下一代电子商务网络基础ＩＰＶ６协议分析与研究

时间：2015-12-21 00:20:38 所属分类：微电子 浏览量:

[摘要] 下一代电子商务的网络核心协议就是IPv6，在IPV4地址大量匮乏的情况下，而企业尤其是电子商务企业、电信运营商、终端用户对IP地址大量需求的情况下，IPv4过渡到IPv6势在必行。本文分析了IPv6协议，并给出企业客户部署IPv6的配置方案，并对技术发展趋势

[摘要] 下一代电子商务的网络核心协议就是IPv6，在IPV4地址大量匮乏的情况下，而企业尤其是电子商务企业、电信运营商、终端用户对IP地址大量需求的情况下，IPv4过渡到IPv6势在必行。本文分析了IPv6协议，并给出企业客户部署IPv6的配置方案，并对技术发展趋势作一个展望。
　　[关键词] 企业 IPV6 部署IPV4
　　
　　一、引言
　　随着电子商务、移动商务和3G的时代的到来，全球的互联网用户数量迅猛增加。2007年中国宽带用户数已达1.22亿户，居全球首位。全国手机用户数则超过5.15亿户。庞大的用户群体，使得本不够用的IPv4地址更显匮乏。同时，在电子商务越来越重要的时代，网络的安全问题凸现出来，而且庞大的路由表维护也给企业网络管理员制造了很大的麻烦。由于现有的IPv4先天没有考虑网络的安全问题，因此网络的安全需要靠上层协议解决，这样即浪费了大量的计算和网络资源，同时也不能完善解决安全问题。为了应对上述问题，给下一代服务的提供搭建具有更高性能、更高质量、更加可靠、安全、经济与开放的舞台。将现有的IPv4网转换为IPv6网已经是不争的事实。
　　二、下一代电子商务网络基础IPV6协议分析
　　IPv6（Internet Protocol Version 6 ），是下一代互联网的核心协议。该协议是由 IETF（The Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）组织设计，用于替换现有的互联网协议IPv4协议的一种新的IP地址协议。同IPv4相比较，IPv6在地址容量、安全性、网络管理、移动性及服务质量等方面有明显的改进，是下一代互联网可采用的比较合理的协议。其中，IPv6最重要的改进就是将现有的32位地址增加到128位，这样就使得地址变得几乎无限可用。按IETF的说法，就是可以为地球的每一个沙子分配一个IP地址。这样，传统的IPv4的应用就可以拓展到嵌入式设备、手持式设备、家电、传感器中，将来的上网设备就不再是单一的PC机了。随着IPv6技术的应用深入，真正的电子商务、移动商务时代即将到来。
　　1.IPV6地址结构
　　IPv6地址长度为128位，结构如表1所示:
　　表1 IPv6地址结构
　　其中：
　　FP字段（Format prefix，格式前缀）：该字段为标志字段，用于标志IPv6地址属于哪类的地址。当代表全球单播地址时，值为001。
　　TLA ID字段（Top-level Aggregation Identifier，顶级聚集标识符）：顶级的地址管理与分配的机构（如中国电信）。该字段包含了最高级的地址选路信息，也是网络选路中最大的选路信息。由于该字段有13位，因此可以有213=8192个顶级路由。其ID号由国际Internet注册机构IANA统一进行分配和严格管理。
　　RES字段（Reserved for future use，保留以备将来使用）：该字段为8位，保留为将来用。最终可能会用于扩展顶级或下一级集聚标识符字段。
　　NLA ID字段（Next-Level Aggregation Identifier，下一级聚集标识符）：该字段长24位。该标识符被一些机构用于控制顶级集聚以安排地址空间。这些机构（大型的ISP、大型的网络接入机构，如中国电信下属的湖南电信）就可以按自己的方案和计划，把自己的IP地址按寻址分级结构来使用。如一级的NLAID结构可以用3位分为8个下一级的NLAID分支机构，前3位即为下级机构的前缀。3位前缀和剩下21位结合就构成该下级结构的地址空间。如果与RES合起来使用的话，大致等效于IPv4的地址空间。
　　SLA ID字段（Site-Level Aggregation Identifier，站点级聚集标识符）：被一些小型的ISP或者网络接入机构（如湖南电信下属的长沙电信）用来安排内部的网络结构。每个机构可以用与IPv4同样的方法来创建自己内部的分级网络结构。SLA ID有16位，所以最多可有216-1=65535个不同的子网。如果用前8位作该组织内较高级的选路，那么允许28-1=255个高级子网，而每个高级子网可有多达28-1=255个子网。TLA、NLA、SLA三者构成了自顶向下排列的三个网络层次，并且依次向上一级申请ID号。
　　Interface ID字段（Interface Identifier，接口标识符）：该字段64位长，包含IEEE EUI-64接口标识符的64位值。
　　2.IPv6地址类型
　　一般而言，IPv6地址可分为下面三类:
　　（1）单播地址（Unicast Address）：用于确认单独接口的一个地址。 发往单播地址的数据包被发送到该地址所确认的接口。单播地址中有下列两种特殊地址：
　　①不确定地址： 单播地址0:0:0:0:0:0:0:0称为不确定地址。它不能分配给任何节点。它的一个应用示例是初始化主机时，在主机未取得自己的地址以前，可在它发送的任何IPv6包的源地址字段放上不确定地址。不确定地址不能在IPv6包中用作目的地址，也不能用在IPv6路由头中。
　　②回环地址：单播地址0:0:0:0:0:0:0:1称为回环地址。节点用它来向自身发送IPv6包。它不能分配给任何物理接口。
　　（2）组播地址（Multicast Address，又称为多播地址）：与在 IPv4 中一样，组播地址被分配给一套属于不同节点的接口。 发往组播地址的数据包被发送到该地址所确定的所有接口。 IPv6 中的组播地址统一使用 FF00::/8 作为其前缀。
　　（3）任播地址（Anycast Address，又称为泛播地址）：一组接口（一般属于不同节点）的标识符。发往多播地址的包被送给该地址标识的所有接口。地址开始的11111111标识该地址为组播地址。IPv6任意播地址存在下列限制：
　　①任意播地址不能成为IPv6中数据报的源地址，而只能作为IPv6中数据报的目的地址；
　　②任意播地址不能分配给IPv6主机，但可以分配给IPv6路由器。
　　3.IPv6报头结构
　　和传统的IPv4报头结构相比，IPv6的报头结构做了很多调整，删除了IPv4中的Internet Header Length、Type of Service、Identification、Flags、Fragment Offset和Header Checksum字段。这种调整使得路由器对IPv6的报文处理对比IPv4分组处理更加快捷。表2为其报头结构。

