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IPv6 分组格式

      现有的 IP 协议 ( IPv4 )  从理论上可编址约 1600 万个网络、40 亿台主机。但20 世纪90 年代初,人们发现IP 地址资源面临着耗尽的问题。造成这一问题的本质原因在千现有 IP 编制方案的不合理性。采用 A、B、C 3 类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣。随着 Internet 规模的继续扩张 ,尤其是近年来各种无线移动上网设备的爆发性增长,IP地址资源枯竭的问题日益严峻。全世界所有的 IP 地址已千 2011 年 2 月 3 日分配完毕 ,其中北美占有总量 的 3/ 4 , 约 30 亿个 ,而人口最多的亚洲只有不到 4 亿个。地址不足,严重地制约了互联网的应用和发展。虽然采用无类别编址和 NAT 技术可以在一定程度上缓解 IP地址资源紧张的问题,但不能从 根本上解决 IP 地址耗尽的问题。
       其实,IETF 早在 1990 年就已经预见到了这个问题,并于 1992 年 6 月提 出制定下一代的 IP , 即 IPv6 。 1998 年12 月发 表的 RFC 2460 — 2463  已成为因特网草案标准协议。
IPv6 仍支持无连接的传送,其引进的 主要变化如下:
( I ) 更大的地址空间。IPv6 把地址从IPv4 的 32 位增大 到 128 位,使 地址空间增大了296 倍 。 这样大的地址空间在可预见的将来是不会用尽的。
( 2 ) 扩展的地址层次结构。IPv6  由地址空间很大,因此可以划分为更多的层次。
( 3 ) 简单灵活的首部格式。IPv6 将 更多的 功能定义在了可选的扩展首部中, 其 基本首部只包含 8 个域(相比之下 IPv4 有12 个域)。由于路由器对扩展首部不进行处理(除逐跳扩展首部外),因 此这种设 计不仅 可提供比IPv4 更多 的功能 ,而且还可提高路由器的处理效率。
( 4 ) 改进的选项。IPv6 允许分组包含有 选 项 的 控 制信息 ,因 而可以包含一些新的选项。而 IPv4 所规定 的 选项是固定不变的。
(2) ) 允许协议继续扩充。这一点很重要,因为技术总是在不断地发展(如网络硬件的更新)而新的应用也还会出现。但我们知道,IPv4 的功能是 固定不 变的 。
(3) ) 支持即插即用 ,即自动配置。
( 7 ) 支持资源的预分配,可为对传输延迟有严格要求的分组流预留带宽 ,从 而可很好地满足互联网中音频、视频等多媒体信息的实时传输需求。
(8) IPv6 首部改 为 8 字节对齐,即首 部 长度必须是 8 字节的整数倍。原有的IPv4 首部则是 4 字节对 齐。
        图一  所示为一个 IPv6 分组 的基本构成 。IPv6 分组 在基本首部 ( Base Head­ er )  的后面允许有零个或多个扩展首部(  Extension   Header)    ,再后面是数据。需要注意的是,所有的扩展首部均不属于 1Pv6 分组 的首部 。 所有的扩展首部和数据合起来称为分组的有效载荷( Payload) 或净负荷。
  IPv6 分组 的基 本首 部如 图二所示 。在基本首部后面是 有效 载荷,它包 括 可能选用的扩展首部和运输层的数据。与 IPv4 相比 ,IPv6 对首部中的 某些字段进行了更改:
(1 ) 取消了首部长度字段,因其首部长度是固定的( 40 字节)。
图 一     具有多个可选扩展首部的IPv6 分组的一般形式
( 2 ) 取消了服务类型字段,由优先级和流标号字段合起来实 现了服务类型字段的功能。
( 3 ) 取消了总长度字段,改用有效载荷长度字段表示。
( 4 ) 取消了标识、标志和片偏移字段,因为这些功能已包含在分片扩展首部中。
( 5 ) 将 TI L 字段改称为跳数限制字段,使其名称与作用更加一致。
( 6 ) 取消了协议字段,改用下一个首部字段。
( 7 ) 取消了检验和字段,从而加快了路由器 处理分组的速度。如前所述,在运输层,当使用 UDP 时,若检测出有差错的用户数据报就直接丢弃。当使用TCP时, 对检测出有差错的报文段则需要进行重传   ,直到正确传送到目的进程为止。因此在 IP 层的差错检测可以精简掉 ,将数据的可靠性交由高层来保障。
( 8 ) 取消了选项字段,取而代之的是扩展首部。
图 二     40 字节长的 IPv6 基本首部

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 三网融合下一代网络NGN 涵义及特点

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三网融合下一代网络NGN 涵义及特点

下一代网络( Next Generat ion Network, NGN ) 是以软交换为核心,能够提供语音、视频、数据等多媒体综合业务,采用开放、标准体系结构,能够提供丰富业务的下一代网络,其代表了三网融合通信网络发展的方向。根据 ITU - T 的最新定义,NGN 具 有以下几个特点: NGN 是一种基于分组的网络,能够提供包括电信业务在内的所有业务; NGN 能 够利用多种宽带且提供数据传送的QoS 保障; NGN 的业务相关功能与其传送技术相独立; NGN 可以使用户自由接入到不同的业务提供商 ; NGN 支持通用移动性,可为用户提供始终如一的 、普遍存在的业务。 当前,通信行业正处于技术趋于融合、网络趋于融合、业务趋千融合的大环境中,融合成为了行业发展的主旋律,运营商必须设法改变现有网络的设计以适应迅 速增长的数据通信业务。因此,电信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种 业务的NGN 的 演进已成为必然。另一方面,全球各大运营商在其具 体的实现方案、侧重点和网络演进路线方面差异极大 。目前,从单一网络的角度来看,无论是电信网、计算机网,还是广电网,都不适合三网融合的发展趋势。而 NGN 涵盖了固定网、移动网、互联、网接入网、家庭网络等在内的各种网络是三网融合最为理想的平台。 目前三网融合面临哪些技术挑战? 三网融合指的是电信网、计算机网和有线电视网的深度结合,涉及技术、网络、业务和政策等多个层面。目前,三网融合面临的技术挑战主要包括: 技术规范不一致:电信业与广电业在发展理念、市场观念、服务标准及内容准则上存在差异,这要求监管机构制定统一的技术规范,包括IPTV、互联网电视及手机电视技术规范等。 网络管控体制的技术难题:三种网络的管控要求和技术不同,如何在技术上实现统一管控,同时保证国家文化和网络信息安全,是一个尚未解决的问题。 网络架构和传输效率:现有网络架构可能不适应当前三网融合的需求,需要设计高效的网络架构并提升传输效率。 数据安全性:随着网络的融合,数据安全性变得尤为重要,需要采取措施增强数据安全防护。 服务质量保证:三网融合要求提供多种业务并保证服务质量,目前技术上还难以做到这一点。 统一标准缺失:缺乏统一的行业标准导致产业链分割和高昂的成本代价,影响了三网融合的推进。 网络和业务平台的扩展性:随着用户数量和服务种类的增加,现有网络和业务平台的容量和结构扩展性面临挑战。 监管责任不明确:三网融合后,原有的监管责任分配可能不再适用,需要新的监管模式来确保有效管理。 这些技术挑战需要通过持续的技术创新和政策调整来克服,以推动三网融合的健康发展。 ...

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