知识窗

移动IPv6

　　移动IPv6是IPv6协议中的一个突出特性。移动IPv6使得装备了IPv6协议栈的网络节点在不同的IPv6网段之间移动时，可以使用固定不变的IPv6地址。由于在移动的过程中，不需要改变IP地址，因此IPv6节点在不同网段之间移动的时候可以保持原有的传输控制协议(TCP)或者数据报协议(UDP)连接而不会导致通信中断。移动IPv6对于传输层以及应用层协议是完全透明的，即网络节点是否移动的信息并不传送到传输层和应用层，所有对移动性支持的功能完全由IP层提供。IP层以上的协议，如Telnet协议和文件传输协议(FTP)等，可以在节点移动过程中始终使用节点移动之前的IP地址，并且完全不知道节点是移动的。移动IPv6相对于移动IPv4来说，性能有了大幅度的提高，而且简化了工作过程。由于利用了IPv6的自动地址配置机制，IPv6不再需要移动IPv4当中必不可少的外地代理路由器来协同工作，同时移动IPv6还解决了IPv4当中存在的三角路由和入口过滤等问题。目前移动IPv6的技术标准尚未成熟，相关内容是IPv6的研究热点。

IPv6过渡机制

　　IPv6协议是互联网协议的第6个版本，用于取代现在使用的IPv4协议，以解决IPv4地址空间不足的问题。为了保护现有的大量IPv4投资，IPv6协议取代IPv4协议将是一个渐进的过程。由于IPv6协议不能完全兼容IPv4协议，因此在IPv4协议向IPv6协议过渡的过程中，需要使用专门的技术来保证IPv4互联网和IPv6互联网之间的互连互通，这些专门的技术统称为IPv6过渡机制。从IPv4到IPv6的过渡将经历5个阶段：第一阶段为纯IPv4网络阶段，在这一阶段，所有的网络设备都使用IPv4协议；第二阶段为IPv6网络开始部署阶段，但相对于已有的IPv4网络来说，IPv6网络的规模很小，就象是处于IPv4网络“海洋”当中的IPv6“孤岛”，目前的互联网正处于这一阶段；在第三阶段，随着IPv6网络的不断扩大，IPv6网络规模逐渐和IPv4网络相当；到第四阶段，原有的IPv4网络不再更新，网络规模逐渐减小，而IPv6网络仍然在不断扩大，最后IPv6网络成为“海洋”而残存的IPv4网络成为“孤岛”；第五阶段为纯IPv6网络阶段，此时所有的IPv4网络都被IPv6网络取代，完成从IPv4到IPv6的过渡。

　　目前的过渡技术都是针对IPv6“孤岛”和IPv4“海洋”这种情况，即第二阶段设计的，主要有双栈、隧道和网络地址和协议转换(NAT-PT)等技术。双栈就是网络节点同时支持IPv4和IPv6协议，在与IPv4网络通信的时候使用IPv4协议，与IPv6网络通信的时候使用IPv6协议，这种方法管理和维护比较复杂，优点则是思路简单；隧道技术又可以划分为几种，包括6 to 4、6 over 4、隧道代理、自动隧道、配置隧道、多协议标记交换(MPLS)二层隧道、边界网关协议(BGP)隧道和站点内部自动隧道寻址协议(ISATAP)等，简单来说就是利用IPv4报文封装IPv6报文或者利用IPv6报文封装IPv4报文，以实现IPv4互联网传送IPv6报文以及IPv6互联网传送IPv4报文的功能；NAT-PT是一种网络地址和协议转换技术，在IPv4网络和IPv6网络互通时进行IPv6和IPv4的报文和地址格式的互相转换，从而实现两种版本网络的互通。

邻机发现

　　邻机发现(ND)是IPv6基本协议所提供的功能。IPv6网络节点(如路由器和主机)在启动之后，利用自动配置的链路域地址和组播地址就可以实现与本地链路(相当于IPv4的子网)中的其他节点进行基本的通信。邻机发现就是利用这些基本的通信功能，搜索本地链路上的其他主机以及路由器并自动设置和维护运行参数的一个过程。邻机发现的工作内容主要包括：路由器发现，即搜索本地链路上的路由器；前缀发现，通过接收路由器的通告或者主动向路由器进行查询，获取本地网络上的地址前缀(相当于IPv4中的网络号)；参数发现，通过接收路由器的通告或者主动向路由器进行查询，获取本地网络上的链路最大传送单元(MTU)或者跳数限制等参数；自动地址配置，节点自动地进行地址配置，无需人工干预；地址解析，通过IP地址获得链路层地址，相当于IPv4中的地址解析协议(ARP)；下一跳确定，主机如何确定下一跳，实际上相当于自动设置默认路由；重复地址检测，自动检测本地链路上是否有重复的地址；路由重定向，当主机设置了错误的下一跳时，进行自动更正。

