山 东 经 济 学 院
本科毕业设计 (论文 )
设计(论文)题目,
IPv6 技术 及应用现 状调查
指导教师,
李启龙
学 号,
200098576
姓 名,张 琦
信息管理学 院（ 部） 信息管理与信息系统 专业 2005届
山东经济学院教务处制
2005 年 5 月 27 日
山东经济学院学士学位论文
山东经济学院学士学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名,
年 月 日
山东经济学院关于论文使用授权的说明
本人完全了解山东经济学院有关保留、使用学士学位论文的规定，即：
学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。
导师签名,论文作者签名,
年 月 日 年 月 日
山东经济学院学士学位论文
IPv6 技术及应用现状调查
摘要
随着 IPv4 网络地址在全球范围内的逐渐枯竭，下一代网络协议 IPv6 的研究和应用逐渐推开。本文对 IPv6 协议与 IPv4 协议的区别及其特殊的地址格式和报头格式进行了较为详细的描述，并对在 IPv4 向 IPv6 过渡中使用的技术进行了介绍，重点说明了目前较为流行的双栈技术和隧道技术。本文还重点介绍了 IPv6 协议在中国大陆、台湾地区和日、韩等国家和地区的应用现状，IPv6 协议在信息家电研发上的应用和该协议在推广中遇到的问题作了介绍。最后针对这些问题提出了相应的对策和对 IPv6 协议未来应用的展望。
关键词：IPv6；地址分配；隧道机制；CERNET2；信息家电
Investigation of IPv6 technology and the circumstance of using
ABSTRACT
Address gradual and exhausted with IPv4 network,of future generation protocol IPv6 study and use
pushing open gradually,The difference,special address form and form of head of paper of this text to
IPv6 agreement and IPv4 agreement have carried on comparatively detailed description,To technology
that use make an introduction in carrying out the transition to IPv6 in IPv4,it proves to be comparatively
prevailing pairs of inn technology and tunnel technology at present especially,This text has also
introduced the application current situation in China's Mainland,Taiwan and Japan and Korea S,etc of
IPv6 agreement especially,Research and develop to IPv6 agreement application that have and
agreement this question that run into make the introduction in not popularizing in information household
appliances,The countermeasure against that these questions have been put forward correspondingly and
prospect to that IPv6 agreement use in the future finally,
Keywords,IPv6； distribute the address； Mechanism of the tunnel； CERNET2； Informationization
of the e-home appliances
山东经济学院学士学位论文
目 录
一、背景,............................................................................................................................................................,1
二、IPV6 技术介绍,..........................................................................................................................................,1
（一）IP V4 和 IPV6 的主要区别,.................................................................................................................,1
（二）IP V6 的地址方案,...............................................................................................................................,2
1．地址表达方式,......................................................................................................................................,2
2．地址分配,..............................................................................................................................................,3
3．地址类型,..............................................................................................................................................,3
（三）IP V6 的报头格式,...............................................................................................................................,4
1．IPv6 的基本报头,.................................................................................................................................,4
2．IPv6 的扩展报头,.................................................................................................................................,5
三、IPV4 向 IPV6 过渡技术,............................................................................................................................,5
（一）基本过渡策略,....................................................................................................................................,5
1．过渡策略的主要目标,..........................................................................................................................,5
2．过渡策略的分类,..................................................................................................................................,5
（二）IP V4 向 IPV6 过渡技术,.....................................................................................................................,7
1．各个 IPv6 孤岛之间的通信,................................................................................................................,7
2．IPv4 网络与 IPv6 网络的通信,............................................................................................................11
四、国内外在 IPV6 方面的研发现状和已有应用,..........................................................................................11
（一）中国大陆科研机构和高校的研发与应用工作,................................................................................11
1．中国科学院 IPv6 项目,........................................................................................................................11
2．CERNET2 与中国高校,.....................................................................................................................,12
3．山东大学网络中心在 CERNET2 和 IPv6 上的应用,.......................................................................,15
（二）台湾地区科研机构和业界公司的研发与应用,..............................................................................,18
1．综述,....................................................................................................................................................,18
2．科研机构和产业界所作的相关工作,................................................................................................,18
3．台湾地区 IPv6 发展趋势,..................................................................................................................,20
（三）日、韩及欧洲在 IPV6 方面的应用,................................................................................................,20
1．日本在 IPv6 方面的应用,..................................................................................................................,20
2．韩国在 IPv6 方面的应用,..................................................................................................................,21
3．欧洲在 IPv6 方面的应用,..................................................................................................................,22
五、IPV6 与相关技术的结合和应用中面临的问题,.....................................................................................,23
（一）IP V6 应用在信息家电的研发方面,.................................................................................................,23
1．信息家电的概念和特点,....................................................................................................................,23
2．IPv6 适合应用于信息家电的原因,...................................................................................................,23
i
山东经济学院学士学位论文
ii
3．家庭网络的组成,................................................................................................................................,24
（二）IP V6 在应用中存在的问题,.............................................................................................................,24
1．业界公司的不支持,............................................................................................................................,24
2．相关业务的缺乏,................................................................................................................................,25
3．全世界各国和国际机构的态度不一,................................................................................................,25
六、对策及展望,..............................................................................................................................................,25
（一）针对遇到的问题的对策,..................................................................................................................,25
1．针对软硬件升级问题的解决策略,....................................................................................................,25
2．针对业务较为缺乏的解决策略,........................................................................................................,25
3．针对其它相关问题的解决策略,........................................................................................................,26
（二）IP V6 应用前景展望,.........................................................................................................................,26
参考文献,..........................................................................................................................................................,26
致谢,..................................................................................................................................................................,27
山东经济学院学士学位论文
一、背景
随着网络不断的普及，IPv4 地址日趋枯竭，为了应对这一危机，相关国际组织制定并公布了下一代网络协议——IPv6 。本文试对 IPv6 的协议内容（地址格式和报头等）进行较为详细地介绍,IPv4
向 IPv6 过渡技术以及目前 IPv6 的应用状况进行较为具体地说明。以期使初学者对 IPv6 有具体的认识，
并对在 IPv6 应用中遇到的问题，找到可以近似参照的解决方案。
传统的IP,即 IPv4（ IP version 4）定义 IP地址的长度为 32 个二进制数位，理论上能提供
2
32
=4294967296 个IP地址。从 20 世纪 80 年代中期起，尤其是进入 90 年代以来,Internet有了迅猛地发展，以目前因特网发展速度计算，所有IPv4 地址将在 2005~2010 年间分配完毕。尽管采取一些措施，
如 CIDR,DHCP,NAT和 Proxy等技术，可很大程度地减缓IPv4 地址空间的耗尽，但从长远来看，这只是权宜之计。与此同时，这些技术打破了IP协议端到端的自然属性，并使得路由表将占满路由器的内存空间，有可能导致网络瘫痪。1994 年 11 月IESG (Internet Engineering Steering Group) 以RFC1752
为标准草案产生了下一代IP协议，并命名为IPv6(IP version 6) 。IETF （Internet Engineering Task Force ）
从 1995 年开始，着手研究开发IPv6。 IPv6 具有长达 128 位的地址空间，能提供天文数字的IP地址空间
——有可能是 3.4×10
38
，这将彻底解决地址匮乏的问题。除此之外，IPv6 还采用分级地址模式、高效
IP包头、服务质量（QoS）、主机地址自动配置、认证和加密等许多技术。下一代互联网（Internet2）
将以IPv6 协议为基础。
如图 1-1 所示，所有因特网的区域性注册机构（RIR ）包括 ARIN,RIPE 和 APNIC 的 IPv4 地址分配非常不平衡,
ARIN（the American Registry for Internet Numbers）：负责南、北美洲及非洲的一部分地区的地址分配，获得 74%；
1
P
sia-Pacific
洋
。
的不二、IPv6 技术介绍
（一）IPv4 和 IPv6 的主要区别
IPv6 协议并不是完全推翻了 IPv4 的所有思路和结构，重新制定一个完全不同的网络协议标准，
而是址规模一下子从 32 位增加到 128 位，也就
RIPE NCC（ Reseau I
Europeans）,负责欧洲、中东和非洲的一部分地区的地址分配，获得 17%；
图 1-1 IPv4 地址分配情况
APNIC（the A
Network Information
Center）：负责亚洲、太平地区的地址分配，获得 9%
IPv4 地址分配在全球均衡，必然导致有的国家和地区的地址资源相当匮乏。这些国家和地区必然对 IPv6 的引入抱有积极的态度。目前 IPv6 在亚洲和欧洲地区的蓬勃发展也充分证明地址空间的匮乏是最主要的推动力。
继承了 IPv4 协议的主要优点，并依据 IPv4 在使用中所获取的丰富经验、教训来进行很大幅度的修改和功能扩充。其中，IPv6 与 IPv4 相比，最为显著的变化在于两点：地址空间及格式表达、报头格式。另外在安全性上，IPv6 也较 IPv4 有显著的提高。
首先是网络地址空间的极大扩展。从IPv4 到IPv6,IP地山东经济学院学士学位论文
2
是说络地址分为：
A、
将在另外章节详细介绍，在此就不赘述了。
4 网络协议远为强大的安全性。 IPv6
协议面都有较大的提高。
（二）IPv6 的地址方案
1．地址表达方式
IPv4 中，通常使用二进制和点分十进制两种格式表示方法。二进制是 IPv4 地址体系的基础，
是实
:00E1:0709:0002:0006
(1)IP
在目前 IPv6 地址应用的初始阶段，IPv6 地址的分配，往往会包含很多 0 位的地
0:0:1
错。
(2)IP
,IPv4 与 IPv6 地址必将大量共存，于是，我们往往采用这样的方式来更中 6 个高阶 16 位十六进制值,d 则是地址中 4 个低阶 8 位段的十进制值（标准 IP
0.12,:191.98.168.254
(3)地网络结构的是子网掩码。而在 IPv6 中已经没有子网掩码这个概念，一个 IPv6
地址
IPv6 拥有 128bit的地址空间。那么IPv6 的地址长度就是 2
128
，即：340,282,266,920,938,463，
374,607,431,768,211,456 直观的就是 10
38
之多。这将是一个非常巨大的地址空间，足以供我们每个人拥有成百上千台个人计算机终端，甚至手机和家用电器也将拥有各自的IP 地址。
其次,IPv6 协议采用了不同于 IPv4 协议的网络地址分类方式。传统的 IPv4 协议将网
B、C,D,E 5 类，一般格式为：地址类号| 网络号 |主机号（二进制）。IPv6 的地址类型主要分为：
Unicast 单播地址、Multicast 组播地址、Anycast 任播地址 3 类。另外，IPv6 的地址体系在很多领域，
比如：层次结构、分配对象、聚合方式等诸多方面都与 IPv4 有着很大的差异。而且，地址的分配方案直接和网络路由的效率有关。其中，所有 IPv6 的地址都是被分配到接口，而非 IPv4 中的结点。这也是两者区别之一。
报头格式的不同
IPv6 协议大大增加了网络对鉴定和机密的支持，具有较之 IPv
族定义了有关安全性的基本信息，提供了两种安全机制：认证和加密。在实际的 IP 通信中，可以使用这两种安全机制或者其中之一，提高数据传输的安全性。
另外，IPv6 在 QoS、Plug&Play 功能、移动性能、ICMP 方在际运作的真实 IP 的表示方法。采用十进制则是为了便于使用和比较。但是在 IPv6 的地址表达中，
由于 IPv6 地址有 128 位 bit，所以采用上述两种方式都存在着无法简洁和有效表达一个 IPv6 地址的难题。为此，我们采用冒号十六进制来表示 IPv6 的地址。即为,x:x:x:x:x:x:x:x 表现形式，其中,x 是 8
个 16 位地址段的十六进制值。
例如：EAC1:0000:1245:0907
0010:2100:ECA0:0000:0000:0611:0003:AAE0
另外，IPv6 地址还可以用另外两种形式进行表达。
v6 地址的压缩表示
很多情况下，尤其是址。为了简化书写，制定了一个特殊的语法来压缩 0:，即使用“::,符号来表示有多个 0 值的 16
位组。但“::,符号在一个地址中只能出现一次。
例如：AE80:0:0:0:0:660:0:1231 0:0:0:0:0:
可以压缩表示为：AE80::660:0:1231,:1
这种压缩表示的好处在于更加简洁明了，并且不容易出
v4 与 IPv6 地址的混合表示
在 IPv6 协议应用的初始阶段适当、有区分的表达这种情况。
x:x:x:x:x:x:d.d.d.d,
其中,x 仍然表示地址
v4 表示）。例如,
ACDE::1203:12.192.
