第10章下一代因特网
下一代互联网 (完整版)
3.1 概述
（4）路由效率低。 随着Internet的规模不断扩大， IPv4的路由表越来越庞大，路 由效率越来越低。 （5）分组头部复杂。 可变长的头部、选项、部分实际几乎不使用的字段，使路由器不 能迅速处理分组。
3.1.2 IPv6协议的新特性
（1）l28位地址空间 l28位地址空间彻底解决了IPv4地址匮乏的问题。这样庞大的地址 空间几乎可以让全世界所有的通信设备、移动设备及其他设备如电视、 电话、手机甚至手表、冰箱都可以拥有一个IP地址。 （2）简化协议报头 IPv6采用固定的报头，仅含有8个字段（ IPv4有13个字段），有 效减少了路由器对报头的处理开销。
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3.2 IPv6协议
内嵌IPv4地址的格式 这 种 地 址 表 示 方 法 用 于 IPv4/IPv6 的 过 渡 技 术 。 在 IPv4 和 IPv6 节点混合的网络环境下，将 IPv4 地址嵌入在 IPv6 地址 中，即 X:X:X:X:X:X:d.d.d.d 。 其中 6个X 是地址的高阶 16 位字段，4个 d 为标准IPv4 地 址。内嵌IPv4地址的IPv6地址形式包括如下两种：
④内嵌IPv4的IPv6地址 一类是IPv4兼容的IPv6地址，一类是IPv4映射地址。IPv4兼容地址用于 IPv4和IPv6过渡中的隧道技术，IPv4映射的IPv6地址用于IPv4和IPv6主机直 接通信的情况，一般用于NAT-PT技术。地址格式已述。
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3.2 IPv6协议
⑤环回地址 环回地址形式：0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001，可以缩写 为::1，类似IPv4中的地址：127.0.0.1。 组播地址 组播地址也称多播地址，用于标识一组网络地址；使用组播地址，分组 可以发送至特定的多个主机或接口。其格式为： 11111111 + 4bit 标志位 + 4bit 范围位 + 112bit 组标识位
浅析下一代因特网标准IPv6
带来 巨大的 经济效 益 【 关键词 】 ｖ Ｉｖ 优 势 Ｉ ６ Ｐ４ Ｐ
【 中图分 类号 】 Ｐ ９ Ｔ ３３
一
【 文献标 识码 】 Ａ
【 文章 编号 】０ ９ ８ ３ ２ １ ０ — １ ０ ０ １ ０ — ５ ４（０ ０）６ ０ ３ — ３
每段 被 转换 为 一个 ４位 十六进 制 数 。 并用 冒号 隔开 。
ｉ Ｄ．ｎ ｌｐｅ ｏｔ Ｄ Ｐ ６通 过前 缀来识 ｅ ｉ Ｉｖ Ｐ ６的 １ ８位 地址 是按 照 每 １ ２ ６位划 分 为一 段 Ｓｔ Ｉ ａ ｄ ａ Ｍｕｔ ｌ Ｈ ｓ Ｉ 。Ｉｖ
米［ 稿 日期１０ 一 ９ ２ 收 ２ １ ０— ８ Ｏ
（ ）Ｐ ６的 地 址 结 构 和 前 缀 二 Ｉｖ
嵌 Ｉｖ Ｐ ４地址 的 Ｉｖ Ｐ ６地址 表示 。
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ＩＶ Ｐ ６改进 地 采用 类 似 ＣＲ 的地址 结 构 ，使 用 ＩＤ
多层 次地 址 结 构 Ｍｕｔ ｌ Ａ ｄｅｓ Ｐｅｉ， ｌｐｅ ｌｐｅ ｄ ｒｓ ｒｆ ａ Ｍｕｔ ｌ ｉ ｘ ｉ
２ ０年 １ ０１ ２月 第 １ ３卷 ． ６期 第
宿 州教 育学 院 学报
浅析下一 代 因特 网标准 Ｉ ｖ 一 Ｐ６
王 莉
