IPV6技术研究论文

IPV6技术研究论文（精选6篇）

IPV6技术研究论文 第1篇

IPV6技术研究论文

关键词：IPV6，报文，IPV4

1.IPV6的特性IPv6是下一代互联网的灵魂，相比IPv4，IPv6具有以下新特性：报文格式的变化;地址空间扩展到128位，支持几乎无限大的地址空间;减小了路由表的大小，使路由器能更快的处理数据包;提供更好的安全性，实现IP级的安全;支持多种服务类型，并支持组播;支持自动地址配置，允许主机不更改地址实现异地漫游;允许新旧协议共存一段时间;支持可移动主机和网络等具体要求等等。

2.IPV6的报文结构IPv6报头是由IPv6基本报头和扩展报头组成的。在IPv4中有10个固定长度的域、2个地址空间和若干个选项，而IPv6中只有6个域和2个地址空间。虽然IPv6基本报头总共占用40字节，是IPv4报头的2倍，但因其长度固定(IPv4报头长度是变化的)，故不需消耗过多的内存容量;又因其要处理的域由14个减少到8个，从而大大减少了路由器上的软件处理内容。在IPv6中，选项由扩展报头定义。

在IPv4中，所有报头以32位为单位，即基本的长度单位是4个字节。在IPv6中，报头以64位为单位，且报头的总长度是40字节。IPv6协议的基本报头中定义了的字段，其中：

1) 报文长度。长度为16位，其中包括包净荷的字节长度，即IPv6报头后的包中包含的字节数。这意味着在计算净荷长度时包含了IPv6扩展头的长度。

2) 下一个头。这个字段指出了IPv6报头后所跟的头字段中的协议类型。与IPv6协议字段类似，下一个头字段可以用来指出高层是TCP还是UDP，但它也可以用来指明IPv6扩展头的存在。

3) 跳数限制。长度为8位。每当一个节点对包进行一次转发之后，这个字段就会被减1。如果该字段达到0，这个包就将被丢弃。

4) 源地址和目的地址。长度都为128位，它们指出了IPv6包的发送方和接收方地址。如果使用了选路扩展头，其目的地址可以是其中某一个中间节点的地址而不必是最终地址。

IPv6能在IP报头上提供附加的.头。当到目的地的简单路由不可能时，或者当需要特殊服务如认证时，扩展头就是必要的。免费论文。IPv6定义了几种扩展头类型，每个扩展头中的下一头域标识下一个扩展头：

1) 逐跳选项头(Hop-by-Hop Options)。此扩展头必须紧随在IPv6头之后。它包含包所经路径上的每个节点都必须检查的选项数据。由于它需要每个中间路由器进行处理，逐跳选项只有在绝对必要的时候才会出现。

2) 选路头(Routing)。此扩展头指明包在到达目的地途中将经过哪些节点。IPv6头的最初目的地址是路由头的一系列地址中的第一个地址，而不是包的最终目的地址。此地址对应的节点接收到该包之后，对IPv6头和选路头进行处理，并把包发送到选路头列表中的第二个地址。如此继续，直到包到达其最终目的地。

3) 分段头(Fragment)。此头包含一个分段偏移值、一个“更多段”标志和一个标识符字段。用于源节点对长度超出源端和目的端路径MTU的包进行分段。

4) 目的地选项头(Destination Options)。此扩展头代替了IPv4选项字段。目前，唯一定义的目的地选项是在需要时把选项填充为64位的整数倍。

5) 身份验证头(AH)。免费论文。此扩展头提供了一种机制，对IPv6头、扩展头和净荷的某些部分进行加密的校验和的计算。

6) 封装安全性净荷(ESP)头。它指明剩余的净荷已经加密，并为已获得授权的目的节点提供足够的解密信息。免费论文。

3.IPV6的发展状况目前因特网上的IP协议采用的是IPv4，由于地址匮乏等原因，早在90年代中期IETF制定了IPv6以取代IPv4，12月发布草案标准RFC2460之后，IPv6实际上已经相当成熟。但是IPv6在很长一段时间里藏在实验实里得不到应用，全球只有少数几个实验网。事实上，IPv6技术的发展与IPv4资源分配状况息息相关，因此也就决定了IPv6技术在世界各地发展的不平衡状况。

国外目前的研究正向实用化发展，领先的主要是欧洲、日本、韩国。日本在IPv6研究方面做的最好，日本政府制定了“e-Japan”的战略;～开始分配IPv6的地址，～开始全日本的IPv6商用化服务。韩国信息通信部提出“下一代互联网基础规划”，而且对IPv6技术的研究也得到欧盟政府的支持。在欧洲，互联网方面落后于美国，但在移动通信方面却领先于美国，所以欧洲发展IPv6的基本战略是“先移动，后固定”，希望在IPv6方面掌握先机，政府和各大公司对IPv6的态度都比较积极。而美国因为得到了充裕的IPv4地址，所以在IPv6的研究上表现不是很积极。

由于历史的原因，中国在IPv4的发展中处于后进的状态，在国际上发言权不多，导致在IP地址的供需上严重失衡。截止8月，拥有13亿人口的中国，只有大约2502万个IP地址，B类地址仅有数百个，A类地址一个都没有。不言而喻，中国应该是全球最需要IP地址的国家之一。同时，中国作为一个互联网和移动通信大国，势必要在下一代互联网标准和资源分配中力争更大的发言权。IPv6作为核心基本技术，将带动大量相关技术和服务的发展，提升中国信息通信产业的整体实力，为中国的信息产业带来新的发展机遇。