址前缀的表示方法
在 IPv4 中，用来表示前缀可以表示为如下的形式：IPv6 地址/ 前缀长度
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3
则是组成前缀的十进制值，说明地址最左边的连续
3（十六进制）可以分别用以下的几种合法方式来加以表示：
B:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60
结点地址及其子网前缀两者时，可以组合成如下表示,
123:4567:89AB:CDEF/60
2．地址分配
中，地址是用户拥有的，一旦用户申请到，他就永远使用该地址空间。这样往往会造成路由表爆
3．地址类型
地址可分为 3 类：Unicast 地址,Multicast 地址,Anycast 地址。
往单播地址的包将被传送到该
(2) 址用于标识属于不同网络结点的一组接口。但发往组播地其中 IPv6 地址一般表示为十六进制值，前缀长度的地址位的长度，表达的是网络结构。
例如,60 位长的前缀 12AB00000000CD
12A
12AB::CD30:0:0:0:0/60
12AB:0:0:CD30::/60
当同时表示某个网络结点地址：12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF
结点子网号：12AB:0:0:CD30::/60
可以缩写表示为：12AB:0:0:CD30:
IPv4
炸的现象出现。 IPv6 改变了这种分配方式。从用户拥有变成了 ISP 拥有，为了地址分配和修改的方便，IPv6 允许给一个指定的网络指派多个前缀，也允许对一个主机的给定接口同时指派多个地址。
这样的分配方案支持可集聚地址、本地用地址和组播地址的直接分配，并有保留给 NSAP 地址和 IPX
地址的空间。其余空间留给将来使用。Unicast 单播地址和 Multicast 组播地址可以通过地址的前面几位字值来区分：值为 FF（1111111 ）用于标识一个地址为 Multicast 地址，其他值则标志这个地址为 Unicast
地址。Anycast 地址从形式上与 Unicast 地址完全相同，在语法上无法区分。
IPv6
(1) Unicast 地址：也称单播地址。这种地址用于标识某一单个接口，发地址指向的网络接口。 Unicast 单播地址分为若干种，可聚类单播地址是其中最重要和最常用的一种，表现形式是 2000:/3。可聚类单播地址安排成一个三层次的分级结构：公用拓扑；站点拓扑；接口标识符。公用拓扑是提供公用 Internet 传送服务的供应商和交换局群体。站点拓扑是本地的特定站点或组织，它不提供到本站点以外结点的公用传送服务。接口标识符是标识链路上的接口。设计这样的地址格式为了既支持基于当前供应商的集聚，又支持交换局这种新的集聚类型。其组合式高效的选录集聚可用于直接连接到供应商和连接到交换局两者的站点上，站点可以选择连接到两种类型中的任何一种集聚点。此外，还有其他各种特殊的 Unicast 单播地址，主要有未指定地址、回返地址、嵌有 IPv4
地址的 IPv6 地址、本地用 IPv6 单播地址,NSAP 地址及 IPX 地址等。 IPv6 可集聚全球单播地址格式,
|3 | 13| 8 | 24 | 16 | 64位 |
+---+-----+----+---------------+----------+----------------------------------+
|FP |TLA |RES| NLA | SLA | INTERFACE ID |
| | ID | | ID | ID | |
+---+------+---+----------------+---------+----------------------------------+
图 2-1 IPv6 可集聚全球单播地址格式
Multicast 地址：也称组播地址。这种地址的包将被传送到该地址标识的所有接口。 Multicast 地址只能作为目的地址出现，在 IPv6 包中不能用做信源地址或出现在任何路由包头中。IPv6 中不再有 IPv4 中的广播地址，与其作用类似的是
Multicast 地址。 Multicast 地址可以用于实现 IP 网络中一点到多点的高效数据传送，从而有效地节约网络带宽、降低网络负载。Multicast 地址的基本格式如下,
山东经济学院学士学位论文
4
|
(3) Anycast 地址用于标识属于不同结点的一组接口。发往任播地址的包
n位 | 128~n 位 |
（三）IPv6 的报头格式
IPv6 的报头格式可以分为两方面：基本报头和扩展报头。其中，基本报头是每个 IPv6 报文所必须的
1．IPv6 的基本报头
IPv4 报头格式的改变，源于 IPv4 报头并高于 IPv4 报头。
IPv6
0 16 23 31
| 8 | 4 | 4 | 112位
+-----------------+---------+----------+-----------------------------------------------+
| 11111111 |Scope |Scope | Group ID |
+-----------------+---------+-----------+----------------------------------------------+
图 2-2Multicast 地址的基本格式
地址：也称任播地址。这种将被传送到该地址标识的某一个接口，通常是路由协议计算出的最近的那个接口。任播地址是
IPv4 协议中所没有的，它允许分组被路由到具有某个 IP 地址的所有结点中的其中任意一个。这个任播地址可能被分配给一个或多个网络接口，这样，发送给这个 IP 的分组就会按路由协议中的距离度量传送到所有具有这个 IP 地址的网络接口中最近的一个。目前，任播地址仅被用做目标地址，且仅分配给路由器。任播地址时从单点传送地址空间中分配的，使用了单点传送地址格式中的一种。 Anycast
任播地址基本格式如下,
|
+------------------------------------------------------+-----------------------------------+
| 子网前缀 | 00000000000000 |
+------------------------------------------------------+-----------------------------------+
图 2-3Anycast 任播地址基本格式
，而扩展报头则是根据具体情况设置为可选项。也就是说,IPv6 的通用模式为：一个固定长度的基本报头+ 一组可选、数量变化的扩展报头。
IPv6 基本报头的设计理念主要来自对原有本身有许多新的思路和功能拓展等。与 IPv4 报头相比,IPv6 基本报头所含字段少，而且报头长度固定。这些特点使网络中路由器的硬件实现更为简单。与 IPv4 不同的是，在今后必将普及的纯 IPv6
网络中，数据报文在路由过程中不会被分割，从而进一步减少了路由负担。这些改进能够使 IPv6 在一个合理的开销范围内，适应未来网络流量的指数级增长速度。
IPv6 基本报头格式如图 2-4 所示,
3 4 11 12
版本（4 ） 传输流类型（8 ） 数据流标签（20）
有效载荷长 度（1 （8 ） 跳数限制（8 ） 6） 下一个报头信源地址（1 28）
信宿地址（128 ）
图 2-4
通过对 IPv6 报头格式的分析，可以得出如下结论。
固定为 40 字节。
v4 中的字段，如取消了头标
IPv6 基本报头格式
(1) IPv6 中，报头以 64 字节为单位，且报头的总长度
(2) IPv6 基本报头去掉了 IPv4 中的所有可选项，还减少、改变了许多 IP
长度、服务类型、标识、标志、分段偏移量及报头校验和。增加了两个新的字段：优先级和流标山东经济学院学士学位论文
5
) 将三个报头字段：服务类型、生存时间、协议重新命名为数据流标识号、跳数限制和下一个报头高了数据报头的处理速率和路由器处理分组的速度，而且将可选项转换成了
2．IPv6 的扩展报头
IPv6 报文，可以没有扩展报头，但必定需要一个基本报头。只有在需要路由器或者目一环，它的应用功效类似于 IPv4 报头中的各种选项，
这种现在两个方面：一是现有的 IPv6 数据报文在传输过程中，可以根据其特定的网络需发效率
非常有利于提高软件处理报头的效率。另外，IPv6 基本报头比 IPv4 更为简
v6 还有一些其他特性。主要包括，按顺序分解报头，扩展报头的对齐，
三、IPv4 向 IPv6 过渡技术
（一）基本过渡策略
1．过渡策略的主要目标
过渡方式应该是逐步的和渐进式的，保护 IPv4 网络设备的投资。
网络设备彼此可以互连互通，
络过渡过程中,IPv4 向 IPv6 升级的费用应尽可能地低，过渡技术应尽可能地
2
双协议栈方式,
网络结点同时支持 IPv4 和 IPv6 两种协议栈。由于 IPv4 和 IPv6 都属于网识。
(3
，并赋予了新的含义。
IPv6 的这些改变，不仅提独立的“扩展分组头”。由于大多数分组头在数据的传输路径中无需任何路由器的检查和处理，直至到达终点，从而方便了拥有选项的数据报提高路由性能。当路由器或主机不认识选项时，也可以对选项进行编码，从而可以更高效地转发。
一个正常发送的的结点作某些特殊处理时，才由发送方的信宿地址添加一个或多个扩展报头。所以，扩展报头的添加是为了提供某种特定的差异化网络服务。
扩展报头是 IPv6 报头设计思想中很重要的设计有如下好处,
(1)最大的灵活性
这种灵活性主要体求，由其基本报头有选择、有针对性地携带一个或者多个 IPv6 扩展报头；二是 IPv6 扩展报头的总长度并没有一个固定的长度规定，可针对新的网络应用，设计新的扩展报头，无须考虑 IPv6 扩展报头总长度的限制。
(2)提高路由器转
IPv6 基本报头的固定长度洁，能够减少路由器的操作，降低路由器数据的开销，这样有利于提高路由器等的工作效率。而且，在 IPv6 网络路由过程中不会对所传输的数据报文进行分割，从而进一步减少了路由的负载。同时，
由于使用了扩展报头这一设计结构，可以提高路由性能，当结点无法辨认某选项时，可对选项进行编码，从而更高效率地进行转发。
除了以上两个主要优点外,IP
下一个报头的参数，报错机制等。
(1)
(2) IPv4 网络和 IPv6 网络相互渗透，长期共存，这就要求 IPv4 和 IPv6
可以彼此实现互操作。
(3) IPv4 网络向 IPv6 网简单，这样才能尽快吸引广大用户主动向 IPv6 网络过渡。
．过渡策略的分类
(1)
双协议栈是指在同一个山东经济学院学士学位论文
6
络层 协议，都基于相同的物理平台，而且加载于其上的传输层协议 TCP 和 UDP 也没有太大的区别，
所以，在理论和实践上，支持双协议栈的结点既能与支持 IPv4 协议的结点通信，又能与支持 IP6 协议的结点通信。双协议栈方式的概念模型如图 3-1,
应用层
TCP/UDP
IPv4 IPv6
物理网路
图 3-1 双协议栈方式的概念模型
