IPv6的技术原理解析

作为下一代互联网协议，IPv6 所提供的巨大的地址空间以及所具有的诸多优势和功能，使其成为构筑下一代网络的重要基础，从提出至今获得了普遍关注和广泛认可，信息产业部科技发展计划中已经将 IPv6 列为重点攻关课题。具体分析，IPv6 与 IPv4 相比，主要有如下一些特性。
第一，IPv6 的地址长度。IPv6 与 IPv4 相比，很明显的一个改善就是可以提供充足的地址空间，从而使亚洲等地区地址空间问题一下子可以得到解决。IPv6 的 128 位地址长度形成的巨大的地址空间，在可预见的很长时期内，它能够为所有可以想象出的网络设备提供一个全球唯一的地址，而且据称 IPv6 的 128 位地址空间包含的地址数足够为地球上每一粒沙子提供一个独立的 IP 地址。同时 IPv6 还可以实现为主机接口提供不同类型的地址配置，其中包括主机的全球地址、全球单播地址、区域地址、链路本地地址、地区本地地址、广播地址、多播群地址、任播地址、移动地址、家乡地址、转交地址等。
第二，IPv6 可以实现自动配置。IPv6 的另一个基本特性是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球唯一的路由地址。有状态配置机制，如 DHCP（动态主机配置协议），需要一个额外的服务器，因此也需要很多额外的操作和维护。
第三，服务质量（QoS）。从协议的角度看，IPv6 的优点体现在能提供不同水平的服务。这主要由于 IPv6 报头中新增加了字段“业务级别”和“流标记”。有了它们，在传输过程中，中间的各节点就可以识别和分开处理任何 IP 地址流。尽管对这个流标记的准确应用还没有制订有关标准，但将来它会用于基于服务级别的新计费系统。在其它方面，IPv6 也有助于改进服务质量。这主要表现在支持“时时在线”连接，防止服务中断以及提高网络性能方面。从另外角度来看，更好的网络和服务质量提高了客户的期望值和满意度，使我们和客户的关系更上一层楼。
第四，IPv6 的移动性。基于移动 IPv6 协议集成的 IP 层移动功能具有很重要的优点。尽管 IPv4 中也存在一个类似的移动协议，但二者之间存在着本质的区别：移动 IPv4 协议不适用于数量庞大的移动终端。移动 IP 需要为每个设备提供一个全球唯一的 IP 地址。IPv4 没有足够的地址空间可以为在公共互联网上运行的每个移动终端分配一个这样的地址。而移动 IPv6 能够通过简单的扩展，满足大规模移动用户的需求，这样就能在全球范围内解决有关网络和访问技术之间的移动性问题。
第五，内置的安全特性。IPv6 协议内置安全机制并已经标准化。它支持对企业网的无缝远程访问。例如公司虚拟专用网络的连接。即使终端用户用“时时在线”接入企业网，这种安全机制也是可行的。这种“时时在线”的服务类型在 IPv4 技术中是无法实现的。对于从事移动性工作的人员来说，IPv6 是 IP 级企业网存在的保证。
在安全性方面，IPv6 同 IP 安全性（IPSec）机制和服务一致。除了必须提供网络层这一强制性机制外，IPSec 还提供两种服务。认证报头（AH）用于保证数据的一致性，而封装的安全负载报头（ESP）用于保证数据的保密性和数据的一致性。在 IPv6 包中，AH 和 ESP 都是扩展报头，可以同时使用，也可以单独使用其中一个。作为 IPSec 的一项重要应用，IPv6 集成了虚拟专网（VPN）的功能。