从国内来看，近年来，我国己经启动了一系列和IPv6相关的计划，如教育部的CERNET一IPv6试验床;国家自然科学基金委员会的“中国高速互联研究试验网络(NSFCNET)”和“网络与信息安全”重大专项;国家“863”计划“十五”期间的IPv6核心技术开发、IPv6综合试验环境、3Tnet重大专项;国家“973”计划有关网络、通信、信息安全以及人机和谐环境的相关课题;中国下一代互联网交换中心DRAGONTAP以及CERNET2试验网;中科院的“IPv6关键技术及城域示范网”和国家计委的“下一代互联网中日IPv6合作项目”等。这些计划己经取得部分成果，为我国下一代互联网建设奠定了一定的基础。12月国家发展与改革委员会批准中国下一代互联网建设项目，拟投资人民币14亿元，建设纵横全国的纯IPv6高速光纤网和30个IPv6主节点POP，以及300个接入网。年底，一期工程完工。

4.IPV6应用前景分析IPv6的广泛部署依赖于未来因特网的良好发展。当然IPv6部署的最关键因素是应用。事实上，IPv6网络从根本上不同于IPv4网络，不仅可以是更大的网络，而且连在网络上的将是更便宜、更简单、更小巧的设备，如手机、普通家电和汽车定位装置等等。

勿庸置疑，IPv6代表着未来一代的因特网协议，对于许多企业来说，IPv6目前可能还不是合适的商业机会，但是当机会到来的时候他们肯定要升级系统，政策上的引导将把IPv6推向应用的临界点。

IPV6技术研究论文 第2篇

由于 IPv6 技术属于比较先进的计算机技术，因此将其应用到移动互联网后，必须保证移动互联网的发展要高于目前的水平，并且持续的推动我国经济发展和社会建设。相对而言，IPv6技术本身是比较固定的，技术的应用标准和搭配，都具有较强的规范。但移动互联网是非常活泛的，它依据市场和用户需求的变化而变化，为此，需考虑到移动互联网的特性和 IPv6 技术的优点，才能更好的实现移动互联网的进步。在此，本文主要对 IPv6技术在移动互联网中的应用进行论述。2.1 应用基础面对移动互联网的不断发展，移动业务的范围和内容也在不断的增加。为此，在服务用户和社会的过程中，需通过 IPv6 技术，实现移动终端的顺利通信，减少通信的阻碍。例如，我们可以尝试在实际的工作中，通过 IPv6 技术来建立 IP 化的核心网络平台，将这个平台作为 IPv6 技术应用和移动互联网建设的基础，以此来实现网络的发展和 IP 技术的进步。从客观的角度来看，应用基础的建立，将成为 IPv6 技术在移动互联网中的重要工作。就目前的工作来看，为了能够在不同网络中使移动业务不会被中断，需要移动 IP 对移动节点进行支撑，以此来保证移动互联网可以长期、稳定的运行，加强通信的过程中，不会给用户带来新的问题。2.2 IPv6技术在无线局域网中的应用无线局域网作为现阶段的必要设施，是通过路由器等设备，发出的无限局域网络，能够给用户带来较多的便捷服务。但是，很多地方的无线局域网，并不是很稳定，尤其是在一些人流量较大的地区，例如商场、大厦、酒吧等等，这些地方的无线局域网虽然存在，但在实际的应用中，根本无法较好的满足需求，因此，很多用户宁可用流量来满足上网需求。综合而言，无线局域在目前主要表现出了以下几项问题：首先，网络时断时续。用户在连接无线局域网的时候，总是表现出了断断续续的情况，导致用户的上网受到影响。其次，信号时强时弱。很多用户希望通过无线局域网来完成下载，但信号时强时弱，导致下载快慢不稳定。今后，需将IPv6 技术在无线局域网中进行应用，如果一个移动节点移动至另一网络区域，接入路由器会依据移动节点的 MAC 地址和接入路由器的子网形成一个新的转交地址，再通过代理路由器转交给移动节点。同时发送切换初始化信号，经过重复执行地址检测以确定新交地址的有效性，将其存入邻居访问缓存列表中并发送切换确认应答信号。最后由建立在两个移动节点间，用以发送存储数据包的临时数据存储通道。

3 总结

本文对 IPv6 技术及其在移动互联网中的应用展开讨论，从目前的工作来看，IPv6 技术本身正在不断的健全，融入了较多的技术体系和技术内容。而移动互联网的建设，由于 IPv6 技术的加入，总体上的进度和质量都是比较理想的，不仅为用户提供了较多的服务和享受，同时创造了较大的经济效益和社会效益。未来，需进一步加强对 IPv6 技术的研究，在客观上和主观上，实现移动互联网的更大进步。

IPv6过渡技术研究 第3篇

关键词：IPV4,IPV6,隧道,双协议栈,地址翻译

0 引言

IPv6已被认为是下一代互联网络协议核心标准之一,但是,一种新的协议从诞生到广泛应用需要一个过程,尤其是现在IPv4还很好地支撑着Internet。现在要实施IPv6网络,必须要充分考虑现有网络条件,充分利用现有条件构造下一代互联网,以避免过多的投资浪费。现在的网络设备大部分是基于IPv4的,不可能将它们在短时间内都过渡到基于IPv6的设备,因此,在相对比较长的一段时期内,IPv6网络将和IPv4网络共存,最终实现IPv4到IPv6的平稳过渡。

IPv4到IPv6过渡技术按照工作原理主要分为三大类:双协议栈;隧道技术;IPv6/IPv4协议与地址转换技术。

1 双协议栈技术

IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议,两者都基于相同的物理平台,而且加载于其上的传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。由图一所示的协议栈结构可以看出,如果一台主机同时支持IPv6和IPv4两种协议,那么该主机既能与支持IPv4协议的主机通信,又能与支持IPv6协议的主机通信,这就是双协议栈技术的工作机理。