（ 国矿 业 大 学 江 苏 ・ 州 ２ ０ ８ 中 徐 １ ０ ） ２
【 摘
要 】 着互联 网络的发 展 ， ｖ 不足之 处逐 渐显现 出来 ， ｖ 协 议 是 为解 决 Ｉｖ 议 的不 足 而 随 Ｉ ４的 Ｐ Ｉ ６ Ｐ Ｐ ４协
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因特网的发展史因特网的过去和未来
因特网的发展史因特网的过去和未来一、简述因特网的发展史随着1946 年世界上第一台电子计算机问世后的十多年时间内，由于价格很昂贵，电脑数量极少。
早期所谓的计算机网络主要是为了解决这一矛盾而产生的，其形式是将一台计算机经过通信线路与若干台终端直接连接，我们也可以把这种方式看做为最简单的局域网雏形。
最早的因特网，是由美国国防部高级研究计划局(ARPA)建立的。
现代计算机网络的许多概念和方法，如分组交换技术都来自ARPAnet。
ARPAnet 不仅进行了租用线互联的分组交换技术研究，而且做了无线、卫星网的分组交换技术研究-其结果导致了TCP/IP 问世。
1977-1979 年，ARPAnet 推出了目前形式的TCP/IP 体系结构和协议。
1980 年前后，ARPAnet 上的所有计算机开始了TCP/IP 协议的转换工作，并以ARPAnet 为主干网建立了初期的因特网。
1983 年，ARPAnet 的全部计算机完成了向TCP/IP 的转换，并在UNIX(BSD4.1)上实现了TCP/IP。
ARPAnet 在技术上最大的贡献就是TCP/IP 协议的开发和应用。
1985 年，美国国家科学基金组织NSF 采用TCP/IP 协议将分布在美国各地的6 个为科研教育服务的超级计算机中心互联，并支持地区网络，形成NSFnet。
1986 年，NSFnet 替代ARPAnet 成为因特网的主干网。
1988 年因特网开始对外开放。
1991 月，在连通因特网的计算机中，商业用户首次超过了学术界用户，这是因特网发展史上的一个里程碑，从此因特网成长速度一发不可收拾。
二、我国因特网的发展史1.因特网的阶段性发展我国因特网发展史可以大略地划分为三个阶段：第一阶段为1987-1993 年，也是研究试验阶段。
在此期间我国一些科研部门和高等院校开始研究因特网技术，并开展了科研课题和科技合作工作，但这个阶段的网络应用仅限于小范围内的电子邮件服务。
下一代因特网协议——从IPv4到IPv6
１０３ ） ００９
中 图分 类 号 ：１ ９ ４ １Ｐ ３． ３
文献 标 志 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ １ ９２ ２０ ）５ ０５— ３ １７ —３ ８（０８ ０ —０６ ０
图书情报事业的飞速发展与网络技术的发展密 不可分。 目前 因特 网中广泛使用 Ｉｖ 协议。但 随 Ｐ４ 着网络的迅猛发展和规模的不断扩大 ， ｖ Ｉ ４已经暴 Ｐ 露 出许多 问题 ， 如地 址资 源短 缺 、 全性 路 由选 择 效 安 率不高、 服务质量缺乏保证 、 移动性支持不强等。为 了彻 底解 决 Ｉｖ 在 的 问 题 ， Ｔ （ｈ ｎｅ ｔ ｎ Ｐ４存 Ｉ Ｆ ＴｅＩｔ — Ｅ ｍｅ Ｅ
［］ 黄 １ 晨． 基于 ＤＶ 格式 的数字 图书馆 ［］情 报技术 ，０４ ５ ： ｊｕ Ｊ． ２０ （ ）
． ， ． ． 。 …
［］ 何珊珊， 凯 国家档案 局科 技项 目“ ｊｕ格式 在档案 数字 ３ 梁 ＤＶ
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化 中的研究 和应用 ” 课题通过鉴定 ［］浙江档案 ， ０ （ ） ・ Ｊ． ２ ６８ ： ｏ ４
