網路技術新趨勢 - IPv6
為了增強IP協定的功能及擴充性，國際網際網路標準組織IETF（Internet Engineering Task Force）自1990年起便開始進行下一代IP通訊協定的發展工作，在數個建議方案中，IPv6（Internet
Protocol Version 6）脫穎而出，於1998 年正式成為標準。IPv6具有十六個位元組長度的位址，提供位址數量之龐大如果將IPv4
位址的數量比喻成裝滿一個便當盒的細沙，IPv6的位址數量則好比地球上的細沙總數。更具體來說，若以未來全世界人口100億計，每人最多可分配到
3.4’1027 個位址。IPv6除可解決IP數量不足的問題外，也改良IPv4標頭的設計，使封包轉送效能提高，並提供許多先進的功能如QoS（Quality
of Service），網路安全的支援等，以下將針對這些特性進行說明：
1. IPv6 標頭
IPv6改良IPv4封包標頭的格式，移除了部份欄位，增加或擴充原有欄位，以提高其功能。
•為徹底解決位址不足，IPv6封包中的來源位址欄（Source Address）及目的位址欄（Destination
Address）由原32位元擴增為128位元，欄位大小增加四倍，位址數量卻增加了296倍。IPv4以點陣十進位格式表示位址，IPv6則以十六進位表示，將128位元位址以十六位元為界，利用冒號隔開，例如2001:0C58:0000:0000:0000:FF11:3A6B:0001。
•IPv6簡化或取消幾個在IPv4之欄位，如IP標頭長度（Header Length） 、識別（Identification）、旗號（Flags）、區段位移（Fragment
Offset）、表頭查核總值（Header Checksum），服務型態（Type of Service）欄位由訊務等級（Traffic
Class）欄位取代。另外還改良了長度（Length）、協定型式（Protocol Type）及存活時間（Time
To Live）等欄位。
n IPv6增加二個新的欄位－優先等級（Traffic Class）和訊流標記（Flow Label），以支援及時（Real
Time）訊務之需求。
•修正 IPv4中的選項機制（Options），由不同類型的延伸標頭（Extension Header）來取代，置放於IPv6標頭和承載資料（Payload
Data）之間。這使得IPv6標頭長度固定，路由器不需逐一檢查標頭長度，顯著提高處理封包的效能。
 |
2. 服務品質的支援
IPv6標頭中的訊流標籤欄位可用來區分各種必須以相同方式處理的封包，以輔助即時（real-time）訊務的處理。發送端利用一組選項來標記一序列連續封包，路由器持續追蹤訊流，而能夠更有效率地處理屬於相同訊流的封包，因為它不必重新處理每一個封包的標頭。如此可使這些封包
IPv6路由延伸標頭可以用來做特殊路由設定，而Hop-By-Hop延伸標頭可以用傳遞控制訊息，來通知路徑上所有的路由器。Hop-by-Hop選項延伸標頭運載必須被封包所經路徑上的每個節點逐一檢查的選項資訊。舉例來說，Hop-by-Hop選項標頭可用來提供如資源預留協定（RSVP）的服務，讓路由器為特定的訊流保留資源，滿足QoS需求。
3. 網路安全的增強
為增強IP層的認證功能，IPv6中具有認證延伸標頭（Authentication Extension Header）於IP封包中提供對於所有端對端（end-to-end）連線的完整性及認證。並在規格中定義二個內定支援的安全查核總值的演算法：含金鑰的訊息摘要第五號（Keyed
MD-5）及安全雜湊值演算法一號（SHA-1），以支援對承載資料及標頭的認證工作。
在加密的支援方面，IPv6中的加密安全承載資料延伸標頭（ESP）可對所有IP封包中端對端傳輸資料的完整性及機密性提供保護。另外IPv6規格中也定義了一個內定支援的密碼學演算法：資料加密標準－編碼區塊鏈結模式（DES-CBC），以支援對承載資料及標頭的加密工作。
4. 移動式IP
在IPv4及IPv6中，子網路位址或字首（prefix）位址可以依照我們所連上的網路來改變。當移動式節點改變網路存取點時，它將取得一個新的IP位址，這個位址可能會使TCP或UDP連線中斷。移動式IP中有二個位址型態：一個是原始位址（Home
Address），固定且不變，用來建立TCP連線；一個是轉交位址（care-of address），此位址依照現在節點連線的網路來改變位址。為了維持運作，移動式IP需要一個原始地代理者（Home
Agent）。當移動式節點不是在原始網路時，原始地代理者會將封包轉送到移動式節點的轉交位址。當移動式節點移動到一個不同網路時，它必須通知原始地代理者新的轉交位址為何。在移動式IPv4中，遠地網路中會有一個遠地代理者（Foreign
Agent）來幫助移動式節點接收資料包。IPv6的特色是使移動式IP更容易執行。移動式IPv6不需要一個遠地代理者，因為無狀態自動設定與芳鄰發現等必須的功能都已內建於IPv6中了。
|