双协议栈技术并不需要建立隧道,只有当IPv6结点需要利用IPv4的路由机制传递信息包时隧道才是必需的,但是隧道的建立却需要双栈的支持。

双协议栈技术的优点是易通信、容易理解原理。缺点是需要给每个新的运行IPv6协议的网络设备和终端分配IPv4地址,不能解决IPv4地址短缺问题。在IPv6网络建设初期,由于IPv4地址相对充足,这种方案的实施具有可行性;当网络发展到一定阶段,为每个结点分配两个全局地址的方案将很难实现。

2 隧道技术

随着IPv6网络的发展,出现了许多局部的IPv6网络,但是这些IPv6网络需要通过IPv4G与骨干网络相连。将这些孤立的“IPv6岛”相互联通必须使用隧道技术。利用隧道技术可以通过现有的运行IPv4协议的Internet骨干网络(即隧道)将局部的IPv6网络连接起来,因而是IPv4向IPv6过渡的初期最易于采用的技术。路由器将IPv6的数据分组封装入IPv4,IPv4分组的源地址和目的地址分别是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口处,再将IPv6分组取出转发给目的站点。隧道技术只要求在隧道的入口和出口处进行修改,对其他部分没有要求,因而非常容易实现。因此隧道技术的优点在于隧道的透明性,IPv6主机之间的通信可以忽略隧道的存在,隧道只起到物理通道的作用。它不需要大量的IPv6专用路由器设备和专用链路,可以明显地减少投资。其缺点是:在IPv4网络上配置IPv6隧道是一个比较麻烦的过程,而且隧道技术不能实现IPv4主机和IPv6主机之间的通信。接下来介绍几种常用的隧道技术。

2.1 GRE隧道技术

使用标准的GRE隧道技术,可在IPv4的GRE隧道上承载IPv6数据报文。GRE隧道是两点之间的连路,每条连路都是一条单独的隧道。GRE隧道把IPv6作为乘客协议,将GRE作为承载协议。所配置的IPv6地址是在Tunnel接口上配置的,而所配置的IPv4地址是Tunnel的源地址和目的地址(隧道的起点和终点)。

如图二所示,两个IPv6子网分别为Group1和Group2,它们之间要求通过路由器R1和R2之间的IPv6隧道协议互联。其中R1和R2的隧道接口为手动配置的全局IPv6地址,隧道的源地址与目的地址也需要手动配置。设R1的E0接口IPv4地址为192.168.100.1,R2的E0接口IPv4地址为192.168.200.1。

在上面的转发过程中,R1路由器首先根据路由表得知目的地址3003::1通过隧道转发出去,所以就将报文送到隧道接口按照特定的GRE格式(如图三所示)进行封装。原有的IPv6报文封装为GRE报文,最后封装为IPv4报文。IPv4报文的源地址为隧道的起始点192.168.100.1,目的地址为隧道的终点192.168.200.1。这个报文被路由器R1从隧道入口发出后,在IPv4的网络中被路由到目的地R2。R2收到报文后,对此IPv4报文解封,取出IPv6报文。因为R2也是一个双协议栈设备,故它在根据IPv6报文中的目的地址信息进行路由,并送到目的地。

2.2 手动隧道

手动隧道也是通过IPv4骨干网连接的两个IPv6域的永久链路,用于两个边缘路由器或者终端系统与边缘路由器之间安全通信的稳定连接。手动隧道的转发机制与GRE隧道一样,但它与GRE隧道的封装格式不同,手动隧道直接将IPv6报文封装到IPv4报文中,IPv6报文作为IPv4报文的净载荷。

2.3 IPv4兼容IPv6自动隧道

自动隧道能够完成点到多点的连接,而手动隧道仅仅是点到点的连接。IPv4兼容IPv6自动隧道技术能够使隧道自动生成。在IPv4兼容IPv6自动隧道中,只需要告诉设备隧道的起点,隧道的终点由设备自动生成。为了完成隧道终点的自动产生,IPv4兼容IPv6自动隧道需要使用一种特殊的地址,即IPv4兼容IPv6地址,其格式如图四所示。

在IPv4兼容IPv6地址中,前缀是0:0:0:0:0:0,最后的32位是IPv4地址。IPv4兼容IPv6自动隧道将使用这32位IPv4地址来自动构造隧道的目的地址。IPv4兼容IPv6的自动隧道两端的主机或路由器必须同时支持IPv4和IPv6协议栈。使用IPv4兼容IPv6的自动隧道可以方便地在IPv4上建立IPv6隧道,但是,它限于在隧道的两端点进行通信,隧道两端点后的网络不能通过隧道通信。

IPv4兼容IPv6自动隧道是随报文动态建立的隧道。无论要和多少个对端建立隧道,本端只需要一个接口,路由器维护简单。但是,它要求IPv6地址必须是特殊的IPv4兼容IPv6地址,有很大的局限性。同时,因为IPv6报文中的地址前缀只能是0:0:0:0:0:0,也就是所有的节点处于同一个IPv6网段中,所以它只能做到节点本身的通信,而不能通过隧道进行报文的转发。这种局限性在6to4隧道技术中得到很好的解决。

2.4 6to4隧道技术

6to4隧道可以将多个IPv6域通过IPv4网络连接到IPv6网络,和IPv4兼容IPv6自动隧道类似,使用一种特殊的地址格式为2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx的6to4地址。其中a.b.c.d是内嵌在IPv6地址中的IPv4地址,可以用来查找6to4网络中的其他终端。6to4地址有64位网络前缀,其中前48位由路由器上的IPv4地址决定,用户不能改变,后16位由用户自己定义。这样,这个边缘路由器后面就可以连接一组网络前缀不同的网络。