表2 IPv6报头结构
　　Version（版本）：该字段长4位，代表因特网协议（Internet Protocol）的版本号，该字段值为6。
　　Traffic Class（业务负载类别）：8 位长，为包赋值不同的优先级，类似于 IPv4 中的服务类型（Type of Service）。这为差别化处理预留了空间。此论文由流星毕业论文免费提供 网址www.2008w.com
　　Flow Label（流标号）：该字段为IPv6新增字段，该字段长20位。用于质量控制，对于特点序列的包请求予以特殊处理。如，IPTV的实时语音、视频数据可以使用该字段保证质量。
　　Payload Length（有效负载长度）：该字段长16位，代表除了40位的报头外的，报头后的扩展部分加上数据部分的长度。他能表示的数据量为216=64K。
　　Next Header（下一包头）：用于判断紧跟在IPv6后面的报头类型，也有加密的功能。这个部分判断，传输层报头或者扩展的报头是否跟在IPv6报头后面。
　　Hop Limit（跳转限度）：该字段长8位，包路径一个路由结点该字段值就减一，当Hop Limit值为0还没有到达目的节点，该包就会被丢弃，防止了包的永久转发。
　　Source Address（源地址）：该字段长128位，表示数据包发送方的IPv6地址。
　　Destination Address（目标地址）：该字段长128位，表示数据包预期接收方的IPv6地址。
　　三、企业升级IPv6步骤
　　现阶段，IPv4方面的应用处于绝对的主要地位。IPv6的应用还并不广泛。企业不可能要求客户同步升级到IPv6上来。这样贸然的全面的升级必然会造成巨大的经济损失，并且可能会丢掉已有的客户。可以分几个阶段进行
　　第一阶段：IPv4网络占绝对的优势，IPv6机器只是一些孤岛，它们之间通过IPv4提供的隧道进行通信。
　　第二阶段：IPv6网络与IPv4网络共存，基于IPv6的骨干网络逐步形成，大量的业务基于IPv6网展开。这个时候，IPv6网络间的通信可以通过骨干网或者IPv4隧道进行。而IPv6和IPv4网的通信也变得频繁而重要起来，他们之间可以通过双栈技术或者协议转换技术进行通信。
　　第三阶段：IPv6骨干网络代替了IPv4骨干网络，这也是必然的趋势。IPv4网络成了一些孤岛。IPv4网之间通过隧道方式进行通信。
　　先阶段一般企业Windows 2003的服务器居多，而且该系统对IPv6支持最好，配置起来最为简单。所以一般可以考虑对该类系统进行配置升级到IPV6。
　　升级的步骤：
　　（1）添加IPv6协议栈： 在本地连接属性中安装按钮，在弹出的对话框中选择“协议”，然后按“添加按钮”，然后在弹出的对话框中选择microsoft的IPv6协议栈，然后按“确定”按钮。
　　（2）确认端口的信息：使用Windows2003的IPv6的指令查看接口状态，确定配置成功。
　　（3）通信
　　①在IPv4网络中：需要和IPv6的其它机器通过隧道进行链接。
　　②在纯粹的IPv6网络中，可以自动获取或者设置固定IPv6的地址后，就可以相互访问了。
　　四、展望
　　IPv6在全世界范围内，应用十分广泛。目前，应用最好的国家当属日本，其政府也积极的鼓励企业应用和研究IPv6技术。目前，中国正在努力的追赶中。中国拥有全球最大IP网络，随着IP业务需求基础的建立和实时IP业务的大规模商用，中国将会成为IPv6大国。要在下一代互联网标准和资源分配中力争更大的发言权。
　　
　　参考文献：
　　[1]Durand A, Fasano P, Guardini I, et al. IPv6 tunnel broker [S].RFC3053, 2001
　　[2]Gilligan R,Nordmark E.Transition mechanisms for host and routers[S].RFC2893, 2000
　　[3]唐浩:用于IPv4/IPv6高性能路由的综合网络结构[J].计算机工程.2005.31（18）：130-131

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