地址 分 成 一 个 前 缀 和 一 个 后 缀 。前 缀 指 明 一 个 网
络， 后缀指明网上的某台特定计算机。 地址类 型 包 括单 播 地 址 、 多播 地 址 和广 播
收稿 日期 １０８—０ ５ ２０ ２—２ 作者简介 ： 路 莹 （９８一）女 ， １６ ， 辽宁沈 阳人 ， 硕士 ， 副研究馆员 ０． ５ Ｐ６ ２ 位 通常有 ３ 种表示方法 。
１３ １ 冒号十 六进 制表 示 法 。 即每 ｌ 位 二进 制 数 ．． ６ 为一 组 ， 写成 十六 进制 数 ， 用 冒号 分 隔每一 个 十六 并 进 制 数 。 例 如 ６Ｅ ： Ｃ４ Ｆ Ｆ ： ８ ６ ８ ６ ： Ｆ Ｆ Ⅱ ： ： １０ ０ １８ ：
新一代英特网及其相关技术
新一代英特网协议与技术【光英特网】【量子英特网】【语义网】【全息网】因特网在美国的发展速度最快,因此美国人最早感受到了第一代网络设备及技术的种种不方便之处，下一代因特网的设想于是出炉。
1996年10月，美国总统克林顿宣布启动下一代因特网研究计划，目前，这一研发工作已经取得明显进展。
下一代因特网开发包括三个主要计划，即美国政府的下一代因特网研究计划、美国国家科学基金会的超高带宽网络服务和美国170所大学联合进行的第二代因特网研究计划。
美国政府的下一代因特网计划，在美国国家科学和技术委员会的框架内进行协调，高级战略由计划、信息和通信委员会提出，大规模网络工作组提出实施战略。
根据这一计划，到2002年，将由连接10个点的超高性能试验网进行高级应用试验。
美国国家科学基金会的超高带宽网络服务始于1995年4月，当时连接了5个超级计算机中心。
到1997年，该基金会已经拥有14000英里的OC－12链路，1999年底建立了100多个国内连接点和20个国际连接点，今年，该网络的主干速率将升级到OC－48。
美国国家科学基金会的网络服务开始后，美国170所大学一致同意在新一代网上共享网络资源，于是制定出第二代因特网研究计划。
这个计划将采用新一代网络技术，但是，它并不是要取代现有的因特网，也不是为普通用户建立一个新的网络。
参与研究的大学需预先支付50万美元将其W AN升级，每年向中央小组支付25000美元的协调费。
目前，美国政府的下一代因特网计划、美国国家科学基金会的网络服务、美国170所大学的第二代因特网计划三者之间相互联系，国家科学基金会为第二代因特网计划提供主干网服务，两者又参与美国政府的下一代因特网计划中关于教育领域的某些项目。
实际上，第二代因特网被认为是完成下一代因特网计划的第一个目标，即连接100所一流大学，并开发下一代网络应用。
美国1996年启动下一代因特网：1998年4月中国建立国内第一个IPV6试验网；2000年9月在清华大学建成中国第一个下一代因特网交换中心DRAGONTAP；2001年3月，首次实现了与国际下一代因特网INTERNET2的互连；2004年第一个IPV6全国主干网CERNET2试验网开通。
下一代因特网QoS路由机制的研究
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｒ ｓａｃ ｆ ＳＲｏ ｔ ｇｉ ｅ ｔＧ ｎ ｒｔ ｎ Ｉｔｒ ｅ ｅｅ ｒｈｏ ｕｉ Ｎ ｘ ｅ ｅａｉ ｎｅｎ ｔ Ｑｏ ｎ ｎ ｏ
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下一代Internet网络技术NGI概述
1.4 下一代互联网的组成
宽带传输
1.4 下一代互联网的组成
宽带传输
●高速传输的骨干网 ●城域交换网
●社区接入网
●宽带网络协议
骨干网
城域交换网