假设路由器R1和R2通过6to4隧道相连。路由器R1的E0接口全局IPv4地址192.168.100.1/24转换成IPv6地址后使用前缀2002:c0a8:6401::/64,对此前缀使用子网划分,Tunnel0使用2002:c0a8:6401:1::/64子网(地址设为2002:c0a8:6401:1::1/64),R1连接主机PC1的E1接口使用2002:c0a8:6401:2::/64子网(地址设为2002:c0a8:6401:2::1/64),PC1也使用2002:c0a8:6401:2::/64子网(地址设为2002:c0a8:6401:2::2/64)。

路由器R2的E0接口全局IPv4地址192.168.50.1/24转换成IPv6地址后使用前缀2002:c0a8:3201::/64,对此前缀使用子网划分,Tunnel0使用2002:c0a8:3201:1::/64子网(地址设为2002:c0a8:3201:1::1/64),R2连接主机PC2的E1接口使用2002:c0a8:3201:2::/64子网(地址设为2002:c0a8:3201:2::1/64),PC2也使用2002:c0a8:3201:2::/64子网(地址设为2002:c0a8:3201:2::2/64)。

配置的静态路由将所有其他发往IPv6前缀2002::/16的流量定向到6to4隧道的Tunnel接口上如图五所示。

2.5 ISATAP隧道技术

ISATAP(Intra-Site Automatic Tunnel AddressingProtocol)是一种自动隧道技术,同时也可以进行地址自动配置。在ISATAP隧道的两端设备之间可以运行ND协议。配置了ISATAP隧道以后,IPv6网络将底层的IPv4网络看成一个非广播的点到多点的链路(NBMA)。ISATAP隧道的地址也有特定的格式,它的接口ID必须为::0:5ffe:w.x.y.x的形式。其中,0:5ffe是IANA规定的格式,w.x.y.x是单播IPv4地址,它嵌入到IPv6地址的低32位。ISATAP地址的前64位是通过向ISATAP路由器发送请求得到的。与6to4地址类似,ISATAP地址中也有IPv4地址存在,它的隧道建立也是基于此内嵌的IPv4地址来进行。

2.6 6PE

随着MPLS技术和标准的成熟,出现一种新的基于MPLS/VPN的IPv6隧道机制。随着骨干网越来越多地采用MPLS技术,必须考虑如何在MPLS上集成IPv6。该方法将整个MPLS网络看成IPv6隧道,并充分利用MPLS的特性。该方案具有MPLS网络的一切优点,支持约束路由流量工程,可以把IPv4和IPv6的数据流当作不同的流,从而在核心网络中减小IPv4/IPv6争抢资源的影响。同时由于在MPLS网络中转发是根据标记进行的,不需要数据层面支持IPv6的数据转发,即无需核心网络软硬件的升级,只需要边缘路由器具有配置IPv6的能力即可。当IPv6核心网络达到一定的规模,且当其数据量足够大时,就可以采用这种方案。

6PE隧道的特点是使用现成的MPLS/VPN技术,不需要升级ISP的核心网络,只要将PE路由器升级IPv4/IPv6双栈,并在连接核心网络的接口上运行MPLS即可。6PE技术减少了对现有的网络架构及业务的影响,比较适合于ISP及企业网络。

2.7 6over4

随着IPv6的广泛应用,有些节点可能仅支持IPv6协议,这种节点一旦安装在IPv4网络中(没有直接相连的IPv6路由器),就需要考虑如何保证该节点能够与外界通信。该方案利用IPv4网络的组播特性建立与外部的虚拟通信链路来提供保证。IPv6节点需要与外部通信,它不需要手工配置隧道或与IPv4兼容的地址,而是直接将IPv6报文封装在IPv4报文中,通过IPv4网络的组播特性,将该报文传送到路由器发送到外部。

6over4技术使用IPv4组播来模拟一个虚拟的物理链路,将IPv6的组播地址映射成IPv4组播地址,在此基础上实现ND协议。6over4主机的IPv6地址由64位的单播地址前缀和规定格式的64位接口标识符::wwxx:yyzz组成,其中wwxx:yyzz是其IPv4地址w.x.y.z的十六进制表示。6over4技术要求主机间的IPv4必须支持组播,以用来互联IPv4网络内隔离的IPv6主机。

2.8 隧道代理(Tunnel Broker)

隧道代理(Tunnel Broker)是一种架构,而不是具体的协议。隧道代理(Tunnel Broker)的主要目的是简化隧道的配置,提供自动的配置手段。对于已经建立起IPv6的ISP来说,使用隧道代理(Tunnel Broker)技术可以方便地扩展网络用户。从这个意义上说,Tunnel Broker可以看作一个虚拟的IPv6 ISP,通过Web方式为用户分配IPv6地址、建立隧道,并提供和其他IPv6节点之间的通信。隧道代理(Tunnel Broker)的特点是灵活、可操作性强,可以针对不同的用户提供不同的隧道配置。

2.9 Teredo隧道

Teredo隧道是一种IPv6-over-UDP隧道。为了解决传统的NAT不能够支持IPv6-over-IPv4数据包的穿越的问题,Teredo隧道技术采用将IPv6数据封装在UDP载荷中的方式穿越NAT,使得NAT域内的IPv6节点得到全球性的IPv6连接。

在Teredo协议中,定义了4种不同的实体[16]:Client、Server、Relay、Host-specific Relay。其中Client是指处于NAT域内并想要获得IPv6全局连接的主机。Server具有全局地址并且能够为Client分配Teredo地址,Relay负责转发Client和一般IPv6节点通信的数据包;Host-specific Relay是指不通过Relay就可以直接和Client进行通信的IPv6主机。这些角色同时都支持IPv4/IPv6协议,其地址结构如图六所示。

