1.3 IPv6简介

IPv4标准是20世纪70年代末期制定完成的。20世纪90年代初期，WWW的应用导致互联网爆炸性发展，其发展速度远远超过了专家们的预测和人们的想象力。随着互联网上的应用越来越多，各种各样的终端形式特别是移动终端更加多样化，全球公有或者说独立的IP地址已经濒临耗光。根据互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）的预测，基于IPv4的地址资源将会在2005年开始枯竭。实际情况是，2010年IANA宣布IPv4地址全球耗尽，即IANA无法再为5个洲际IP地址管理机构提供干净的可用的IPv4地址。此举意味着IPv4将不能满足互联网长期发展的需求，必须开始下一代IP网络协议的研究，即IPv6。

IPv6是为了解决IPv4地址枯竭问题而制定的国际互联网通信协议。IPv6地址总数是2128个，而IPv4地址总数则仅有232个（包括私有IP地址），IPv4地址数量和IPv6相比可谓是沧海一粟、九牛一毛。

1993年，IETF成立了IPng Area，专门研究下一代互联网通信协议，包括现在的IPv6协议。

1994年12月，IPng Area发表了RFC1726，针对下一代互联网协议的技术标准进行评估和讨论，提出了多达17条评议标准，内容包括：下一代互联网协议性能要求，灵活的拓扑结构，配制、管理和运行维护，安全性，应该支持的规模，服务的健壮性，过渡技术，媒体无关性，不可靠的数据报服务，唯一命名，可用性，多播，可扩展性，网络服务，移动性，控制协议和私有网络等。

1995年1月，IPng Area再次发表RFC1752，按照RFC1726的技术评议标准对三个主要的下一代互联网协议建议进行推荐。这三个主要的建议是：CATNIP（Common Architecture for the Internet）、SIPP（Simple Internet Protocol Plus）和TUBA（The TCP/UDP Over CLNP-Addressed Networks）。

1．CATNIP

CATNIP集成了ISO的CLNP、IETF的IP和Novell公司的IPX，其目的是为IETF、ISO和Novell的协议提供一个公共的平台，使得当时所有的传输层协议都能运行在这个公共平台上，并且可以互通。CATNIP采用OSI的网络服务接入点（Network Service Access Point，NSAP）地址格式，同时考虑了下一代网络协议对网络规模和性能的要求。

2．SIPP

SIPP是IPv4协议的新版本。作为IPv4的演进，它汲取了IPv4的精华，既继承了IPv4中工作得很好的功能，同时丢弃了IPv4的糟粕，即去除了IPv4中工作不好的功能。通过升级网络软件就可以过渡到SIPP，并能和IPv4互操作。SIPP既可以运行在ATM这样的高性能网络上，也可以运行在无线网络这样的低速网络上，它还能满足未来互联网新功能的需求。

SIPP采用可扩展的64位地址，并提供更多的寻址结构。SIPP改变了IPv4报头中选项的编码方式，提高了转发效率，为引入新的选项提供了更大的灵活性。SIPP还引入“流”的概念来支持实时业务对服务质量的要求。

3．TUBA

TUBA力图减少迁移到一个新的IP地址空间的风险。同时为满足互联网进行扩展的需求，TUBA保持传输层和应用层不变，而把IP地址进行扩展，主张用CLNP来代替IP。通过使用CLNP的地址NSAP，TUBA可以提供比IPv4地址空间更好的层次性。TUBA提出逐步升级互联网中的主机和DNS服务器的长期迁移建议，并考虑了过渡时期的路由问题。

根据RFC1726的17个技术评议标准，RFC1752认为CATNIP不够完整，以后不再考虑；但SIPP和TUBA也都有自己的问题，需要改进后才能替代IPv4。SIPP工作组的主席对SIPP进行了改进，包括将IP地址长度扩展到128位的固定长度、路由报头增强技术、IPv4的CIDR技术，以及TUBA的自动配置和过渡技术等。RFC1752将这个改进的建议推荐为IPng，并使用版本号6（版本号5已经在实验中被用掉），这就是IPv6。正式的IPv6规范由S. Deering和R. Hinden于1995年12月在RFC1883中给出。此后，IPv6规范本身以及和IPv6相关的协议屡经改进和完善，表1-1列出了一些主要的RFC供读者参考，已经废除的RFC也列在其中，以让读者了解IPv6的发展和完善过程。需要指出的是，IPv6仍然是一个比较活跃的研究领域，现在仍然有与IPv6相关的RFC不断推出，研究和关注IPv6的读者需要及时到IETF的网站上获取最新的技术和信息。

表1-1 主要的RFC及说明

注：1933～1996，Transition Mechanisms for IPv6 Hosts and Routers，过渡机制，被RFC2893废除。