这种双协议栈方式主要是 的主机和路由器。也就是说，在理论上，
任何外，在具体的实现中，双协议栈方式往往需要隧道技术的支持来共同实现数据传送的功能。但双协具有普遍意义的过渡策略，在很多其他方式的运用中也往往借助了隧道技术的实现，
刚萌芽的少量 IPv6 结点或局域网路，仿佛是茫茫大海中的一个个孤
v4 报文中，并将这个 IPv6 报文视
隧道入口 隧道出口 网络结点
基于 IPv4 隧道的 IPv6 三个阶段,
作为载荷封装进入这个
IPv4
原始 IPv6 报头 原始 IPv6 报文载荷
指所有提供 IPv6 和 IPv4 协议栈双栈结点都能够直接同 IPv4 和 IPv6 网络结点互操作。这种双协议栈方式的实现重点在于对网络路由器的升级改造。由于需要维护两套类似的路由器软件，势必将增加系统运行的复杂性和系统维护的工作量。所以在目前来说，大多数 IPv6 实验并不刻意去实现两个完全不同的 TCP/UDP 栈分别为 IPv4
和 IPv6 提供服务，而是努力探索只提供一个混合的协议栈，IPv4 和 IPv6 两套协议栈中共享大部分代码。
另议栈方式仍然是目前最为流行的 Pv4 向 IPv6 过渡的基本策略之一。
(2) 隧道方式
隧道方式是目前在此对隧道技术做一重点阐述。
相对于现在的 IPv4 网络环境，刚立的小岛。那么这些小岛之间的联络，则通常需要借助隧道技术。这种隧道技术，在 IPv4 中多有应用，例如 VPN 技术等，并不是专门为 IPv6 而开发的一种全新技术。所以，单就隧道技术而言，是一种较为普遍的技术，并不光为 IPv6 使用，既有 IPv6 over IPv4，也有 IPv6 over IPv6,IPv4 over IPv6
等，基本都可以包含于 IP in IP 中。但需要注意的是，隧道技术不能实现 IPv4 主机与 IPv6 主机的直接通信。下面主要阐述一下隧道技术在 IPv4 向 IPv6 过渡策略中的运用。
IPv6 的隧道策略就是在网络的某一结点将 IPv6 的整个报文封装在 IP
作 IPv4 数据报的数据净负载，然后在目的地将其解封，得到 IPv6 报文，如图 3-2 简要的说明了这种技术的运作机制。
网络结点
图 3-2 隧道方式的过渡策略
IP 报 对 IP 报文进行封装
对 IP 报文进行解封
还原为原原始文
始
IP 报文
数据报传送实现可以分为以下
①封装：封装就是由隧道起始点来创建一个 IPv4 报头，将 IPv6 数据报文报文，并形成一个新的 IPv4 数据报文。只有在所要生成的隧道起始点处才能对 IPv6 报文进行封装。具体的封装运作方式如图 3-3 所示。
原始 IPv6 报
IPv6 报头载荷
文
IPv4 报头 原始 IPv6 报头 原始
封 报文的隧道 IPv 装了原始 IPv6 4 报文
图 3-3 对原始 IPv6 报文进行封装
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7
IPv4 隧道封装，然后新生成的该 IPv4
报文等。
才能对隧道
IPv4
IPv4 报头 原始 IPv6 报头 原始 IPv6 报文载荷
封装的基本步骤：在 IPv4 隧道起始点将原始 IPv6 报文进行沿着隧道所标识的虚拟链路被发送，其传送规则按照该 IPv4 报文协议的传送规则来进行。
②隧道管理：隧道管理是由隧道起始点来维护整个隧道的配置信息，比如隧道最大传送单元 MTU
在隧道的中间网络结点则是由 IPv4 协议来处理该 IPv4 隧道报文。隧道需要管理的方面很多，除了上面提到的最大传送单元 MTU 的配置、发现，还有诸如隧道生存时间等众多要素。
③解封：是指在隧道终点卸去 IPv4 报头，还原原始的 IPv6 报文。只有在隧道终点处报文进行解封。解封是封装的逆过程。如图 3-4 所示。
隧道 IPv4 报文
原始 IPv6 报头 原始 IPv6 报文载荷
解封后的原按 IPv4 协议处理；其次，对报文最后一个报前，隧道技术的实现主要有以下 4 种方式：手工配置隧道,IPv6 over IPv4,IPv6 to IPv4、隧道代理协议翻译
核心在于地址和协议形式的转换，而其中的地址转换来源于 NAT(Net Address
Tran
据自身需要可以按照网络地址的分类方式来任意多地自定义所
过渡方式对解决或延缓 IPv4 地址的短缺并未有好的作用，正逐步被业界所淘汰。
（二）IPv4 向 IPv6 过渡技术
1．各个 IPv6 孤岛之间的通信
IPv4 网络中建立 IPv6
隧道以，目前一般都必须采用隧道方式，
始 IPv6 报文
图 3-4 对隧道 IPv4 报文进行解封
解封的基本步骤：首先，在隧道终点处对隧道 IPv4 报文头中的下一个报头字段值再进行处理。当该字段值为隧道协议值时，则抛弃隧道 IPv4 报头，进行解封行为，并将所产生的原始 IPv6 报文按照其标识的信宿地址传送，同时，开始由 IPv6 协议进行处理。
目
。
(3)
协议翻译策略的
slation)技术。 NAT 技术的使用本意在于缓解 IP 地址短缺的趋势，这是一种从“增加”可以实际使用 IP 地址的思路来解决地址短缺的问题。
NAT 技术就是在一个私有网络内部，根需的 IP 地址，而不用去申请全球唯一的 IP 网络地址。这种自定义的地址可以与已定义的全球唯一的 IP 网络地址重复。这样,NAT 通过对 IP 地址的再利用提高了 IP 地址的使用效率，从而大大降低了对 IP 地址的需求。目前可分为两种不同的 NAT 技术：传输层 NAT；应用层 NAT。
同时，NAT 技术也有其内在的问题,
① 相对降低了网络结点的安全性
② 相对减少了网络节点的应用方式
③ 降低网络流量
基于上述缺点，这种
目前这类问题的解决主要利用网络结点（主要是路由器）的双栈协议和在来实现，也就是 IPv6 over IPv4 隧道。 解决方案主要分为以下 5 种方式,IPv6-over-IPv4 GRE 隧道；
IPv6-over-IPv4 手动隧道； 6to4 自动隧道；ISATAP 自动隧道等。
上述这些系统的解决方案由于需要跨越不同的网络协议环境，所所以这些系统解决方案都依赖隧道机制。这几种隧道机制的配置方式和图示如下,
1) IPv6-Over-IPv4 GRE 隧道
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8
，路由器 －路由器，在 IPv4 的 GRE 隧道上承载 IPv6，IPv6 是乘客
terface GigabitEthernet2/10
111C::2/64
terface Tunnel9903
he distributed
F:0:8:2/112
r-IPv4 手动隧道
，路由器－路由器，是通过 IPv4 骨干网络连接两个 IPv4 域的永久连
terface GigabitEthernet2/10
适合主机－主机，主机－路由器协议，IPv4 是承载协议。手工配置，主要用于长期稳定的安全通信连接
图 3-5 IPv6-Over-IPv4 GRE 隧道模式
GRE on Cisco 配置,
ipv6 unicast-routing
ipv6 cef
!
in
ipv6 address 2001:DA8:8000:
ipv6 cef
!
in
no ip address
no ip route-cac
ipv6 address 3FFE:3240::FFF
tunnel source FastEthernet4/0/0
tunnel destination 202.38.99.4
tunnel mode gre
2) IPv6-Ove
适合主机－主机，主机－路由器接，与 GRE 类似，只是封装格式有所区别。
图 3-6 IPv6-Over-IPv4 手动隧道模式
Manual IPv6 on Cisco 的配置,
ipv6 unicast-routing
ipv6 cef
!
in
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9
111C::2/64
terface Tunnel9903
he distributed
F:0:8:2/112
道(rfc3056)
网络连接和传输 IPv6 数据包,是一种自动建立隧道的方法。国际地址
6to4 边界路由器是隧道 6 分组时，从 IP 头标的 IPv6 地址域中提取出隧道末端站点可以立即开始升级到 IPv6，而不需要向地址注册机构申请 IPv6 地址空间。
这也
IPv4 地址便可使得整个站点获得与其他 IPv6 站点的连接
Cisco 配置,
terface Loopback0
.1 255.255.255.0
ui-64
terface Tunnel0
ipv6 address 2001:DA8:8000:
ipv6 cef
!
in
no ip address
no ip route-cac
ipv6 address 3FFE:3240::FFF
tunnel source FastEthernet4/0/0
tunnel destination 202.38.99.4
tunnel mode ipv6ip
3) 6to4 自动隧适合路由器－路由器。使用 IPv4
分配机构 IANA 专门为“6to4” 过渡机制分配了一个永久性的 13(0x0002)比特顶级聚类标识(TLAID)
(2002+2 字节的本地边界路由器的 ipv4 地址) 。
图 3-7 6to4 地址格式
的端口，当它接收到 IPv
的 IPv4 地址后，将 IPv6 报文封装在以此 IPv4 地址为目的地址的 IPv4 报文中，同时将 IPv4 报头中的协议域字段设为 41。隧道对端的操作正好相反，将 IPv4 数据报解封得到 IPv6 报文，将此报文在
IPv6 站点内路由。
利用 6to4 技术，
同时也简化了 ISP 提供商的管理工作。
6to4 技术的优点在于只需要一个全球唯一的
。
6to4 on
IPv4
图 3-8 6to4 自动隧道模式
in
ip address 192.168.30
ipv6 address 2002:C0A8:1E01:1::/64 e
!
in
no ip address
IPv6 IPv6
Network Network
6to4
Router2
6to4
Router1
192.168.99.1 192.168.30.1
Network Prefix,
2002:C0A8:1E01::/48
= =
E0 E0
Network Prefix,
2002:C0A8:6301::/48
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10
red Ethernet0
v6 route 2002::/16 Tunnel0
主要是在 IPv4 网络中孤立的 IPv6 域之间通信。其特点在于特殊形式的
IPv6
v4 网络的同时被封装到 IPv4
报文中。这个封装点可以看作是隧道的起始点，该边缘路由器将隧道终点的
13 32 16 64
F
DR
TERFACE ID
ipv6 unnumbe
tunnel source Loopback0
tunnel mode ipv6ip 6to4
!