3 翻译机制

这种过渡技术适合IPv6网络和IPv4网络之间的通信,在过渡的不同阶段和不同环境下,应根据实际网络的具体情况进行部署。协议和地址转换技术包括:

3.1 NAT-PT

Network Address Translation-Protocol Transla-tion网络地址转换/协议转换。除单点故障和性能问题需要解决外,利用转换网关来在IPv4和IPv6网络之间转换以实现IPv4对IPv6的通信是可行的。根据IP报头的地址和协议的不同,对IP分组做相应的语义翻译,从而使纯IPv4和纯IPv6站点之间能够透明通信。

3.2 SIIT

这种技术需要IPv4映射的IPv6地址结构(::FFFF:A.B.C.D)。在IPv4地址使用方面,还要有较大的备用IPv4地址池来分配IPv4地址,而且在采用网络层加密和数据完整性保护的情况下不可用。

3.3 BIS

适合网络过渡的初期使用。这种技术在协议栈的层次上进行分组翻译。需要在主机协议栈中插入三个模块,分别完成域名解析、地址映射和翻译。缺点是不支持多播功能、不能实现网络层上的安全机制。

3.4 BIA

BIA与BIS类似,只是在API层而不是在协议栈的层次上进行分组的翻译,所以它的实现比BIS要简单一些因为不需要对IP包头进行分析。

4 结束语

本文对当前IPv4向IPv6的过渡技术作了一个比较全面的介绍,特别是使用隧道的各种技术描述的较详细,因为现在国内外使用最多的过渡技术就是隧道技术。对于有意于进行网络改造或升级的单位或机构,可以根据自身的条件选择其中的一种或几种技术进行实践,笔者所在单位就使用了ISATAP隧道技术作为过渡试验网,取得了良好的效果。

参考文献

[1]IPv6隧道通信技术[EB].http://bbs.chinaitlab.com/viewthread.php.

[2]马严,赵晓宇.IPv4向IPv6过渡技术综述[J].北京邮电大学学报,2002,(4):1-5.

[3]汤九斌,杨静宇.IPv6over IPv4隧道技术原理与实现[J].江苏通信技术2002,(4):28-31.

[4]周军辉.校园网IPV4向IPV6过渡技术的研究[J].大众科技.2008,(7):30-31.

[5]Teredo概述[EB].www.microsoft.com.

移动Ipv6切换技术研究 第4篇

中国移动通信广东公司东莞分公司 523129

摘要：当代社会，随着手机、PDA和个人电脑等移动设备大量的使用，无线网络能提供给移动用户使用的因特网服务也越来越多，因此，如何将无线移动的接入技术以及IP技术相结合逐渐地成为了互联网及通信界共同重点关注的研究点。

关键词：移动 IPv6；快速切换；标准切换

引言：本文分析了移动Ipv6四种切换方案，重点介绍了切换的研究现状及基本原理等内容。移动Ipv6快速切换方案它是针对标准的移动Ipv6切换其延迟时间比较长这个缺点进行相应的改进，采取的策略为“预先注册”，在链路层切换还没有结束时提前网络层注册，从而使得移动节点能够提前获得新的转交地址，大大减少了等待时间，缩短了整个切换的时间延迟。

一、移动Ipv6协议

移动的IP协议从移动Ipv4发展到了Ipv6这个阶段。Ipv4在设计之初小规模的网络环境到现在已经遍布全球互联网应用这个大规模的交换过程中去，其优点包括互操作性好、易于实现等待，这些都广受好评。但是，因特网的发展迅猛，Ipv4协议也出现了一些问题，譬如服务质量得不到很好的保证、安全问题突出、其地址的严重匮乏等，都已经不能够满足目前的网络应用发展需求。所以，Ipv6协议的应运而生，是顺应潮流所需的。Ipv4协议对于移动的支持只是一部分，而Ipv6协议中，移动却是不可缺少的部分。Ipv6相对于Ipv4一个巨大的优势就在于，其庞大的地址空间，它能够为每一个移动主机分配到一个Ipv6地址。

二、标准MIPv6切换方案

1、MIPv6协议描述

移动的节点从本地的网络进入到外地的网络或者是从一个外地的网络进入到另一个外地的网络时，都需要进行切换的。如果切换所遵循的标准移动IPv6协议不对其进行其他任何的扩展，那么这种切换就被称为标准切换。移动节点的标准切换大概可以分为以下几个步骤来完成：

1.1检测移动

移动的节点从家乡的网络移动到了外地网络或者是從一个外地的网络移动到了另一个外地的网络，这样的行为被称为移动。在移动节点进行移动的过程中，如若发现原先使用的路由器不能够达到，或是检测到另外的一个路由器，这样就可认为是自己已经发生了移动。检测移动的是否发生，是可以通过很多发现机制来实现的。MIPv6主要是通过邻居节点的探测机制进行移动的检测。

1.2移动节点跟家乡代理的绑定过程

移动节点是必须向家乡代理绑定更新的，移动节点向家乡代理发送更新后，注册新的转交地址，然后家乡代理再对转交地址进行一个检测，发送出一个绑定应答，以完成一次绑定的注册过程，注册了之后才能够使用新的转交地址。

1.3如何获取新的转交地址

移动节点发现了自己发生了移动之后，再通过移动机制获取当前所在的子网的前缀，根据这个获取得来的子网前缀再形成新的转交地址。但是需要对这个新形成的转交地址不断地重读进行地址检测，用于验证在该子网中是否还有其他的主机已使用过该地址，来保证该地址在全局的唯一性。新的转交地址一旦形成，就算移动节点还未切换到性的路由器，该转交地址也是已能够投入使用的了。