城域交换网
接入网
接入网
1.4 下一代互联网的组成
1. 高速传输的骨干网
●城市与城市之间的高速公路，提供远距离、高
带宽、大容量的数据传输业务
少（10～50个）
●网络结构混乱，服务质量差，安全性差。
1.2 下一代互联网发展现状
●美国的Internet2 ●欧洲的GEANT2 更快 ●亚太地区APAN（日、韩、新加坡） ●中国的CNGI-CERNET2
✓2003年启动 ✓2004年全面实施 ✓2006年建成并稳定运行，并与中国电信、中国联 通、中国网通/中科院、中国移动和中国铁通，以 及美国Internet2、欧洲GEANT2和实现了亚太地 区APAN高速互联。
1.5 NGI的主要技术及发展方向
地址扩充
3. IPv6协议（四种技术）
●自动设定地址技术
可定义服务质量，可标记数据流类型，提高了 对实时业务的支持能力。这使得因特网连接多种业 务变得简单易用。
●以及提高安全保密性技术
提供了比IPv4更好的安全性保证
区分服务
1.5 NGI的主要技术及发展方向
4.实时业务Qos服务质量保证
● 网络质量保证
(IntServ、DiffServ、MPLS、业务流量工程 (Traffic Engineering)和基于约束的路由)
● ISP及终端用户的接入问题
1.5 NGI的主要技术及发展方向
2. 高速交换和路由器技术
第10章Internet与Intranet(陈08)
从用户上网时获得的地址角度去分类，IP地址又分为动 态地址和静态地址。Internet主机具有静态的IP地址。但 是，如果网络用户通过拨号连接，ISP服务商会从自己维 护的IP地址池中给该用户的计算机分配一个临时性的地址。 当断开连接时，该计算机的临时性IP地址归还地址池，其 他拨号用户可以使用该IP地址。
在Internet上，IP地址采用分层结构，由网络地址和
主机地址组成，用以标识特定主机的位置信息。
IP地址长32位(4字节)，每个字节可对应一个0－255 的十进制整数，用点号分隔。例如，202.112.0.36， 这种格式的地址被称为点分十进制地址。
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§10.1 Internet基础
(2) IP地址的类型
浏览器中所看到的画面叫做网页，也称为Web 页。多个相关的Web页合在一起，便组成一个 Web站点。从硬件的角度上看，把放置Web站点 的计算机称为Web服务器；从软件的角度上看， 它指提供WWW功能的服务程序。
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§10.2 Internet基本服务功能
4
§10.1 Internet基础
Internet通信网络上的数据是通过电缆、电 线、微波以及人造卫星进行传输的。最主要的 Internet通信链路被称为Internet主干。
(2)协议:Internet上的许多通信链路的数据流 动需要使用标准机制路由到目的地。TCP/IP协 议就是每一台连入Internet的计算机都必须遵守 的通信标准。TCP/IP协议把Internet统一起来， 使数据可以在全球Internet服务提供商提供的通 信链路上进行传输。
从设计理念看下一代因特网
２． 相 互 之 间 的 关 系 ２
设 计 理 念 实 际 上 是 一 些 内 在 的 、 深
０
ＴＥＬＥＣｏ Ｍ Ｍ ＵＮ ｌ ＣＡＴｌ ＮＳ ｏ ＴＥＣ ＨＮ ｏ Ｌ Ｇ Ｙ ／ ２ ０ ０ ６ ・ ７ ｏ
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管 理 和 信 令 带 内 传 送 、提 供 尽 力 而 为 的