ip
6to4 过渡机制的适用目标地址运用。该过渡机制并不需要创建显式的网络隧道，而是利用 IPv4 网络环境进行互连。各孤立的 IPv6 域可以由中继路由器与其它纯 IPv6 网络通信。这实际上是将 IPv4 网络当做一个单播的点到点链路层。目的在于提供一个可行的混和阶段的阶段性过渡解决方案。
当 IPv6 数据报文从这种典型的 6to4 站点向外发送，首先是在进入 IP
IPv4 地址作为 6to4 地址中的 IPv4。当该 IPv4 封装数据报文到达隧道终点后，进行解封装。这时的 IPv4 隧道终点的地址可直接从其 IPv6 地址域的地址前缀中获得。如图 3-9 为任一个 6to4 站点的地址形式。
3
P TLA NLA SLA ID IN
001 0X002 V4AD 子网号 接口号
图 3-9 任 站点的地址形式
FP：格式前缀，值为置为 0X002 。
一的 IPv4 地址。
表示方式是 2002:V4ADDR::/48。
机构登记处申请议。ISATAP 和 6to4 都是目前比较流行的自动建立隧道接口上生成本地链路的前缀（fe80:,开头）和 64 位的接口标技术不要求隧道端节点必须具有全球惟一的 IPv4 地址，只要双栈主机具有 IPv4 单播地址主机的网络前缀是通过向 IS 的。
一个 6to4
001
TLA：顶级集聚标识符，设
NLA：下一级集聚标识符，即该站点全球唯该站点的 IPv6 地址前缀包括,FP,TLA,NLA，总长度 48 位，
这种 6to4 过渡机制，是目前主流的过渡方案之一。采用这种机制，网络站点可以不需要向注册
IPv6 地址空间就可以自行配置 IPv6 地址。 6to4 机制对 IPv6 ISP 也具有很大的吸引力，
因为该机制相当于将所形成隧道的管理费用降低到零。更重要的是站点主机可以平滑地过渡到 IPv6。
4) ISATAP 自动隧道(aft-ietf-ngtrans-isatap-04)
适合主机－路由器，站点内自动配置隧道地址协道的过渡技术，都可以连接被 IPv4 隔绝的 IPv6 孤岛，都是通过将 IPv4 地址嵌入到 IPv6 地址当中，并将 IPv6 封包封装在 IPv4 中传送，在主机相互通信中抽出 IPv4 地址建立 tunnel。但具体实现的流程，IPv6 地址和应用范围不尽相同。
双栈主机支持 ISATAP 后会自动在该隧识符::0:5EFE:X.X.X.X( 这里的 X.X.X.X 是双栈主机的 IPv4 单播地址。如果需要和其他网络的 IPv6
网络通信，必须通过 ISATAP 路由器拿到全球单播地址前缀（2001:,2002:,3ffe,开头），通过路由器与其他网络通信。
ISATAP 过渡即可，不管该地址公有的还是私有的都可以。
网络前缀＋接口 ID
图 3-10 网络前缀+接口 ID
ATAP 路由器发送请求得到山东经济学院学士学位论文
ISATAP on Cisco 的配置,
图 3-11 ISATAP 在 cisco 路由器上的配置
11
络
IPv4 IPv6 结点之间通信的系统解决方案有 8 种之多，其中最为经济和常用的是双栈协议模式。在双栈协议模式中，要求网络环境的全部 IPv6 结点，即主机和路由器，都配置为 IPv4
和 IP
个 IPv4 地址，所以无法解决 IPv4 地址枯竭的问题。后来又开发出有限双宜、科学分析，才能更好地、更顺利地用较面的研发现状和已有应用
（一）中国在 IPv6 的研发方面也有一些新的进展。这些进展以计算技术研究所和软件研究所的成果为代表。
中兴,京东方,Cisco,Juniper,Nokia、Nortel、Navtel、
Hita
2．IPv4 网络与 IPv6 网 的通信
就目前而言,和
v6 双协议模式，这样就保证了所有配置了双栈协议的 IPv6 站点与纯 IPv4 网络结点及纯 IPv6 网络结点都可以实现相互通信。
所以，这种过渡机制简单、直观地解决了 IPv4 与 IPv6 之间的相互通信问题，但由于这种机制仍然需要为每一个 IPv6 结点配置一协议栈模式，只为网络服务器结点配置双协议栈，而其他非服务器主机的 IPv6 结点则视为客户结点，该服务器结点被定义为 Internet 中的文件,WEB 服务器，可以提供多种服务。其他结点则被看成享用服务的节点，而不提供服务。这就有利于缓解 IPv4 地址的枯竭问题。但当网络中的纯 IPv4 客户结点和纯 IPv6 服务器结点通信时，还需要代理网关的支持。
由于 IPv4 向 IPv6 过渡的长期性和渐进性，也就决定了这个过渡是平滑地、逐渐地。目前为止，
还没有一种过渡机制称得上是标准，各有优缺点。只有因地制小的代价从 IPv4 网络过渡到 IPv6 网络。
四、国内外在 IPv6 方大陆科研机构和高校的研发与应用工作
1．中国科学院 IPv6 项目
中国科学院作为我国重要的科学研究机构，
2003 年 12 月 20 日在中科院计算所举行了我国第一个“IPv6 推进开放实验室”揭牌仪式。该实验室在中科院计算所的倡议下，由计算所、华为、
chi、HP、SUN、Mi crosoft 作为第一批成员共同加盟成立。设在中科院计算所的实验室用于构建由多厂家设备共同组成的 IPv6 网络试验运行环境，提供 IPv6 相关技术、产品、应用、运营的实验、
试验、验证、示范、试用、互操作测试和技术交流的平台，旨在全面推动 IPv6 技术的发展，促进 IPv6
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12
计费
6 城域试验网——“IPv6 网络关键技术研究和城域示范系统”,项目由计算所牵头，联合声学力，并启用了 ACL 防范网络攻击，
其中
6 监控管理和测量、
移 动网络互连平台。为
Inte
中国下一代互联网示范工程核心网络 CNGI 的重要组成部分，是世界上规模最大的纯 IPv6 已于 2004 年 12 月 25 日，在北京举行了开通仪式，正式成为中国第一个 IPv6 国家主在中国乃至全球的普及和应用，探寻适合中国的 IPv6 总体解决方案和商业运营模式。
中科院计算所作为我国计算机事业的摇篮，近几年研制成功的网络测试设备及系统包括，IPv6 协议测试仪，高性能 IPv4/IPv6 转换网关，IPv6 网络监控管理系统，IPv6 性能分析系统，具有授权认证系统功能的移动 IPv6 网关，IPv6 信息过滤系统，支持 IPv6 三层交换机，支持 IPv6 的网络计算机终端等。这些设备与思科、华为、Juniper、日立、佳讯飞鸿等公司的高端 IPv6 路由器、SUN 公司的支持 IPv6 的高端服务器、HP 公司的支持 IPv6 的移动终端等共同构成了一个真实的、实用的 IPv6
网络环境。
计算所不仅在 IPv6 关键技术研发方面取得进展,还与重庆网通合作构建了跨越重庆市区的我国第一个商用 IPv
所、网络中心等单位联合攻关。中科院计算所承担了其中的“IPv6 关键支撑技术”和“城域示范”
的研究任务。该项目在重庆网通信息港的光纤城域网上建成了我国第一个商用城域试验网，而且核心部件全部由国产设备构建。这一网络的建成标志着国产设备突破了 IPv6 的技术限制，并且证明国产设备已完全达到网络建设的要求，具有起点高，业务丰富的特点。
华为公司承担了该项目的核心网络平台的提供，核心网络拓扑采用 GE 双环建网模式，由华为公司
NE80、NE16E、NE05 等型号路由器共同组建，提供流量负荷分担能第五代路由器 Quidway NE80 核心路由器的成功应用标志着国产 IPv6 核心网络设备正式形成商用能力，具有业界领先的稳定性、转发性能和业务支持能力。在该网络平台上，中科院系统开展了 IPv6
协议一致性测试、IPv4/IPv6 转换与互通、IPv6 网络监控管理、IPv6 信息过滤、支持 IPv6 的有线无线综合接入、支持 IPv6 的内容分发、IPv6 DNS 根服务器、自适应 QoS 机制和 IPv6 典型应用等一系列关键技术的研究，研发内容先进而且丰富，超额完成国家规定任务。目前，该网络各业务开展情况良好，这些业务均体现了 IPv6 的互联互通能力和 IPv6 标准的成熟性。同时，该网目前拥有稳定的用户，
注册用户规模超过 1000，平均在线用户规模超过 200 用户，峰值达到 300～400 用户同时在线，用户来源广泛，包括大学、居民小区和研究机构等，并将在年内继续发展新的用户。
由计算所所长李国杰院士亲自领导的 IPv6 项目，在中科院知识创新工程、国家 863 计划、科技部奥运专项和北京市科委的支持下，在 IPv6 协议测试、IPv4/I Pv6 转换与互通、IPv
IPv6、IPv6 网络安全等一系列关键技术上取得重要进展，已申请国家发明专利 20 项，向 IETF
提交互联网草案一项。为切实推动 IPv6 实用化，计算所还与包括中国网通、华为、诺基亚、Navtel
等多家企业签署了在下一代互联网领域的战略合作、技术转让和技术合作协议。
中科院软件所在 IPv6 的研究方面主要主持了“IPv6 路由器的研究与开发”项目的实施。该成果
IPv6 路由器可以提供 IPv4 和 IPv6 双重协议栈的支持，实现了 IPv4 网络和 IPv6
rnet 网络从 IPv4 平滑过渡到 IPv6 网络提供了可靠的技术和设备上的支持。同时，建立了完整的小型 IPv6 试验网络，并实现了与国际 IPv6 试验网络 6Bone 的连接，可以通过 IPv6 通道进行网络传输服务。作为合作项目基础，软件所多媒体中心与朗讯贝尔实验室组织联合实验室，进行 IPv6 协议的研讨，进行了多次的英语技术交流，为实验室研究水平的提高和国际化迈开了重要的一步。另外，该成果为“十五”、863 计划有关项目和科学院创新工程重点项目《IPv6 和宽带网》课题的申请提供基础。
2．CERNET2 与中国高校
CERNET2 是国家主干网，
干网。CERNET2 主干网连接分布在我国 20 个主要城市的 CERNET2 核心节点，传输速率为
2.5~10Gbps，实现了全国 200 余所著名高校的高速接入，同时为全国其他科研院所和研发机构就近接入提供条件。并通过下一代互联网交换中心与国内其他下一代互联网、国际下一代互联网实现高速互联，从而形成我国开展下一代互联网及其应用研究的重要实验环境。
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图 4-1 CERNET2 网络拓扑图
中国教育和科研计算机网 CERNET 始建于 1994 年，是中国第一个采用 IPv4 技术的全国性互联网，对中国互联网发展具有重大示范 RNET 从 1998 年开始进行下一代互联网日，包括美国 Internet2,欧盟 GEANT 和中国 CERNET 在内的全球最大的学术互联网,在更快、更安全可信、更及时、更方便、更可管理等技术特征的下一代互联网典型应用，特别是目前互联网所不能提算资源的计算网格、拥有海量数据的数据网格，实现网格之间大容量、高可靠性的 审计，体现下一代互联网端对端高性能传输的技术特征体现下一代互联网 前景。
意义。在教育部的领导下,CE
研究与试验，建成 IPv6 试验床 CERNET-IPv6。2000 年在北京地区建成中国第一个下一代互联网
NSFCNET 和中国下一代互联网交换中心 DRAGONTAP，并代表中国参加国际下一代互联网组织，实现了与国际下一代互联网的互联。2001 年，CERNET 提出建设全国性下一代互联网 CERNET2 计划。
2003 年 8 月,CERNET2 计划被纳入由国家发展与改革委员会等八部委联合领导的中国下一代互联网示范工程 CNGI。
