IPv9研究的现状与分析.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuseIPv4和IPv6、IPv9研究的现状与分析李刚中国科学院研究生院摘要:当今的计算机网络市场“群雄逐鹿”,多个网络协议你争我夺,表面上IPv6势在必得,而实际上通播网理论和IPv9也大有后来居上的势头。到底谁能够最终胜出,都还是个未知数。本文详细阐述了三代协议的优缺点,以及技术对比。关键字:IP协议,IPv4,IPv6,通播网,SuIP(超级IP协议),IPv9IP协议是计算机网络通信的非常重要的协议,它所提供的寻址和数据报分段功能是计算机网络中个网段设备识别和数据包传输的基础。目前相对主流IP协议有两个版本:一个是IPv4,一个是IPv6。围绕这两个版本的争论愈演愈烈,一种观点认为:IPv4的地址会很快枯竭,而且具有很多缺陷,IPv6取而代之是历史的必然。一种观点则认为:只要我们采取有效的措施(例如使用NAT、CIDR和超级IP协议等),IPv4的地址完全够用,而且IPv4的缺陷可以通过协议升级加以解决,使用IPv6“劳民伤财”,完全没有必要。其实还有一个IP协议的版本IPv9的研究也是如火如荼,大有将IPv4和IPv6均取而代之之势。下面我们先就IPv4和IPv6做一简单分析,随后我们再讨论超级IP协议和IPv9。IPv4和IPv6对比分析(1) IPv4可提供4,294,967,296个地址,IPv6将原来的32位地址空间增大到128位,数目是2的128次方。能够对地球上每平方米提供6×1023个网络地址,在可预见的将来是不会耗尽的。   (2) IPv4使用地址解析通讯协议(ARP),IPv6使用用多点传播NeighborSolicitation消息取代地址解析通讯协议(ARP)。   (3) IPv4中路由器不能识别用于服务质量的QoS处理的payload。IPv6中路由器使用FlowLabel字段可以识别用于服务质量的QoS处理的payload。   (4) IPv4的回路地址为:,IPv6的回路地址为:000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001可以简写为::1。   (5) 在IPv4中,动态主机配置协议(DynamicHostConfigurationProtocol,DHCP)实现了主机IP地址及其相关配置的自动设置。一个DHCP服务器拥有一个IP地址池,主机从DHCP服务器租借IP地址并获得有关的配置信息(如缺省网关、DNS服务器等),由此达到自动设置主机IP地址的目的。IPv6继承了IPv4的这种自动配置服务,并将其称为全状态自动配置(statefulautoconfiguration)。   (6) 群组管理通讯协议(IGMP)管理本机子网络群组成员身份,IPv6使用MulticastListenerDiscovery(MLD)消息取代IGMP。   (7) 内置的安全性。IPSec由IETF开发是确保秘密、完整、真实的信息穿越公共IP网的一种工业标准。IPsec不再是IP协议的补充部分,在IPv6中IPsec是IPv6自身所具有的功能。IPv4选择性支持IPSec,IPv6自动支持IPSec。   (8) 更好的QoS支持。QoS是网络的一种安全机制,通常情况下不需要QoS,但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时,QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃,同时保证网络的高效运行。在IPv6的包头中定义了如何处理与识别传输,IPv6包头中使用FlowLabel来识别传输,可使路由器标识和特殊处理属于一个流量的封包。流量是指来源和目的之间的一系列封包,因为是在IPv6包头中识别传输,所以即使透过IPSec加密的封包payload,仍可实现对QoS的支持。IPv4和IPv6包头对比IPv4中所有包头以32个字节为单位,即基本的长度单位是4个字节。表1为IPv4的包头格式。 IPv6中,包头以64个字节为单位,且包头的总长度是40个字节。IPv6的包头格式如表2所示。比较两种包头格式可知,IPv6对IPv4进行了较大改进: 首先,取消了IPv4包头的6个字段:IP包头长度(HeaderLength)、服务类型(ServiceType)、标识(Identification)、标志(Flag)、标志偏移量(FragmentOffset)及头标校验和(HeaderChecksum); 其次,在IPv6中有三个控制字段重新命名,并在一些条件下重新定义:长度(Length)、服务类型(ServiceType)、生存时间(TimetoLive); 最后,增加了两个新的字段:优先级(Priority)和流标识(FlowLabel)。目前普遍的观点是2012年前后IPv4地址耗尽,IP