服 务 质 量 、只 依 据 目的 地 址 路 由 等 。 （ ３）外 在 特 征 。 因 特 网 的 外 在 特 性 一
部分 由设计理 念所 确定 的技 术特 征 决 定 ， 另 一 部 分 由 没 计 和 采 用 的 因 特 网 技 术 决 定 。 有 些 外 在 特 征 （如 网 络 遍 及 全 世 界 ，
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．
魏睦≯ 爵
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（ ）技 术 特 征 。 在 设 计 理 念 的 指 导 ２
下 ，技 术 人 员 选 择 因 特 网技 术 。 因 特 网 技
术 的 主 要 特 征 有 ：统 一 编 址 和 域 名 查 询 、
泛 在 的 连 通性 、 动 态 路 由机 制 、 网管 分 布
实 施 、 无 连 接 分 组 转 发 、 业 务 在 终 端 实
１ 引 言
因特 网在 全 球 范 围获 得 巨 大的 成功 。 因 特 网 在 我 国 从 无 到 有 ， 发 展 到 当 前 超
下一代因特网的即插即用技术研究
Ｄ Ｃｖ Ｈ Ｐ ６设计用来给客户机提供存储在服务器上 的配置信息，它是一个基于客户机／ Ｎ务器 的范例 ， 由服务器管理地址和 网络参数数据库，主机从服务器上获得其 Ｉ Ｐ地址 ，还可得到一些本地信息及 网络参 数． 该地址配置服务器必须记录下把哪一个 Ｉ 地址分配给哪一个主机． ＨＣ 协议基于用户数据报协议 Ｐ Ｄ Ｐ
收稿 日期： ０ ６１ －２ ２ ０ －０２ 作者简介：廖永贵（９ ３） １７ － ，男，福建省莆 田市人，讲师．
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第 ２期
廖 永贵 ，王文 毅：下一代 ｖ 要地址类 型 （ Ｐ ６主 已分配 ）
４ ３
Ｉｖ Ｐ ６需要 ３ ２位 １ 进制数 ，手工管理很不方便． 于非专业技术人士 ，希望能从包装箱 中拿 出 Ｐ ， ６ 对 Ｃ 接上 电缆 ，网络就能工作，就象使用 电话一样． 对于网络管理员而言 ，可 以快速地完成众多 Ｐ 的自动配 Ｃ
置．
３ 地 址 自动配置原 理
Ｉｖ Ｐ ６地址 自动 配 置可 分 为有状 态 和 无状 态 两种 机制 ．一 台主机 可 以 同时利 用 有 状态 和无 状 态机制 配 】 置 自己的地 址． ３１ ．ＤＨＣＰ ６和 有状 态 的 自动 配 置 ｖ
Ｉｖ Ｐ ６主要 地 址类 型 如 表 １ 示 ． 所 Ｊ
在 Ｉｖ 中，接 口是可以有地址 的，一个 １８ Ｐ６ ２ 位的 Ｉｖ 地 址和一个接 口或者一组接 口相连接．Ｐ ６ Ｐ６ Ｉ ｖ 地 址有三种类型：单点传送、任意 点传送 、多点传送．Ｐ ６ Ｉ ｖ 地址之 间的区别是在 Ｉ ｖ Ｉｖ 和 Ｐ ４ Ｐ ６中出现了任意 点传送地址 ，并 以多点传送地址代替 了 Ｉ ｖ Ｐ ４中的广播地址． 任何 Ｉ ｖ 单播地址都需要一个接 口标识符用来标识链路 的接 口． 口标识符非常像 ４ 位的介质访问 Ｐ６ 接 ８ 控Ｓ （ Ｃ 地址． Ｃ地址具有全球唯一性，可以用来唯一标识网络链路层上的接 口．Ｐ ６ Ｊ Ｓ ＭＡ ） ＭＡ Ｉｖ 主机地址的接 口标识符基于 Ｉ Ｅ Ｕ ．４ Ｅ ＥＥ Ｉ 格式， 以将两个字节 Ｏ Ｆ ６ 可 ｘ Ｆ和 ０Ｆ ｘ Ｅ插入 到 ４ 位 ＭＡ ８ Ｃ地址 的公司标识符与 厂商标识符之 间，产生 ６ 位 的接 口标识符． ４