自动地址配置

　　自动地址配置分为自主自动地址配置和受控自动地址配置两类，后者通常由动态主机配置协议(DHCP)实现。IPv6同时支持这两种地址自动配置方式，而IPv4仅支持DHCP。IPv6主机在启动之后，利用链路域地址固定的地址前缀FE80::/64，结合一个唯一的64位接口标识(利用接口硬件的某些唯一编号如以太网卡的卡号产生，或者是一个随机数)，形成一个128位的链路域IPv6地址。主机还可以通过接收本地链路上路由器的通告或者主动向路由器进行查询，获取本地网络上的其他地址前缀，然后结合一个唯一的接口标识(不一定是64位)产生其他的IPv6地址。在IPv6当中，一个接口可能同时具有多个不同使用范围的IPv6地址。为了更好地控制IP地址的分配过程，同时减轻网管的工作量，还可以使用DHCP进行主机的地址配置。DHCP需要使用专门的配置服务器完成地址自动配置，在IPv4和IPv6当中都可以使用。

三角路由

　　在移动IP工作的过程中，当移动节点离开本地网络接入异地网络之后，为了保证已有的通信不被中断，需要向本地网络上的专用路由器(称为本地代理)进行注册。当以移动节点在本地网络上的IP地址为目的地址的IP报文按照路由规则到达本地网络之后，本地代理就截获这些报文，封装到新的IP报文中，并通过隧道的方式转发到位于异地的移动节点。这样发送到移动节点的报文就经过一个从发送方到本地代理再到移动节点的类似于三角形的路径，这种现象就称为三角路由(Triangular routing)问题。在早期的移动IPv4当中，三角路由问题比较普遍，目前已经有扩展协议，可以消除IPv4的三角路由问题。当位于异地的移动节点接收到通过本地代理转发的报文后，可以向原始发送方通告自己的新位置，这样后续的报文就可以直接发送到移动节点而不需要再通过本地代理。在IPv6当中，移动IPv6的基本协议解决了三角路由问题，不需要其他的扩展协议。

泛播

　　泛播(Anycast)，有时也译作任播，是IPv6协议当中提出和实现的一种新的IP报文转发方式。在传统的IPv4协议当中，存在3种不同的报文转发方式，即单播(Unicast)、组播(Multicast)和广播(Broadcast)。泛播是IPv6当中新增加的报文转发方式。在泛播方式下，报文从单一的发送方发往一组接收方，但是最终报文只会被这一组接收方中距离发送方“最近”的一个节点接收，此外的其他节点并不会接收到报文。这里“最近”的含义将由相关的路由协议决定，并不一定是地理位置上的距离。利用泛播方式，可以极大地减少网络上的报文流量，改善网络性能。在移动IPv6当中，当移动节点离开本地网络接入异地网络之后，就是通过“本地代理”泛播地址进行本地代理查询的。移动节点向本地网络发送以“本地代理”泛播地址为目的地址的查询报文，这样，在本地网络上可以作为本地代理的路由器中，只有距离移动节点“最近”的那一个路由器会接收到查询报文，发送相应的回应报文，并担负起本地代理的工作。

IPv6论坛

　　IPv6论坛是一个由互联网设备制造商组成的全球性组织，其目标为：普及人们对IPv6的认识，推动IPv6技术的市场应用，从而建立一个高质量的安全的下一代互联网。基于此目标，IPv6论坛的工作主要包括：建立一个开放的国际性IPv6专家论坛，在成员之间共享IPv6知识和经验，推动基于IPv6的新应用和全球解决方案，推动IPv6协议的互通性，通过合作实现端到端的服务质量，解决IPv6部署中遇到的障碍。

　　IPv6论坛是国际上最大的IPv6组织，但不负责IPv6协议的制订，有关IPv6协议由因特网工程任务组(IETF)制订。到2002年底，IPv6论坛拥有150多个成员，包括SUN、Cisco、Lucent、Nortel Networks、3Com、Microsoft、Nokia、Ericsson等设备制造商。IPv6论坛的网址是：www.ipv6forum.com。

　　IPv6论坛推动IPv6的一大举措就是在全球范围内召开峰会，促进各大设备制造商和网络运营商直接进行交流。从1999年10月开始，IPv6论坛已经在法国、美国、英国、韩国、日本以及中国等国家成功举行了多次峰会，各次峰会的有关资料可以从论坛的主页获得。随着IPv6论坛的发展和壮大，峰会的议题也从最初的介绍和宣传IPv6协议逐渐转变为对IPv6的实现、部署和实验的经验总结以及新的IPv6应用的讨论，这和IPv6逐渐走向实际应用的趋势一致。