第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共9页IPv4到Ipv6:互联网的发展趋势一、概述随着互联网的迅速发展，使用Internet技术的TCP/IP协议取得了巨大的成功。但是，TCP/IP协议的研制者设有预料到Internet的规模会发展到今天这么大，从而使得现有的TCP/IP协议面临许多困难。1987年，人们便预计在1996年Internet将接入100,000个网络，这一预测看来是准确的。此外，虽然目前使用的32位IPv4地址结构能够支持40亿台主机和670万个网络，实际的地址分配效率，即使从理论上说也远远低于以上数值。使用A、B和C类地址，使这种低效率的情形变得更为严重。自八十年代后期，研究人员开始注意到了这个问题，并提出了研究下一代IP协议的设想。1990年，人们预计，按照当时的地址分配速率到1994年3月B类地址将会用尽，并提出了最简单的补救方法：分配多个C类地址以代替B类地址。但这样做也带来新的问题，即进一步增大了已经以惊人的速度增长的主干网路由器上的路由表。因此，Internet网络界面临着困难的选择，或者限制Internet的增长率及其最终规模，或者采用新的技术。1990年后期，IETF开始了一项长期的工作，选择接替现行IPv4的协议。此后，人们开展了许多工作，以解决IPv4地址的局限性，同时提供额外的功能。1991年11月，IETF组织了路由选择和地址工作组(ROAD)，以指导解决以上问题。1992年9月，ROAD工作组提出了关于过渡性的和长期的解决方案建议，包括采用CIDR路由聚集方案以降低路由表增长的速度，以及建议成立专门工作组以探索采用较大Internet地址的不同方案。1993年末，IETF成立了IPNG工作部，以研究各种方案，并建议如何开展工作。该工作部制订了IPng技术准则，并根据此准则来评价已经提出的各种方案。在经过深入讨论之后，SIPP(SimpleInternetProtocolPlus)工作组提供了一个经过修改的方案，IPng工作部建议IETF将这个方案作为IPng的基础，称为IPv6，并集中精力制定有关的文档。自1995年末起，陆续发表了IPv6规范等一批技术文档。二、IPv4和IPv6的特点比较20世纪的互联网协议随着移动互联网、语音/数据的集成以及嵌入式互连设备的快速发展，以互联网为核心的未来通信模式正在形成。到目前为止，互联网取得了巨大的成功，而这很大程度上归功于其核心通信协议IPv4的高度可伸缩性。IPv4的设计思想成功地造就了目前的国际互联网，并容纳了过去十年中网络规模的几何级数增长，其核心价值体现在简单、灵活和开放性等方面。但是，新应用的不断涌现使互联网呈现出新的特征，传统的互联网协议版本，即IPv4,已经难以支持互联网的进一步扩张和新业务的特性，比如实时应用和服第2页共9页第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共9页务质量保证。IPv4的不足体现在以下方面：(1)有限的地址空间IPv4协议中每一个网络接口由长度为32位IP地址标识，这决定了IPv4的地址空间为232,大约理论上可以容纳43亿个主机，这一地址空间难以满足未来移动设备和消费类电子设备对IP地址的巨大需求量。加之存在地址分配的大量浪费，有预测表明，以目前Internet发展速度计算，所有IPv4地址将在2005～2010年间分配完。在二十世纪九十年代的研究人员已经意识到了IP地址空间以及分配存在的问题，并开发了一些新技术来改善地址分配和减缓IP地址的需求量，比如CIDR和NAT。这些技术一定程度上缓解了地址空间被耗尽的危机，但为基于IP的网络增加了复杂性，并且破坏了一些IP协议的核心特性，比如端到端原则，因此不能从根本上解决IPv4面对的困难。(2)路由选择效率不高IPv4的地址由网络和主机地址两部分构成，以支持层次型的路由结构。子网和CIDR的引入提高了路由层次结构的灵活性。但由于历史的原因，IPv4地址的层次结构缺乏统一的分配和管理，并且多数IP地址空间的拓扑结构只有两层或者三层，这导致主干路由器中存在大量的路由表项。庞大的路由表增加了路由查找和存储的开销，成为目前影响提高互联网效率的一个瓶颈。同时，IPv4数据包的报头长度不固定，因此难以利用硬件对提取、分析路由信息，这对进一步提高路由器的数据吞吐率也是不利的。(3)缺乏服...