2003 年 10 月，连接北京、上海和广州三个核心节点的 CERNET2 试验网率先开通，并投入试运行。 2004 年 1 月 15
比利时首都布鲁塞尔欧盟总部向全世界宣布,同时开通全球 IPv6 下一代互联网服务。
2004 年 3 月,CERNET2 试验网正式向用户提供 IPv6 下一代互联网服务。
CERNET2 支持下一代互联网应用关键技术研究，开发和推广具有比现在互联网更大、
供的重大应用,
? 计算网格、数据网格：大规模科学计算
建设拥有高性能计数据传输,实现分布式高速安全交易和全网计费
，为具有大规模、多站点分布式计算和数据挖掘技术特性的重大应用提供服务。
? 大规模点到点的视频通信
提供端到端高性能传输和无线/ 移动接入服务，实现大规模点到点的视频通信，充分的高带宽技术特征,具有重大应用
? 无线/ 移动应用：智能交通
13
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动接入网络，利用多种信息终端设备（包括：手机，可视手机，
PDA
实现基于组播、具有网络性能保障的大规模视频会议和高清晰监测、地震监测
，采用 IPv6 地址接入各类传感装置，实时采集大气、水文等各种环境监测现实环境，实现远程仪器控制和虚拟实验室，以及远程控制信息传拟现实的研究试验与应用；
进制造，
为信图书馆
行远程授课和辅导；基于高清晰度视频广播技术进行授课内容回放；
基于频会议技术进行实现远程医疗，包括安全、可靠地传输医学图像和视频，实现远程协对 CERNET2 的实施提供技术研究院大楼内实现了 IPv6 的网络部
，但是 IPv6 在高校中的大建成下一代互联网的高速无线/ 移等）灵活方便地接入下一代互联网络，实现全网漫游，保证移动过程中网络应用的连续性和服务质量，并安全、可靠地远程控制各种信息家电。结合全球卫星定位系统 GPS，实现城市智能交通管理，
体现 IPv6 大的地址空间和可移动的特性。
? 大规模视频会议、高清晰度电视
建设纯组播环境，提供服务质量控制，
度电视广播应用，这是只有高带宽、高性能的下一代互联网才能支持的典型应用，具有交互协同技术特性。
? 环境体现 IPv6 大地址空间特性数据以及地震监测数据，体现下一代互联网,更大、更方便” 的技术特征。
? 远程仪器控制、虚拟实验室
建立具有实时远程控制功能的虚拟输的高可靠性、安全性和实时性，具有共享虚拟现实技术特性。开展以下方面的重大应用示范,
·大型贵重仪器联网，实现对仪器的远程操作与控制；
·建立有关 CAVE 的试验、示范环境，实现虚拟实验，虚
·先进制造,综合利用远程仪器控制和交互协同等下一代互联网技术，实现协同设计、先息化带动工业化的重大应用示范；
·交互式协同设计；
·远程仪器控制。
? 远程教育、数字基于交互协同视频会议技术进按内容流媒体检索和点播技术实现随时随地的按需学习；实现海量信息存储与检索等等。
? 远程医疗
基于交互协同视同诊断；基于 IPv6 的各种人体传感器联网，实现人体健康监测。
清华大学作为国内计算机领域的翘楚，
了巨大的支持，同时我国下一代互联网的交换中心也设在清华大学网络中心。 2004 年 12 月 29 日,2004 年度中国通信学会科学技术奖颁奖大会在北京举行，清华大学计算机系与清华紫光比威网络技术有限公司共同研制的“IPv6 核心路由器” 荣获 2004 年度中国通信学会科学技术一等奖。 IPv6 核心路由器的关键技术顺利攻关和成功研制，标志着我国在下一代互联网和 IPv6 技术上取得了重大突破，并掌握了下一代 IPv6 互联网的核心技术，为我国发展成为网络技术强国奠定了基础，对我国网络的技术进步和安全运行具有重大战略意义。
最近，清华大学又在信息署。清华大学 IPv6 项目的成功实施，为全球最大的纯 IPv6
网络——CERNET2 实验网的产业化推广提供了样板，也为以
IPv6 普及和应用为特色的中国下一代校园网在全国高校的落地开奠
CERNET2 实验网的开通，标志着中国学术互联网的 IPv6 之路已经踏上征程图 4-1 中国自主知识产权的
IPv6 核心路由器
定了基础。
规模部署，依然需要解决网络平滑过渡,IPv6 应用与拓展等问题，清华大学信息技术研究院大楼山东经济学院学士学位论文
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栈局域网络，清华大学 IPv6 项目采用国产核心路由器，
直接兆链路和支兆路由交换平台，汇聚和转发 IPv4 流量，构架高安全性员上网需要外，还给大楼内辅助设施及管校园网方面也作了一些工作。
CER
级 Cisco7507 IOS 支持 IPv6 以代替 Nokia IP650 路由器静态路由联入
CER
大学之外，还有浙江大学、电子科技大学和重庆大学（详细内容参见附录三）等高校在
3 网络中心在 和 IPv6 上的应用
IPv6 和 CERNET2 等推广和应用方面做互联网示范工程核心网络 CNGI 的重要组成部分，是世界上规模最大的纯 IP
项目标志着 IPv6 迈出了在高校网络中部署的第一步，该项目成功解决了 IPv6 与 IPv4 网络相容共存、
平滑过渡的问题，同时也是对无线应用、综合数据业务承载等应用的良好支撑，也初步显示出 IPv6
在下一代校园网应用中的巨大威力和潜力。
作为我国高校第一个全面开通的 IPv6 双连接 CERNET2，提供各种基于 IPv6 的服务。出于对性能和稳定性的双重考虑，网络设备采用了紫光比威 IPv6 核心路由器 BE12408 和接入交换机 BS3250TGS/BS3226TGS。该路由器由清华大学计算机系和清华紫光比威公司共同研制成功。标志着我国下一代互联网关键技术获得重大突破。
整个项目的建设把稳定性与 IPv6 网络的先进性能放在了同样重要的位置，不但采用多条千持 IPv6 线速转发的核心路由器，汇聚和转发 IPv6 流量，而且通过全冗余的网络结构，使 IPv6 网络出现振荡时对 IPv4 网络造成的影响减到最小。
项目采用多条万兆链路和新一代体系架构的万
、高性能、高稳定的 IPv4 网络。在此基础上，采用两台高端路由器构建 IPv6 路由层，由两台万兆交换机构建 IPv4 路由层。在 IPv4 和 IPv6 的核心设备之间采用了全网状 GE 链路连接，最大程度地保证了高性能和高可靠。接入层采用可网管堆叠 L2 交换机，10/100M 下联端口连接用户主机，每个堆叠用两条 GE 链路上联，分别连接到两台 IPv4 的核心设备。
清华大学信息技术研究院大楼内网络布线除保证每个工作人理人员留有足够的网络端口，此外，提供灵活安全的无线接入，满足移动办公和内外技术交流的需求。无线应用的需求也给 IPv6 网络的安全和管理提出更高的要求。
除了清华大学以外，上海交通大学在 CERNET2 的应用和构建 IPv6
NET 国家网络中心自 1998 年开始进行 IPv6 方面的实践，建立了 IPv6 的试验网络,6 月,CERNET
正式加入下一代 IP 协议 IPV6 试验网 6BONE 成为 6Bone 的主干网成员，上海交通大学作为 CERNET
华东（南）主节点是最早加入 CERNET IPv6 实验网的节点之一。 1999 年 11 月,CERNET-Nokia 联合开展 IPv6 方面的合作研究，利用 Nokia IP650 路由器实现试验床地区网到国家网络中心的互连。上海交大以 6over4 隧道的方式连接 IPv6 TestBed backbone。华东南地区网络中心( 上海交大) 承担其中 native
ipv6 mail/dns 的研究子项目。
2002 年 9 月 交大校园网升
NET 网络中心(rsp-jsv-mz.122-11.T6.bin) 。2003 年 6 月，从 CERNET 申请域名 sjtu6.edu.cn,建立若干 IPv6/4 双栈的服务器。（图示参见附录一）2004 年 4 月启动下一代互联网中日 IPv6 合作项目。上海交大作为全国三个地区主干节点之一，承担了 CJ 上海 IPv6 城域网建设和相关应用项目的开发工作。
（图示参见附录一）2004 年底启动的 CERNET2 25 个主节点的互连，上海交大 IPv6 校园网正式改接入 CERNET2。
除了上海交通
IPv6 校园网部署和 CERNET2 研发方面做了很多工作。
．山东大学 CERNET2
山东大学作为国内较早开展 IPv6 研究和应用的高校之一，在了很多深入细致的工作。
第一部分，CERNET2
CERNET2 是中国下一代
v6 国家主干网。 CERNET2 主干网连接分布在我国 20 个主要城市的 CERNET2 核心节点，传输速率为 2.5~10Gbps，实现了全国 200 余所著名高校的高速接入，同时为全国其他科研院所和研发机构就近接入提供条件。济南节点是 CERNET2 上的 20 个核心节点之一。CERNET2 网络拓扑图如图 4-2 所示：（济南节点已用红色标出）
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图 4-2 CERNET2 网络拓扑图
2004 年山东大学为配合 CERN bw12008 双栈路由器作为
CERNET2
省节点的过程中，山东大学将一台华为 NE80 双栈路由器上接到 bw12008，
作为础搭建起来的 IPv6 实验网络平台，为各高校间实验 IPv6 网络通信及开展一些相关研究方式通过 NE80 接入 CERNET2 。
3,IPv6 网络和 IPv4/IPv6 双栈路由器，可以在运行 WINDOWS XP,WINDOWS
目前 6 方式接入
CER
ET2 网络建设，引入清华比威公司的济南节点的骨干路由器。bw12008 骨干路由器位与天津节点（天津大学）和合肥节点（中国科技大学）之间，是整个 CERNET2 网络结构的组成部分之一。刚刚开通时，山东大学和济南大学由于拥有纯 IPv6 网络，可以用专用线路以纯 IPv6 方式通过 bw12008 接入 CERNET2。另外一部分高校则以 Tunnel 方式通过 bw12008 接入 CERNET2。在利用华为 NE80 双栈核心路由器构建完成
CERNET2 山东省节点后，拥有纯 IPv6 网络的高校一般要通过 NE80 访问 CERNET2，未建设 IPv6 网络的高校则仍需要以 Tunnel 方式通过 NE80 访问 CERNET2。
第二部分，省网建设
在建设 CERNET2 山东
CERNET2 山东省节点的核心路由器。通过接入此路由器，并在其基础上搭建起我省自己的 IPv6
实验网络平台。
由 NE80 为基和实验提供了硬件基础。山东大学和济南大学间已开展了一些相应的测试、研究工作。随着以后各高校 IPv6 网络建设的不断深入，此实验网络平台还将发挥更大的作用。
目前，我省高校接入 CERNET2 的方式主要有以下三种,
1,校内已拥有纯 IPv6 网络，可以通过专用线路以纯 IPv6 的
2,校内暂时未拥有纯 IPv6 网络，但有 IPv4/IPv6 双栈路由器，可以使用 Tunnel 方式通过 NE80
接入 CERNET2。
校内暂时未拥有纯
2003 等操作系统的 PC 机上，配置双栈协议，以 isatap 的方式访问 CERNET2。
，驻济高校只有山东大学和济南大学拥有纯 IPv6 网络，已有专用线路以纯 IPv
NET2。目前两校正在为 IPv6 在校园网内大面积的应用作测试、规划等准备工作。其他高校则通过 Tunnel 方式接到 CERNET2 上。以后这些高校待条件具备时，也要逐步过渡到以纯 IPv6 方式接入