1.4移动节点跟通信对端的绑定过程

移动的节点在确保了新的转交地址是合法的，并且向家乡代理已注册完成家乡代理及移动节点绑定后，便可随时将这个新转交地址告诉通信对端，这个过程通过向通信对端的发送绑定其更新来实现。移动节点跟通信对端它们之间的绑定主要就是为了优化这两者之间的通信路由，也就是说通信对端跟移动节点它们可以直接地进行通信。

MIPv6的标准切换其传输消息序列如图1-1所示：

2、标准MIPv6存在的问题

由于移动节点其移动一次就需要给家乡代理发送一次绑定更新，然后在家乡代理上注册新的转交地址，再次的移动还需要再一次向家乡代理发送绑定更新，再一次注册新的转交地址。这样的话，主干网络上会有很多注册报文信息，造成冗余信息过多，这样不但浪费了网络资源，还会对网络冲突造成引发，这就会大大降低数据有效传输。当移动的节点不断变换网络，这样的开销就变得更加巨大。还有，当移动的节点在远离家乡的网络的时候，因为还需要家乡代理给移动节点发送数据，这样会造成很大的切换的延迟及严重的丢包率。

图1-1 移动Ipv6标准切换的流程图

三、MIPv6层次切换方案

MIPv6层次切换就是说HMIPv6利用了区域的划分思想，将整个的网络分成很多不同的“域”，一个局域网是一个域，局域网中的一个子网也可以是一个域。每一个域都有着一个移动锚点，这样一个移动锚点充当一个临时家乡代理，用来管理整个域，转发通信对端和移动节点之间的分组数据；这也就是说，忽略了这些区域之间地址位置关系，在逻辑上把他们划分出层次，每一个域内都会有一个代理即移动锚点，各域也是相对的独立的，这些域分了不同级别，它们彼此之间可以是平行同级，当然也有可能是上下级的关系；移动节点在漫游时，若在同个域中的不同接入点间发生切换，这叫做“微移动”；然而相对应的，若移动节点在不同域间移动，这被叫做“宏移动”。移动锚点周期性地发送MAP公告消息，如此移动锚点域中的节点就能够得到移动锚点消息。层次型MIPv6结构示意下图如4-4所示：

图4-4 层次移动Ipv6网络拓扑

四、MIPv6的快速切换方案

1.快速切换的概述

MIPv6的快速切换方案就是在移动Ipv6的标准切换方案基础上对某些消息的格式及信令流程进行改进而得来的，整体上还是要遵循标准切换的大体框架。

下面我们介绍两种切换方案的执行过程：

反应式快速切换方案：移动的节点是只有在连接到nAR了之后才能够发送FBU消息。其信令流程如图2-2：

图2-2 反应式快速切换流程图

预测式快速切换方案：pAR和移动节点有连接，也就是说仍然在原来的链路上时，能发送的快速绑定更新消息FBU，这样在与MN建立起网络连接之前就可以为其转发数据包。其信令流程如图3-3：

图3-3 预测式快速切换流程图

五、快速-层次MIPv6切换方案

1.快速-层次MIPv6切换方案概述

快速-层次MIPv6切换方案它是结合快速切换与层次切换，此方案在实现HMIPv6域的管理时，当移动节点在域中的两个接入路由器间进行切换的时候进行快速切换，期望能够达到更好的切换性能，使得切换的过程中尽可能小影响到整个通信。也就是说，我们在对同一个移动锚点域中移动的节点进行快速切换时，其切换的过程是：当移动的节点移动到新的网络时，接收到此网络路由器定时所发出的邻节点通告报文，我们通过对这其中携带的网络前缀信息及其自身网络地址的比对不难发现自己已发生的移动，并当前“域”跟之前“域”属于同一级关系并且同属于一个移动锚点管辖，这样的话，它接下来就只需向该移动锚点通告切换信息就可以。

2.快速-层次切换方案操作流程如图5-5所示：

图5-5 快速-层次移动Ipv6切换流程图

3.特点及研究现状

快速-层次切换的方案是通过在快速切换的过程中，引入一些新的網络实体---移动锚点，这样就能使得移动的节点在发生切换之后能够在规定的某个域中可以不用多次地向家乡代理跟通信对端进行其当前位置信息的不断更新，这样切换所需的时间就尽可能的变短了，也降低了数据分组的丢失率，并且减少了切换对于服务质量的影响，能够使区域管理的实体移动锚点达到负载的平衡。

我们也还可以对快速的Ipv6切换机制跟层次Ipv6切换机制进行相结合改进：摈弃旧的接入路由器及新的接入路由器间建立起隧道的想法，改变为在移动的锚点与新的接入路由器间建立起隧道。这种改进的切换，移动锚点就能够把目的地址为通信对端数据分组经过隧道直接性地发送给新的接入路由器。当心的接入路由器收到了移动锚点通过隧道而转发出来的数据分组后，将会对这些数据分组拆分，在拆分后进行暂时的缓存。当心的接入路由器接收到的移动节点已完成网络层的连接信息后，就将保存在缓存中的这些个数据分组传送给移动的节点。

六、结束语

本文对移动Ipv6的快速切换存在的部分问题进行分析探讨，提出了一些改善移动Ipv6切换的性能方法，在以后的研究中，我们应该更加注重实践与理论的总结，使移动Ipv6的技术能得到更有力的应用。

