chǎn)生巨大的對IP地址的需求，這將是過渡到IPv6的一個最大動因。
3家庭網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)家電將是下一代網(wǎng)絡(luò)中的重要應(yīng)用之一。所謂網(wǎng)絡(luò)家電，指通過個人電腦、PDA等信息設(shè)備可對連接在家庭網(wǎng)絡(luò)中的空調(diào)、電飯煲、微波爐、冰箱、電視、音響和照明設(shè)備等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控?；贗Pv6技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)將在廣泛分析現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計更能滿足當(dāng)前家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特點(diǎn)的新型家庭網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，更具合理性和可行性。
4在線游戲
在線游戲需要把分散在不同地域的用戶連接起來，并保證安全、隱私和計費(fèi)的需要。另外，在線游戲必須支持固定和移動兩種網(wǎng)絡(luò)接入方式。采用基于IPv6技術(shù)的游戲終端主要是和游戲服務(wù)器進(jìn)行交互。由于這些技術(shù)和商務(wù)的需要，在線游戲如果沒有IPv6的支持肯定無法獲得成功，這應(yīng)該是IPv6對軟件和設(shè)備的一個驅(qū)動力，在線游戲可能也是近期推動IPv6進(jìn)程的業(yè)務(wù)之一。
正如全球IPv6權(quán)威專家所說：“IPv4是把電腦與電腦連接起來，IPv6則是把人與人連接起來?！币訧Pv6為核心技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展前景巨大，必將帶領(lǐng)現(xiàn)代信息世界走向輝煌的明天。
來源：北京郵電大學(xué)出版
媒體來源：人民微看點(diǎn)
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