CERNET2。相关情况如图 4-3 所示,
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图 4-3 省网建设示意图
第三部分，校园网建设
IPv6 网络，也开展了一些相应的测试和应用工作，目前正在为 IPv6 在校园核心路由器，并配套构建了相应的网络环境。目前已山东大学目前已经拥有纯网内大面积的应用作测试、规划等准备工作。
山东大学 IPv6 网络以华为 NE40 双栈路由器作为经开展的测试工作主要有以下两个方面（图示参见图 4-4）,
图 4-4 山东大学 IPv6 试验拓扑图
1.在 NE40 双栈路由器上下连一 统为 WINDOWS XP,WINDOWS
2003
台交换机，并将若干台 PC（操作系等） 接到该交换机上。通过在路由器和 PC 机上进行相应的配置，从而达到在 PC 上直接访问 IPv6
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路由器和一台连入现有校园网（IPv4 ）的 PC（操作系统为 WINDOWS XP）上进行了相应
l2/0/0
1:250:5800:100:0:5EFE:CAC2:E6/64
ipv4 isatap
inxp
h
terface ipv6
et router ip address
前开通。该网站在 IPv4 和 IPv6 网络环境下均可访问。
校园强 IPv6
相关方面的情况。
（二）台湾地区科研机构和业界公司的研发与应用
1．综述
IT 研发中心之一，在台湾全岛的电信网络骨干架构完
0 月，在“电信总局”、TWNIC 的协助下成立 IPv6
推动
2．科研机构和产业界所作的相关工作
通大
IPv6 的了解，推动产业界交流合网络的目的。
2,在 NE40
配置，使用 isatap 隧道技术实现互访。现以运行 WINDOWS XP 的 PC 为例,
On NE40,
interface Tunne
undo shutdown
ipv6 address 200
undo ipv6 nd ra halt
tunnel-protocol ipv6-
source 202.194.0.230
w
c:/>nets
c:/netsh>in
c:/netsh interface>isatap
c:/netsh interface isatap>s
山东大学 IPv6 地址 www.sdu6.edu.cn 也于日由于山东大学校园网的网络软硬件设备都还处在较为良好的运行状态。因此要利用 IPv6 协议改造网就需要考虑保护现有的用户投资。因此在技术实施方面就需要考虑尽量使用 IPv4/IPv6 兼容的方案。对设备的升级要考虑先从软件的更新开始，然后是硬件板卡的更换。待现有设备逐步更新完毕后，新上设备可以考虑使用纯 IPv6 技术的设备，使现有的 IPv4 网络平滑过渡到 IPv6 网络。
此外，由于 IPv6 仍然处在实验阶段，那么部署在 IPv6 网络上的资源也相对较少。因此，加资源的建设和周边应用技术的开发，也是在以后需要注意的问题。
以上就是目前山东大学在 CERNET2 应用和校园网络 IPv6 实验床建设台湾作为亚太地区重要的计算机芯片生产基地和成以后，为了提升台湾的网络相关市场竞争能力和提高网络基础设施建设水平，台湾各相关机构在 IPv6 领域开展了长期深入的研究和实践工作。
台湾“行政院”NICI 综合业务组于 2001 年 1
工作小组，并将 IPv6 计划纳入“行政院”的“国家网络发展计划”中。该小组成员包括“国科会”、
“经济部”,,电信国家化计划办公室”、各大学与研究机构、TWNIC,,资策会”、工研院电通所、中央研究院、“国家高速电脑中心”、中华电信、相关网络服务提供商。各成员单位依照单位属性组成“骨干建设”、“研究发展”、“标准测试”及“应用推广”等四个分组，由各分组拟定推动目标及工作重点项目，定期召开会议并向 NICI 报告工作成果。预计在 2007 年，台湾将全面完成 IPv6 建设。
在 2001 年成立的 IPv6 推动工作小组之中，研究发展方面的工作主要由台湾大学、清华大学、交学、成功大学、中央大学、东华大学等高校，中央研究院、工业研究院等科研机构的相关院所，
以及中华电信研究所和 HiNet 等产业界的相关科研机构共同完成。
为了解并掌握国际间 IPv6 相关发展动态，提高台湾地区各界对山东经济学院学士学位论文
19
作，
用的 IPv6 实验网络主要有：台湾学术网（TANET ）、、HiNet,
国家验网络之一。目前整个台湾地区各级学校均已接工研院特别结合产学研各相关单位于 2002 年 4 月成立“台湾 IPv6 论坛”（IPv6 Forum Taiwan ），
作为民间推动机构。IPv6 Forum Taiwan 之下分“推广服务”、“专业技术”及“产业应用”三个领域。
并计划将该论坛作为全球 IPv6 Forum 的对口单位。同时成立 IPv6 产业研发联盟，在工研院电通所的号召下，八家厂商 HiNet、亚旭、星通、智捷、友讯、智邦、东森宽带 电信、上元签署合作意向书，
鼓励厂商积极投入 IPv6 研发及生产。
目前在台湾地区已经建成并正在使宽带实验网络（NBEN ）（拓扑图参见附录二）等。
台湾学术网（TANET ）是台湾地区最主要的 IPv6 实入 TANET，用户数量超过 350 万。 TANET 是现在台湾地区最佳的 IPv6 应用试验平台。截至目前为止，TANET 已经能够提供 IPv6 to IPv6，IPv4 to IPv6，IPv6 to IPv4 等服务。由于 TANET 已具有的网络优势和资源优势，其二期工程 TANET2 已于 2005 年初开始，预计在 2007 年底前将完成。 TANET
网络拓扑图如图 4-5 所示,
图 4-5 台湾学术网（TANET）拓扑结构图
HiNet 是台湾地区最先开始 月开始提供 IPv6 商用服务，
其可台湾地区积极推广 IPv6 协议。作为台湾地区最高
IPv6 商用服务的 ISP。 HiNet 于 2001 年 7
以提供 LL、ADSL IPv6 接入服务。并且在 6to4 Relay、Tunneling 和 Native Connection 方面也有不俗的表现。2003 年,HiNet 又添加多台高性能路由器。构建起覆盖整个台湾地区的 IPv6 实验网络。
在 IPv6 内容服务方面，HiNet 也进行了相关的工作。
此外，中央研究院计算机中心和中华电信研究所也在学术机构，中央研究院的计算机中心于 2001年 6月申请到独立的 IPv6地址,FEC0:XXX::XXX/127，
并于 9 月份实现 6Bone 接入。2002 年 3 月与 HiNet、TANET 实现了在纯 IPv6 环境下的互访。并且还在当年与 TANET 实现了全台湾地区第一个 Native-Link 连接。 2003 年 2 月，中央研究院计算机中心与美国、英国、法国和墨西哥等国家的 IPv6 实验床实现了纯 IPv6 环境下的互访。目前，中研院计算机中心正在建设 ASNET（中研院网），并积极参与 TANET2 的建设，以期推动 IPv6 协议在台湾地区的普及。中华电信作为岛内最大的电信运营商，在 IPv6 的最广方面具有举足轻重的作用。该公司下属的中华电信研究所也在为 IPv6 的应用推广进行了广泛深入的工作。中华电信研究所负责台湾地区 IPv6
标准验证试验室的建设工作。并于 1999 年 2 月成为 6Bone Backbone Site。此后在 IPv6 移动性的实现和推广以及建设 IPv6 网络环境方面，中华电信研究所也作了很多相关的工作。2004 年以来，作为台湾地区有关 IPv6 标准与测试的对外窗口，中华电信研究所还积极参与了 TAHI、ETSI 等国际 IPv6 测试活动。
山东经济学院学士学位论文
20
湾地区 IPv6 发展趋势
各阶段的主要目标如下,
第一阶段（20 2003 ）“筹备及初期发展阶段”
成立 IPv6 推 IPv6 台湾论坛（代表民间）
建设发展计划”
研究发展、IPv6 应用推广
IPv6“推广期”：IPv6 和 IPv4 同步发展
2004— ）“建设发展阶段 I”
IPv6 实验及研发
举办 创意大赛
IPv6“研发及部署期” 和 IPv4 同步发展
2006—2007 ） II”
“应用及部建期”：IPv6 逐渐普及，成为新一代网络应用主流平台。
（三）日、韩及欧洲在 IPv6
17%，台湾地区 8%，中国大陆 7%，澳大利亚 4%，新加坡 2% 余 21%是剩余没有分配的。由此我们看到，日、韩两国的已分配 地址约为整个亚太地区 地址数量的一半。一方面说明了，目前的 IPv6 地址分配还是存在不合理性，
研发以极大热情的是日本，日本政府制定了“e-Japan” 的战略；1999 年～
2000 年开始分配 IPv6 的地址，2001 年～2005 年开始全日本的 IPv6 商用
、
止，日本已经有 10 个以 IPv6 商
目前全世界除少数大型跨国网络公司外，只有日本的设备厂商提供 IPv6 的硬件支持，如 NEC、
日立、富士通，而且日本已经有 多家 ISP 提供 IPv6 业务，如 WIDE 的 XP6 等。日本 IPv6 骨干路由器已经有了产品，
性能已经达到几十 Mpps 现已扩展到涉及隧道、
等更多的硬件功能。日本厂商在 IPv6 网络设备与信息家电中占有很大优势。在 IPv6
本也走在了亚太各国乃至世界的前列。日本参与 IPv6 研究的机构除了 WIDE，还有日本通信综合研究
11 月将现有网络推进过渡到 IPv6 网络作为“I,中的重点政策,超高速网络建设和竞争政策”
标。
3．台台湾地区的 IPv6 发展阶段及
02—
动工作小组（代表官方）及成立 计划办公室，正是开始执行“我国 IPv6IPv6
IPv6“我国 IPv6 建设发展计划”包括：IPv6 骨干建设、IPv6 互连测试、
第二阶段（ 2005
提供条件，促使 ISP 及网络设备厂商投入建设 IPv6 展示中心、IPv6 资源中心,IPv6 测试验证中心
IPv6
：IPv6
第三阶段（,建设发展阶段
IPv6 达到初 步普及，具足够人口及基础建设开展各类网络新型应用测试。
举办 IPv6 应用大赛
IPv6
目前，该计划的第一阶段已经完成，第二阶段正在实施过程中。
方面的应用目前亚太地区的 IPv6 地址分配情况是，日本 41%，韩国
，剩 IPv6
IPv6
另一方面也说明了两国在 IPv6 和应用方面要高于其余国家和地区。
1．日本在 IPv6 方面的应用
目前亚洲国家中，对 IPv6 报化服务。日本被认为是最先进的 IPv6 试验场，事实亦是如此。早在 1999 年，日本的一些运营商/ 互联网服务提供商就已经开始 IPv6
的试验业务和服务，如 NTT,I I J,JT PoweredCom 等运营商都已经开始提供试验性服务。到目前为上的 用业务和试验服务提供商。
10 NSPI
2000 年 NEC、日立,富士通三家公司开始分别推出 IX/CX,GR2000,GeoStream
三个系列的 IPv6 骨干路由器产品。现在正在开发面向 SOHO/家庭的小型路由器。路由器的硬件转发
。而且不是单纯的转发功能,过滤,QoS、多播,Ipsec
的研发和应用日所、IPv6 普及及高度化推进协会、IPv6 实施委员会。
2000 年 9 月日本政府把 IPv6 技术的确立、普及与国际贡献作为政府的基本政策公布；