参考文献：

[1]李楠.移动Ipv6的移动性管理策略研究[D].杭州：浙江大学，2007，25-30

[2]邱荣嘉.改善阶层移动IPv6网路Handoff的效能[D].广州：国立中山大学，2004，50-64

[3]蒋亮，郭建.下一代网络移动IPv6技术[M].北京.机械工业出版社，2005，50-58

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度标准值（kPa），应通过试验确定；当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值；D为锚杆锚固段钻孔直径，本工程取D=150mm。

4.锚杆杆体与锚固砂浆间的锚固长度（m）计算：

m，式中n和d为锚杆杆体钢筋根数和钢筋直径；?b为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa），应由试验确定，当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。

5.锚杆长度的构造规定：锚杆锚固段长度应按上述第1点和第2点进行计算，并取其中大值。同时，土层锚杆的锚固段长度不应小于4.0m，并不宜大于10.0m；岩石锚杆的锚固段长度不应小于3.0m，且不宜大于45D和6.5m，预应力锚索不宜大于55D和8.0m。

IPV6技术研究论文 第5篇

浅谈下一代互联网协议――IPv6技术

施欢平

摘要：随着信息技术朝着数字化、集成化、智能化、网络化的方向发展，互联网上的计算机越来越多，同时互联网不可避免的产生了地址枯竭危机，正因为如此，IPv4退出了历史的舞台，而IPv6粉墨登场了。除了相比IPv4在容量方面的绝对优势外，IPv6更能够满足互联网日益增长的灵活性、有效性、功能优化的需求。

关键词：互联网;IP协议;IPv4;IPv6;IP地址

一、IPv4的危机

互联网进入第二代时，IPv4被广泛应用，但是从20世纪80年代起，互联网用户急速增长，IPv4地址在以比设计时的预计更快的速度耗尽，于是如何解决IP地址面临枯竭的问题便成了全球范围内的课题。于是互联网协议的下一个版本IPv6便由此应运而生。

二、IPv6的提出

众所周知，IPv4是基于32位的地址，共有232个地址，由于一些地址被特殊用途所保留，A类、B类地址又大量被浪费，再加入全球越来越多急速增长的互联用户和互联网的连接设备，所以才造成地址的过早被耗尽。所以，IPv6被设计为基于128位的地址，即从数量级上达到2128个地址，这样尽管在技术上仍然一样会有大量地址被浪费，但由于有着庞大的容量，在相当长一段时间内，足以让地球的每个用户和每样可连接互联网的设备都能拥有固定的有效地址。

三、IPv6的优势

与IPV4相比，IPV6在各方面进行了相应的改进，具有足够的

优势：

1.更大的地址空间

解决IP地址资源紧张的现实问题，比如IPv6协议下的IP地址数量将从2的32次方增加到2的.128次方。

2.网速更快

比现有互联网快100~1000倍。未来两个点之间带宽至少将达到100M以上，而一个高清电视所需要的带宽只有30M。

3.上网更方便

可实现随时随地上网，上网成本将比3G便宜几十倍以上。

4.具有更高的安全性

如，IPv6协议下的IP地址空间巨大，病毒很难通过扫描地址段的方式传播，解决了IP地址共用问题，实现IP地址和上网用户的一一对应，有利于规范网络行为。

四、IPv6的应用

IPv6的出现将会给全球互联网和通信产业带来根本性的变革。

1.所有的电子设备都可以连接上互联网且拥有独享的IP地址，从而实现任意事物之间的点对点对话

在IPv6时代，不仅仅是计算机，我们的家用电器、汽车，甚至门窗都可能接入互联网，得以远程遥控。

2.我们的上网速度将显著增加

由于无需更换地址，且遵循路由聚类的原则，达到4GB每秒。

3.网络安全性将大大增加

IPv6使得真正的网络实名制成为可能，因为由于IP资源将不再紧张，运营商有足够多的IP资源，在受理入网申请的时候，可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。

五、IPv6对我国互联网的影响

第二代互联网IPv4的核心技术属于美国，其IP地址的占有量也有着绝对优势，中国由于互联网起步较晚，IP数量只有3亿

多，远远落后于5亿多的网民数，从而严重制约了互联网的应用与发展。因此，在与上一次的信息科技革命失之交臂后，今天面对信息化的战略机遇，中国再也不能坐失良机。为了抓住技术变革和产业发展的历史机遇，我国确定了实现全面商用部署，完成向下一代互联网的平稳过渡的下一代互联网发展路线图，为未来网络产业的发展指明了方向。

总之，IPv6将带动今后互联网技术与应用的快速发展。IPv6巨大的“地址空间”将为未来互联网及其相关产业带来巨大的“发展空间”，实现从IPv4向IPv6的过渡已成为今后互联网发展的必然趋势和必然要求。未来，我们都将是IPv6和下一代互联网在中国得到发展、走向成熟、实现繁荣的见证者、参与者、享用者，让我们共同努力!

