服务指南

Internet互联网成功的发展了几十年，给人们的生活带来了巨大的变化，其影响已逐渐渗透到社会的各个方面。但随着互联网应用的不断发展，其目前的基础协议IPv4协议的缺点暴露的越来越多，已经无法通过修补协议来满足新应用的需求，因此产生了下一代互联网的核心协议-IPv6协议。

首先，看看IPv4的缺点，这里简要介绍一下IPv4的主要不足：

1、有限的地址空间

IPv4协议中每个网络接口由32位的IP地址标识，这决定了IPv4的地址空间大小，理论上可以达到2的32次方，大约43亿个。这么大的地址空间对于未来信息化社会，大量智能设备对网络地址的需求，显得有些力不从心。传统的IPv4地址分类方法，又使得可供分配的地址数量大大减少，顶级地址实际上已经在2012年耗尽。为了缓解地址空间问题，引入了CIDR（无类别域间路由）和NAT（网络地址转换）等技术，但这仅仅减缓了地址消耗的速度，同时又破坏了IP协议的一些核心特性如端到端特性，不能从根本上解决IPv4的地址危机。

2、路由选择效率不高

IPv4地址的层次结果缺乏统一的分配和管理，多数的地址空间拓扑结构只要两层或者三层，这导致主干路由器中存在大量的路由表项。庞大的路由表项增加了路由查找和存储的开销，成为互联网进一步发展的瓶颈。另外，由于IPv4数据包的包头长度不固定，很难用硬件来提取和分析路由信息，限制了路由器数据吞吐率的提高。

3、安全性

IPv4自身缺乏安全机制，传统的安全机制基本都是在应用层或传输层实现，虽然有一些基于IP选项的关于IPv4的安全机制，但在实际应用中并不成功，也就是说目前以IPv4为基础的Internet，在网络层缺少安全保障。

4、服务质量

IPv4协议对所有的数据没有类型区分，都会尽力投递，这样无法为一些新业务提供有效的支持。比如一些实时数据或者多媒体数据，要求有一定的服务质量保证，然而在IPv4协议中缺少良好的服务质量（QoS）机制。

还有其他一些问题，比如配置复杂、对移动性支持不好、扩展性不好等等。这些问题只有通过全新的协议才能解决，于是开始了下一代互联网协议技术的研究。

在上世纪90年代初，研究者已经意识到上述问题，开始了下一代IP协议（IPng）的研究。IETF经过对多种IPng方案比较，最后以SIPP（简单互联网协议增强）方案为基础，经过改进形成了IPv6协议。

IETF从1993年开始了IPng领域的研究，1998年8月IPv6的核心协议组成为IETF草案标准。1996年IETF建立全球IPv6实验床6bone，开始了IPv6网络的应用实验，随后欧洲、日本、韩国及我国都建立了IPv6实验网。进入本世纪，在美国、欧洲、日本已经出现了IPv6商用网。我国在2003年8月启动了中国下一代互联网示范工程CNGI项目，开始建设我国自己的基于IPv6的下一代互联网。2004年底，CNGI核心网之一CERNET2主干网建成，成为目前全球最大的纯IPv6网络。

与IPv4相比，IPv6协议具有很多优点，主要的如下：

1、巨大的地址空间。IPv6协议采用128位的地址，理论上地址数量可以达到2的128次方个， 其地址数量远远大于IPv4。

2、全新的报头结构

在结构上，IPv6对报头做了简化，取消了原IPv4的部分报头字段，如选项字段，采用40字节的固定报头。不仅减小了报头长度，而且由于报头长度固定，在路由器上处理起来也更加便捷。另外，IPv6还采用了扩展报头机制，更便于协议自身的功能扩展。

3、地址自动配置

IPv6采用无状态地址配置技术，由路由器进行地址的自动配置，最终用户无需手工配置地址。

4、更好的安全性

IPsec安全协议已经成为IPv6的一个必要组成，这样在IPv6中指定了对身份认证和加密的支持，增强了网络层数据安全性。

5、更好的服务质量（QoS）支持

IPv6报头中增加了流标签字段，使用流标签功能可以更好的实现服务质量（QoS）支持。数据发送者可以使用流标签对属于同一传输流的数据进行标记，在传输过程中可以根据流标签，对整个流提供相应的服务质量。