T 基本战略 的具体目
山东经济学院学士学位论文
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6，全面部署实施 IPv6 的网络环境，让所有家庭与光纤网连接，让所有家电产品都能上网，使日本
buted Environment），目的是建立大规模广域分散网络环境，
并且
。其中的应的研究开发；建立日本千兆比网（JGN）。目前，日本政府已陆续投入了 80 亿日元的举行了
“下一代互联网中的重要地位与作用。
、中日双
03 年 11 月，国家发月结束项目。
2．韩国在 方面的应
（ITU）2003 年 6 月发布的一份报告，韩国的互联网普及率为 55.2%，排名世界第三，仅落后于冰岛和瑞典；而 ADSL 普及率则为 29.2%，位居世界第一。有着这样的环境，在不久的将来发 IPv4/IPv6
地址此同
2001 年 3 月在,e-Japan 重点计划》中，明确设定在 2005 年完成互联网向 IPv6 的过渡，投巨资支持 IPv
的网络普及率提高到全球最高水平。
日本政府为了发挥官产学研组织的作用，在 1988 年成立了因特网及广域 IP 网的产学研联合研究开发组织 WIDE（Widely Integrated & Distri
贡献于国际 IT 产业和社会。 WIDE 的研究成员有 100 多个国际公司,40 多个教育科研组织,600
多个研究人员和工程师，有 18 个正在开展的工作项目组，并且开展了广泛的国际合作。 WIDE 后来成为 IPv6 标准制订的先驱，为 IETF 的标准化作出重大贡献，并变成一个国际性的研究组织。
2001 年，日本又成立了另一个产学研组织——IPv6 普及和高度化推进协会，旨在推动 IPv6 的产业化形成，该协会有四个工作组：应用工作组、实验床工作组、核心技术工作组、战略工作组用（程序、系统）工作小组进行的实证实验是以确立 IPv6 技术的早期和实现 IPv6 因特网的高度运用为目标的。
日本政府还专款投入、重点支持了一些项目，包括下一代网络标准 IPv6 的制定；互联网信息家电
（信息家电 IPv6 化）
资金用于支持 IP V6 产业的发展，并已考虑对导入 IP V6 的企业在税收上实行优惠措施。
此外，日本信息通信网络产业协会 CIAJ 还与中国教育和科研计算机网 CERNET 网络中心合作进行了,下一代互联网中日 IPv6 合作项目,（IPv6-CJ ） 。并于 2005 年 3 月 18 日上午，在清华大学代互联网中日 IPv6 合作项目” （IPv6-CJ ）成果报告会。
中日 IPv6 合作项目在网络管理、应用、关键技术等方面获得了丰硕的成果，对推动全球 IPv6 的普及与发展起到了积极的推动作用，也显示了中国在全球下一该项目是由中国国家发展和改革委员会与日本经济产业省立项，中方实施机构—中国教育和科研计算机网 CERNET 网络中心和日方实施机构——日本信息通信网络产业协会 CIAJ 共同负责实施方二十多个单位参加的研究开发项目。项目分为试验网、系统、应用和标准化四个专题，分 20
个子项目组织实施，主要内容包括建立连接北京、上海、广州三个城市的高速 IPv6 试验网，实现与日本 IPv6 试验网的高速互联，研究网络关键技术；研究 IPv6 网络设备和系统关键技术；研究 IPv6 中间件和典型应用技术；测试与评估试验网和所开发系统，研究有关 IPv6 技术的标准。
项目于 2002 年 1 月开始启动。2002 年 2 月和 6 月先后签署了中日两国政府之间的合作意向书和项目的谅解备忘录。2002 年 7 月签署了中日双方项目实施机构之间的基本协议书。20
展与改革委员会正式批复了该项目的实施方案（代可行性研究报告）。
到 2005 年 3 月，中日 IPv6 试验网已经建成并投入运行，大部分研发工作已经基本完成。按照中日两国各自的项目安排，日方于 2005 年 3 月结束项目，中方将于 2005 年 10
IPv6 用根据国际电信联盟
，韩国将能够比其它国家更加容易地普及下一代互联网的新应用和服务。
1998 年，韩国电子与电信研究院 ETRI 在韩国引入 6Bone-KR（http://www.6bone.ne.kr/ ）并建设了一个国内 IPv6 试验网。自那以后，韩国对 IPv6 技术作了大量研究。自从 1999 年成功开翻译器之后，韩国开始全面开展研发活动，包括对 IPv6 进行标准化。同时，建立了韩国 IPv6 论坛（ http://www.ipv6.or.kr/），国内的产业、大学和研究单位开始主动合作，在政府的支持下推广和普及 IPv6。2001 年，韩国政府宣布将引用一种新的互联网地址方案（IPv6）用于下一代互联网。
2005 年，韩国政府将“IPv6 推广和普及全面计划” 作为一项国策，开始全力引导 IPv6 的发展。目前，韩国的 IPv6 技术开发主要由研究机构和私营公司如 ETRI、三星电子和韩国电信所主导。与山东经济学院学士学位论文
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时，
IPv6 先进的技术特点，诸如安全性、自动配置功能和丰韩国的研究机构和公司与美国、欧盟、亚洲国家及国际 IPv6 论坛加强了国际合作，以促进 IPv6
在全球范围内的应用。最近，韩国政府为 KOREAv6 项目——一项 IPv6 试验网络服务项目（2003-2005）
——以及用于试验服务的设备和应用的开发提供了支持。此外，韩国政府还计划在不久的将来建设并运行一个示范中心，以便推广 IPv6 技术和服务。
最近，韩国正在积极开发能够在下一代互联网环境中顺利推广的应用。我们发现，这些家庭联网、
传感器联网和电子商务领域内的可能应用都利用了富的地址（参见表 4-1）。此外，下一代 IP 移动技术、特定需求的联网技术和高速便携式互联网
（ HPi）在韩国已经成为人们的焦点话题。越来越多的人们开始认识到，只有紧密而有效地结合相关技术如宽带网络和 RFID 进行应用开发，才能实现这些 IPv6 应用的最佳效果以及 IPv6 的传播和推广。
韩国提出的“IPv6host 变换技术”,最近被互联网技术国际标准化机构 IETF 注册为正式标准。该项技术能够把电脑等终端机现有 IP 地址体系技术(IPv4) 中所使用的应用程序，不需修改即可直接在 IPv6 网上使用，是下一代互联网的核心技术之一。
目前，韩国政府已陆续投入了 468 亿韩元的资金用于支持 IPv6 产业的发展。
表 4-1 前景看好的 IPv6 应用新领域
至于宽带互联网服务，韩国也将确保现有用户轻易实现 IPv6 服务的过渡，比如使用支持双协议栈的 IP 宽带接入服务器。韩国较好的基础设施使得将 局域网变得相对容易一些。不言而
IPv6 的态度都比较积极，原因分析如下,
1）欧洲的 地址空间比较匮乏，而上网人数却逐年上升。
发达，它们希望在移动通信领 与美国并驾齐驱的愿望。
电信等体的 IPv6 发展蓝图。最近，欧洲发展高性能互联网通
IPv6 引入公共无线喻，只有在考虑使用当前的 IPv4 应用的同时，通过 IPv6 开发和提供与 IPv4 相区别的服务，基于
IPv6 的公共无线局域网服务才能够成功启动。韩国已经使用自己的技术开发出了诸如 NAT-PT、BIA
和 DSTM 等 IPv4/IPv6 转换机制。因此，人们认为，在未来 IPv6 与当前 IPv4 应用之间的交互工作方面，韩国不会有太多困难。
3．欧洲在 IPv6 方面的应用在欧洲，政府和各大公司对
（ IPv4
（2 ）欧洲在 IPv4 的网络经济中落后于美国，而欧洲移动通信事业相当域中掌握先机，并通过 3G 的部署来实现它们在未来的网络经济中
（3 ）专家认为欧洲的 3G 将在 2～3 年内步入实际应用阶段，为了抓住这一发展的契机，欧洲的各大厂商和运营商都对 IPv6 寄予了厚望并竭尽全力对它进行推广和研究，如诺基亚、爱立信、英国公司一直都是 IPv6 研究方向的主要引导者。
欧盟委员会已正式建议欧洲各国政府及工业界倾全力支持 IPv6，更在欧盟行政系统下成立了 IPv6
工作小组 (EC IPv6 Task Force),为欧洲地区勾勒整信技术的预算已经提交给欧洲部长会议审议表决。欧委会迄今已经提供 5500 万欧元的资金，其中部分资金用于两个 IPv6 的试验项目。欧委会希望欧洲国家尽早采用 IPv6。它警告说：到 2005 年欧洲的 IPv4 地址将变得非常紧缺，时间显然很紧迫。既然没有别的什么可以替代 IPv6，政府与业界现在山东经济学院学士学位论文
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产相关设备的其它行业的竞争能力，如汽车和家用电器行业。欧委会希望欧洲各国政技术的结合和应用中面临的问题
（一）IPv
“信息家电”一词出现在诸多媒体中，对信息家电的定义也多种多样。根据美国国家半导体公司的解释,Internet Appliance（简称：IA），是一种以互动方式与互联网连接、价格便剪裁出一些常用的功能，再与数字操作简单、功能单一、经久耐用。一般大众认为 PC 是高深莫测、不易使用的。而信息家电则不同，它极为大众化，用户不必为使用它而学习过多的专业知识，
容易使用，从某种意义上来说，信息家电就 能的媒介。
方法，对产品的操作很简向信息家电输入信息，这是信息家电与传统家电最大的区别。
2．IPv6 适合应用于信息家电的原因
后，很多厂商尝试应用 开发新型信息家电应用软件。IPv6 适合应用到信息家电的开发上，是因为,
IPv6 在信息家电方面展开应用提供了最可靠的保障。
就应该通过采用 IPv6 来阻止这一问题的发生。早点实施 IPv6 可以避免措手不及和风险，等待只会付出更昂贵的代价。
欧委会要求业界为采用 IPv6 而共同努力，这不仅会加强欧洲固定运营商和移动运营商的竞争能力，而且还将强化生府为网络研究提供更多的资金，为 IPv6 产品、工具、服务和应用的开发者与试验者鼓劲打气。欧委会的许多建议都希望集中强化欧盟的支持，以鼓励 IPv6 服务与应用在固定网和无线网上开展大规模试验以及开发 IPv6 的设备与服务。
五、IPv6 与相关
6 应用在信息家电的研发方面
1．信息家电的概念和特点
近年来，
“信息家电”即宜、操作简单的小型设备。从字面上来讲，信息家电就是指信息产品及家电技术之间的一个融合问题，把信息技术应用到家电中，在家电中嵌入信息技术。广义上来说，它包括所有能通过网络系统交互信息的消费类电子产品，如网络电视、网络电话、掌上电脑等。
从技术方式来讲，信息家电是将数字技术和网络技术融合在电冰箱、洗衣机等传统家用电器上的产品。技术实质就是从现有的传统个人电脑及移动通信设备中根据应用技术和网络技术紧密结合，使之以一种更趋于简单、精巧的形式应用渗入到家用电器中，将电脑和家电设备融为一体，可以与互联网交互。
信息家电的特点,
首先，信息家电具有普通家电的特点——
它的操作简单；也不必担心其维护管理、升级换代，它跟传统家电一样，能使用较长的时间而不会出现软件更新、硬件升级等在使用 PC 时常常遇到的问题。
其次，信息家电是信息化的，这体现在以下几个方面,
信息家电能够与互联网相连，具有 PC 的上网功能，但又比 PC
是互联网以家电的形式进入百姓生活，来实现 PC 网络功信息家电有一个嵌入式的操作系统。信息家电操作系统的作用是使该产品可智能化地为用户提供服务，
操作系统被封装到芯片里，用户不用和操作系统直接接触，不用学习其使用单。
用户与信息家电的交流是双向的，类似于用户与 PC 的交互。用户既可以从信息家电获取信息，
