毕业论文--互联网IP协议--IPv4和IPv6协议版本对比分析

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1、互联网IP协议——IPv4和IPv6协议版本对比分析引言第一代互联网美国军方从60年代开始，70年代正式进行开发建设，1994年正式投入商业运营。经过多年的发展，原来的Ipv4地址协议已经出现明显的局限，最主要的问题就是IP地址已经不能满足需要。根据专家估计，到2005年全球Ipv4地址将彻底分配完。目前IP地址面临枯竭，以Ipv6为核心的下一代互联网就提上了日程。Ipv4与Ipv6的替换过程将是漫长的，而不会像电话号码升级那么简单，有一个逐渐牵引的过程。一、IP相关概念IP协议网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网

2、络层中最重要的协议。因为网络的互联，而各物理网络的通信协议、寻址方式、通信流程、地址格式都有较大差异，故采用IP层，即所谓的网际层来屏蔽和整合各物理网络间的差异。二、IPv4协议IPv4协议互联网协议（InternetProtocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议)，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网（Ether)。IPv4协议结构IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1个地

3、址。一般的书写法为4个用小数点分开的十进制数。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用:255为广播地址，0代表此网络本身)。网络掩码(Netmask)限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。IPv4存在的问题IPv4即将走向边缘IPv4安全性应用层进行加密使很多信息被公开;传输层加密要求客户机和服务器应用程序都要重写以支持SSL;隧道协议缺乏标准的问题所困扰。IPv6是过渡还是

4、不过渡IPv4需要一些改变以使得它能够在网络协议的发展中得以继续生存。任何对于现有系统进行升级的请求都可能导致混乱。对IPv6的过渡最有可能从高端而不是从最终用户开始，只要应用开发者开始递交基于IPv6的新产品，那么向IPv6发展的速度就将大大加快。三、IPv6协议IPv6概念1.IPv6是InternetProtocolVersion6的缩写，其中InternetProtocol译为“互联网协议”。2.IPv6是IETF（互联网工程任务组，InternetEngineeringTaskForce）设计的用于替代现行版

5、本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。IPv6协议结构1.包头IPv6包头长度固定为40字节，去掉了IPv4中一切可选项，只包括8个必要的字段，因此尽管IPv6地址长度为IPv4的四倍，IPv6包头长度仅为IPv4包头长度的两倍。2.扩展数据包头IPv6包头设计中对原IPv4包头所做的一项重要改进就是将所有可选字段移出IPv6包头，置于扩展头中。由于除Hop-by-Hop选项扩展头外，其他扩展头不受中转路由器检查或处理，这样就能提高路由器处理包含选项的IPv6分组的性能。IPv6相比IPv4的优势从协议的定义看更大的

6、地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台.加入了对自动配置(

7、Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷.更高的安全性.在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,这极大的增强了网络安全.协议结构上IPV4字段中有一些与IPv6头类似，但其中真正完全保持不变的只有第一个字段，即版本字段，为了保证IPv4和IPv6的兼容性。下一个字段，即包头长度，则与IPv6无关，因为IPv6头是固定长度，IPv4中需要这个字段是因为它的包头可能在20字节到40字节间变化。服务类型字段与IP

8、v6的流类别字段相似。下一个字段是数据报长度，后来发展成了IPv6中的净荷长度。IPv6的净荷长度中包含了扩展头，而IPv4数据报长度字段中则指明包含包头在内的整个数据报的长度。后面的三个字段是数据报ID、分段标志和分段偏移值，它们都用于IPv4数据报的分段。由于IPv6中由源结点取代中间路由器来进行分段，这些字段在IPv6中变得