中国将成为全球IPv6引擎论文 第6篇

1、IPv六势在必行

不管在技术仍是在发展速度上，互联网取得的巨大胜利是不争的事实。但是跟着挪动通讯以及互联网技术的突飞猛进，全世界互联网用户数迅速增长。在“二00四全世界IPv六高峰论坛”上，许多业内知名专家都对于中国的IPv六发展提出了建议，专家普遍认为，中国将成为全世界IPv六发展的动力。

互联网在前进的道路上面临着有限的地址空间将被耗尽的危机。在本次IPv六峰会上清华大学教授李星说：“中国有三.二亿的学生，如果每一个学生需要一0个IP地址，那就是三二亿。目前IPV四大约能提供四三亿地址，地址空间的缺少将成为全世界互联网发展的瓶颈。”

IPv六最显著的特征就是通过采取一二八位的地址空间替换IPv四的三二位地址空间来提高低1代互联网的地址容量，中科院计算所李虔诚指出，IP网中实时业务开放，尤其是实时对于称业务的永久“在线”请求,更使患上IP地址问题雪上加霜。IPV四所提供的地址空间已经没法解决这个问题，咱们只能寄但愿于IPv六。

2、挪动IPv六给运营商带来挑战

以IPv六为基础的下1代互联网是互联网发展的必然趋势，并将成为挪动数据业务发展的首要基础。从商业意义上来讲，挪动通讯行业多是最先以及最大的受益方之1。挪动IPv六比挪动IPv四有良多优势，它的设计吸取了挪动IPv四发展的经验，同时结合了IPv六的许多新特性。挪动IPv六能够通过简单的扩大，知足大范围挪动用户的需求并能在全世界规模内解决有关网络以及走访技术之间的挪动性问题。

面对于新技术的挑战，中国运营商也采用了踊跃的行为。中国挪动在二0五月一七日开通了挪动互联网试验网，在二000年底又建设了挪动互联网骨干网，并前后进行了各省挪动互联网的建设。在整个建设进程中，IP地址资源的不足严重影响了网络的计划、建设及业务展开，中国挪动深深体会到IP地址不足的痛苦。在二00一年七月九日，中国挪动宣告开通笼盖一六个省、二五个城市的GPRS网络，用户容量四0万，GPRS业务“永久在线”的特色致使中国挪动对于IP地址需求的进1步增添。中国挪动在未来将会把世界上最大的GSM网演进为世界上最大的WCDMA网络。

同时中国联通也1直对于下1代互联网的发展10分关注，并有针对于性地部署了下1代互联网的发展战略。中国联通总工程师张范表示中国联通的未来网络的战略目标就是在实践以及试探中进行网络稳步过渡的钻研，争夺在挪动网上具备对于IPv六的全面支撑以及业务开放能力，从而实现大范围的网络平滑过渡。

此外挪动IPv六作为新的网络基础技术，从标准到研发到部署以及利用的进程中，还有良多细节没有经由验证，对于于运营商来讲，将面临着来自多方面的挑战。“发展不止，普及难行”曾经经是业内人士用来描写IPv六利用发展的1句话。IPv六这1正处于发展阶段的新兴技术，在其不断完美的同时，因为利用范围还未构成，也没有“杀手级”利用的推进，其推行施行依旧是运营商的心头之痛。中科院计算所所长李国杰在确定IPv六势在必行的同时，对于IPv六网络的大范围商历时间维持理性态度。

因而，在对于当前技术、市场需求了解和对于IPv六、三G等技术发展趋势深入掌控的基础上，中国的运营商需要在建设IPv六商用网以前，累积足够的IPv六网络建设以及运营经验，以便为建设基于IPv六的三G网络以及顺利地将现有的挪动互联网向IPv六迁移做好筹备。

3、中国是IPv六的强大推进力

二00四年三月一九日，在二00四中国国际教育科技展览会暨中国教育信息化论坛的揭幕典礼上，我国首个下1代互联网主干网―――CERNET二实验网正式开通，宣布了中国下1代互联网建设的全面启动。CERNET二是中国下1代互联网示范工程CNGI最大的核心网以及独一的全国性学术网。它是目前世界上范围最大的采取纯IPv六技术的下1代互联网主干网。CNGI项目第1个核心网的`建成，标志着中国IPv六在发展中翻开了新的1页。CNGI将使中国成为全世界IPv六发展的引擎，并引起中国下1代互联网产业的全面开展，对于于我国及世界互联网产业格局及发展走向将发生深远的影响。

作为“互联网之父”的网络前驱、互联网域名以及地址分配组织(ICANN)主席Vinton Cerf认为，尽管互联网装备的数量增长无比迅速，但实际上仍有良多人没能使用互联网，他但愿互联网能够更安全、更便宜地让更多的人使用，他指出商业企业应该在互联网的拓展方面施展首要作用，让更多的人享受更丰厚的互联网利用。实际上，下1代互联网协定IPv六所拥有的更安全、更经济、可承载多种业务等诸多优势刚好与它的这些但愿与假想不约而同，作为传统互联网的前驱，Cerf先生也寄但愿于IPv六实现更多的梦想，这些梦想的体现就是让更多的人体验丰厚多彩的IPv六利用，而IPv六的最大市场在中国，正如全世界IPv六论坛主席Latif Ladid明确指出的“中国将是最大的IPv六市场，IPv六的杀手级利用将率先在中国呈现”，这充沛说明了中国在IPv六产业化过程中的引领作用以及巨大影响力。

在“二00四全世界IPv六高峰论坛”上，“IPv六能给咱们带来甚么，咱们现在是不是需要IPv六”成为专家们讨论的热门话题，中科院计算所所长李国杰指出，网络技术对于整个国家的经济推进力是很大的，在中国应当让更多的人使用互联网。如果IPv六带给咱们以及IPV四相似的服务以及利用的话，那末开发IPv六的意义就不是很大了。中京邮电通讯钻研院总工程师张同须指明发展IPv六要依赖两个方向：技术是不是成熟，IPv六是不是有需求。中国工程院副院长、中国CNGI专家组组长邬贺铨院士从国家战略高度，诠释中国发展IPv六及下1代网络的总体思路以及策略。对于此，邬院士精辟地指出：“在三G、IPv六这样的新技术上，中国与其他国家在1条起跑线上，国外没有胜利的经验，需要咱们去探索。咱们应当从立异的角度发展，开发属于我国知识产权的IPv六技术。中国是IPv六的但愿，IPv六也是中国的但愿！”