也可以
IPv6 出现以 IPv6
巨大的地址空间，由于 IPv6 所带来的如同天文数字般的 IP 地址数量，使得每个用户家中的每一个家电拥有自己的 IP 地址成为可能。这为
IPv6 协议支持地址自动配置，在没有任何人工干预的情况下，IPv6 网络接口可以获得全局地址、
山东经济学院学士学位论文
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。
这为的组成
用的基础是家庭联网，那么家庭网络接入互联网的方式主要有,FTTH（ Fiber to the
home ADSL、PSTN,Cable （有线电视）、电力线等。
干
：通过家电代理接入
，也是家庭网络的核心。连接家庭网络和互联网，管理家
6 在信息家电中的应用。
，可实现网上冲浪、网上购物等功能，还可以远国信息家电产业刚刚起步，消费者对购买信息家电还处于观望状在的问题
，一直遇到很多阻力，导致其迟迟不能推行，阻力主要来自于以下几个方面,
国内的通信运营商对 IPv6 基本上持一种 "不拒绝，不支持" 的态度。原因是运营上刚刚建立了全国性 IPv4 网络，这笔投入实在是太高了，现在还没有得到充分的投资回报，如果升级到
IPv6
大量使用 CISCO 的设备。在 IPv6 技术还未普及、国内厂商没有产全部作废。所以，虽然 IPv6 是国家科研的重点项目，
但是站点局部地址和链路局部地址等，并且可以防止制止重复。因此，信息家电上网就变的相当简单了通过网络真正实现家电信息化提供了可能。
IPv6 协议内嵌的安全机制，使得家电的安全性能大为提高。
3．家庭网络信息家电应
）
家庭网络主要由三个部分组成,
家庭网络主干：IPv6 over Wireless LAN
家庭网络成员,
支持 IPv6 的家电：直接接入家庭网络主不支持 IPv6 的家电家庭服务器：是家电成员管理和调度的中心庭网络，支持家电访问。
通过以上可以解决组网和接入，通信机制（通过家庭网络中间件）实现成员间通信。从而搭建起一个良好的家庭网络，实现 IPv
国内最近推出的“整体网络家电”就是将电脑化的电视机、空调、微波炉、洗衣机等近百个品种的家电产品联成网络，并与互联网、园区网、公用网连接程监控，实现异地控制家电设备。
在我国，传统家电市场竞争激烈，利润下降，国内许多家电企业纷纷进入信息家电行列，也推出了一些颇具吸引力的产品。但是，由于我态，再加之我国的整个网络环境还不如人意，信息服务还难以满足普及信息家电的需要，真正适合家庭需求的信息很少，使市场难以扩大。这些因素都从不同程度上影响了信息家电的推广应用，其发展也就不是一蹴而就的事。
（二）IPv6 在应用中存解决 IP 地址问题，或者说采用 IPv6 协议
1．业界公司的不支持目前的现状是：
，必然要再花很多钱更新全国的网络设备，别的不说，至少所有城市的核心路由器要全部换新，
成本太高。网络设备的硬件改造和软件升级都需要进行投资，而且投资的额度将会非常大。这个问题目前是任何企业和机构都无法回避的。
从技术设备的角度来看，目前国内能提供自主知识产权的 IPv6 核心设备的厂商，只有华为一家，
如果目前更新 IPv6 网络，必然不得不继续技术储备，无力提供核心设备，而购买设备成本又非常高的情况下，如果大范围推广 IPv6 网络，
可能会导致没有足够的资金用于升级换代。
出于对已有网络设备的保护，使其尽量发挥应用效能，并且看到再次投入所需要的费用支出，各通信公司的股东也不会愿意看到公司的 IPv4 资从商业的角度，从股东利益的角度，运营商只能一直保持着一种" 不拒绝，不支持" 的态度。这也山东经济学院学士学位论文
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2．相关业务的缺乏
IPv6 移动技术的实现来看，数据业务其实是推动 IPv6 移动技术实现的一个最重要的动力源。
如果没有足够的需求必须要采用独立的合法 IP 地址，那么运营商也就不会热衷于升级设备或扩建基础设施
IETF 似乎还未做好向 IPv6 过渡的准备。 30 亿以上的 IP 地址，当然目前是足够用了，所以过渡到 IPv6 的压力较小，当然随着手持设
（一）针对遇到的问题的对策
IPv4 向 IPv6 过渡的过程中，应尽量使用 IPv4/IPv6 兼容的过渡技术。首先在软件上进行更新，然后逐步在硬件上进行升级，稳妥可靠地
2．针对业务较为缺乏的解决策略
IPv6 协议为核心的下一代互联网的逐步部署，厂商和运营商合作开发新型业务及应用成为非常重要的工作。对于运营商来说，需要明确用户在下一代互联网中的实际业务需求，并研究制定下一代就直接导致了 IPv6 技术不能广泛的被使用。
从
。目前的问题是，移动互联网络虽然发展很快，但终端用户大部分还只是需要传统的语音业务，
数据业务的需求还有很大局限性。所以尽管需要 IPv6 地址硬件基础逐渐形成，如中国联通的
CDMA20001X 和中国移动的 GPRS 网已经存在，并且也提供了 PDSN/GGSN 等核心接入设备和相关系统，但软件的需求和业务内容并未确立，因此，IPv6 在其决定性应用因素——3G 移动通信方面，
还是万事俱备，只欠业务和需求。对于 IPv6 及下一代互联网来说，业务是成功的关键。IPv6 的优势在于能更好地支持各种端到端及多媒体业务，如视频会议、Vo I P,文件共享、信息家电、及时通信以及上面提到的移动数据业务。目前，部分国外厂家在此领域也进行了一些前瞻性的开发，实现了相应的原型产品，但这些应用产品侧重于功能的初步开发，缺乏完整的体系结构和良好的可扩展性，也没有配套的支撑管理系统，因此和实际的电信级业务产品之间还具有较大的距离。
3．全世界各国和国际机构的态度不一
从全球范围来看，除了亚太和欧洲地区较为热衷外，美国和美国拥有备的大量使用，在两三年内，美国乃至全球都会感到 IP 地址的缺乏：要知道美国 IP 地址的使用有严重的浪费现象。IETF 当然是 IPv6 技术获得推进的关键性组织，但它的思路似乎是等到技术细节完全确定后，才在全球范围内推广使用 IPv6。但我国以及亚太的一些国家，如韩国、日本等，已经不可能再等了，尽早采用 IPv6 是聪明之举。这提醒我们一点：各国家和地区也许不是齐头并进地采用 IPv6
技术，而是按需要各自发展。对中国而言，正值 IT 业不景气之时，中国电信业和网络市场其实是全球新技术和新设备的温床，IPv6 应当在这里获得第一推动性的发展。
六、对策及展望
1．针对软硬件升级问题的解决策略
为了保护已有的网络设备投资，充分利用现有网络设备。在实现从纯 IPv4 网络向纯 IPv6 网络过渡。在建设新网络时应充分考虑采用新技术（如 IPv6）的可行性；
搭建一定规模的实验网来了解新技术并积累经验；在购买新的设备时，考虑该设备是否支持 IPv6；促进新应用的创新和运用，特别是在网络普及率高的大城市；在建设电信基础设施的时候，考虑通过新技术（如 IPv6）来实现基本的网络业务，并在此基础上开发出综合的创新业务。
随着以业务平台的体系架构，解决在实施下一代业务中所需的关键技术，并制定新型业务的规范，争取在下一代互联网的价值链中占据有利地位。对于设备制造商来说，根据运营商的业务需求和网络业务山东经济学院学士学位论文
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IPv6 的部署只有少数国家取得实质进展、全球发展局面尚未全面打开的时候，中国全面部署的风险会很大；而任由产业界自我发展的方式则可能使中国失去一次很好的发展机会。因此，在国家的组织有网络产品中推出对 IPv6 的支持功能，无论具体实现功能有技术合作，以达到技术推广和相关产品占领市场的目的。
网的良好发展，目前 IPv4 的规范大部分已经完成，但广泛部署的条件还有待进一步成熟，在保持目前 IPv4 网络良好运行的同时，对 IPv6 新技术的测试和实验应加快进讨论，是否可以用纳米级的工程陶瓷替代单晶硅制造计算机芯片等发展道路，中国的
[1]区羽,全球 IPv6 技术发展状况及应用前景[J/OL],2，（3）：1
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2-4
2002(18)：1-4
现状，尽早开发出符合市场需求的业务产品，使这些业务能充分发挥 IPv6 协议的新特性。另外，尽管
IPv6 和 IPv4 协议都是网络层技术，但在支持业务方面，IPv6 还需要解决一些关键问题，如：业务质量、业务安全、用户的标识与认证、用户状态及定位等，这些问题需要在下一代互联网的背景下重新研究与解决，而不能照搬传统 IPv4 网络的解决方案。同时应增加现有 IPv6 网络上的资源，逐步把现有 IPv4 网络上的资源转移到 IPv6 网络上来。
3．针对其它相关问题的解决策略
在和产业界的共同努力下，搭建较大规模的实验网、有序开发、积累经验是中国目前 IPv6 发展的最佳策略，CNGI 项目正是这一思想的体现。
此外，针对国外的网络设备制造商已经制定和正在实施的 IPv6 应对策略,我国的制造商应该从自身优势出发，确定 IPv6 产品开发目标；在已多少，当市场有需求时不至于落伍；与科研和标准制定单位密切结合,积极参与 IPv6 标准的制定，
以此掌握更多更新的信息，为自己的产品占据市场提供保障；积极参与各种非标准化组织，通过交流和沟通，迅速了解业界进展，为自己的产品开发提供参考和指导；在合适的时间推出对 IPv6 硬件支持的产品。
IPv6 协议要想迅速推广开来，除了要解决好上述几个问题。还要在此基础上，积极地与 3G 技术、
网格技术等
（二）IPv6 应用前景展望
IPv6 的广泛部署依赖于未来因特行，并在一个较短的过程中，从 IPv4 网络过渡到 IPv6 网络。当然，IPv6 部署的最关键因素是应用。3G 业务、IP 电信网、个人智能终端、家庭网络。这些现在听起来还很新鲜的名词，相信随着 IPv6
协议的不断推广会走入寻常百姓家。
现在网络设备的投资仍然制约着 IPv6 协议的迅速推广。 用于制造计算机芯片的单晶硅资源也在不断枯竭。目前已经有一些材料科学家在一系列的设备硬件。如果在未来能研发出合适的纳米级工程陶瓷用以替代单晶硅制造计算机芯片等一系列的设备硬件，降低设备成本，那么将会推进 IPv6 协议的进一步推广和应用。
虽然在 IPv6 这样的新技术上，中国与其他国家站在同一起跑线上，但是寻找适当的发展时机和发展方式，对于中国的产业界来说可能是更加重要的催化剂，只有选择了适合中国的 IPv6
IPv6 技术才能实现世界领跑的梦想。
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致谢
本文能够顺利完成，首先要感谢山东无线网络技术公司的李启龙工程师。作为本文作者的指导老师，李老师在技术原理和论文写作上都给予作者认真细致的指导和极大的帮助。本文能够顺利写作完成，
调研能够顺利进行，圆满完成。在此向刘沂训老师表示感谢。
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和李老师的指导是分不开的，在此向李老师表示感谢。
信息管理学院实验中心林腾老师和许崇敬老师在作者撰写本文的过程中也给予了很多帮助，在此向林老师和许老师表示感谢。
在作者赴山东大学网络中心调研过程中，山东大学网络中心刘沂训老师提供了大量文字和图片资料，给予作者很大的帮助，使得此外，在本文的写作过程中，中国科学院计算技术研究所戴正华硕士，上海交通大学计算机系丁兆青硕士也给予作者许多帮助，在此一并表示感谢。
