新型IPv6網(wǎng)絡(luò)中用于空時空頻發(fā)射機基帶處理的方法
【專利說明】新型IPv6網(wǎng)絡(luò)中用于空時空頻發(fā)射機基帶處理的方法
[0001]本發(fā)明新型IPv6網(wǎng)絡(luò)中用于空時空頻發(fā)射機基帶處理的方法屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。
[0002]我們使用的第二代互聯(lián)網(wǎng)IPv4技術(shù)，核心技術(shù)屬于美國。
[0003]它的最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，從理論上講，編址1600萬個網(wǎng)絡(luò)、40億臺主機。
[0004]但采用A、B、C三類編址方式后，可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址的數(shù)目大打折扣，以至IP地址已于2011年2月3日分配完畢。
[0005]其中北美占有3/4，約30億個，而人口最多的亞洲只有不到4億個，中國截止2010年6月IPv4地址數(shù)量達(dá)到2.5億，落后于4.2億網(wǎng)民的需求。地址不足，嚴(yán)重地制約了中國及其他國家互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。
[0006]一方面是地址資源數(shù)量的限制，另一方面是隨著電子技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)入人們的日常生活，可能身邊的每一樣?xùn)|西都需要連入全球因特網(wǎng)。
[0007]在這樣的環(huán)境下，IPv6應(yīng)運而生。
[0008]單從數(shù)量級上來說，IPv6所擁有的地址容量是IPv4的約8X10~28倍，達(dá)到2~128 (算上全零的)個。
[0009]這不但解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，同時也為除電腦外的設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)量限制上掃清了障礙。
[0010]但是與IPv4 —樣，IPv6 一樣會造成大量的IP地址浪費。準(zhǔn)確的說，使用IPv6的網(wǎng)絡(luò)并沒有2~128個能充分利用的地址。
[0011]首先，要實現(xiàn)IP地址的自動配置，局域網(wǎng)所使用的子網(wǎng)的前綴必須等于64，但是很少有一個局域網(wǎng)能容納2~64個網(wǎng)絡(luò)終端；其次，由于IPv6的地址分配必須遵循聚類的原則，地址的浪費在所難免。
[0012]但是，如果說IPv4實現(xiàn)的只是人機對話，而IPv6則擴展到任意事物之間的對話，它不僅可以為人類服務(wù)，還將服務(wù)于眾多硬件設(shè)備，如家用電器、傳感器、遠(yuǎn)程照相機、汽車等，它將是無時不在，無處不在的深入社會每個角落的真正的寬帶網(wǎng)。而且它所帶來的經(jīng)濟效益將非常巨大。
[0013]當(dāng)然，IPv6并非十全十美、一勞永逸，不可能解決所有問題。
[0014]IPv6只能在發(fā)展中不斷完善，也不可能在一夜之間發(fā)生，過渡需要時間和成本，但從長遠(yuǎn)看，IPv6有利于互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)和長久發(fā)展。國際互聯(lián)網(wǎng)組織已經(jīng)決定成立兩個專門工作組，制定相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]特點
IPV6地址長度為128位，地址空間增大了 2的9 6次方倍；
靈活的IP報文頭部格式。
[0016]使用一系列固定格式的擴展頭部取代了 IPV4中可變長度的選項字段。
[0017]IPV6中選項部分的出現(xiàn)方式也有所變化，使路由器可以簡單路過選項而不做任何處理，加快了報文處理速度；IPV6簡化了報文頭部格式，字段只有8個，加快報文轉(zhuǎn)發(fā)，提高了吞吐量；提高安全性。
[0018]身份認(rèn)證和隱私權(quán)是IPV6的關(guān)鍵特性；
支持更多的服務(wù)類型；
允許協(xié)議繼續(xù)演變，增加新的功能，使之適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展；
優(yōu)勢
與IPV4相比，IPV6具有以下幾個優(yōu)勢:
一:IPv6具有更大的地址空間。
[0019]IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，最大地址個數(shù)為2~32 ;而IPv6中IP地址的長度為128，即最大地址個數(shù)為2~128。
[0020]與32位地址空間相比，其地址空間增加了 2~128_2~32個。
[0021]二:IPv6使用更小的路由表。
[0022]IPv6的地址分配一開始就遵循聚類(Aggregat1n)的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄(Entry)表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
[0023]三:IPv6增加了增強的組播(Multicast)支持以及對流的控制(Flow Control),應(yīng)用有了長足發(fā)展的機會，為服務(wù)質(zhì)量(QoS,Quality of Service)控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)
T D O
[0024]四:IPv6加入了對自動配置(Auto Configurat1n)的支持。
[0025]這是對DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴展，使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。
[0026]五:IPv6具有更高的安全性。在使用新型IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對IP報文進(jìn)行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性。
[0027]極大的增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
[0028]六:允許擴充。如果新的技術(shù)或應(yīng)用需要時，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴充。
[0029]七:更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，如果需要，可將選項插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。
[0030]這就簡化和加速了路由選擇過程，因為大多數(shù)的選項不需要由路由選擇。
[0031]八:新的選項。
[0032]IPV6有一些新的選項來實現(xiàn)附加的功能。
[0033]操作方法
IPv6包由IPv6包頭(40字節(jié)固定長度)、擴展包頭和上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元三部分組成。
[0034]IPv6包擴展包頭中的分段包頭中指明了 IPv6包的分段情況。其中不可分段部分包括:IPv6包頭、Hop-by-Hop選項包頭、目的地選項包頭(適用于中轉(zhuǎn)路由器)和路由包頭；可分段部分包括:認(rèn)證包頭、ESP協(xié)議包頭、目的地選項包頭(適用于最終目的地)和上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元。
[0035]但是需要注意的是，在IPv6中，只有源節(jié)點才能對負(fù)載進(jìn)行分段，并且IPv6超大包不能使用該項服務(wù)。
[0036]下文還將簡述IPv6尋址、路由以及自動配置的相關(guān)內(nèi)容。
[0037]RFC2460對IPv6流標(biāo)簽的特征進(jìn)行了說明:
一對源和目的之間有可能有多個激活的流，也可能有不屬于任何一個流的流量，一個流流由源地址和流標(biāo)簽的組合唯一確定。
[0038]所攜帶的流標(biāo)簽值為O的數(shù)據(jù)包不屬于任何一個流。
[0039]需要發(fā)送流的源節(jié)點賦給其流標(biāo)簽特定的值。流標(biāo)簽是一個隨機數(shù)，目的是使所產(chǎn)生的流標(biāo)簽都能作為哈希關(guān)鍵字。對那些不支持流標(biāo)簽處理的設(shè)備節(jié)點和應(yīng)用把流標(biāo)簽值賦值為0，或者不對該字段處理。
[0040]一個流那些的所有數(shù)據(jù)包產(chǎn)生時必須具有相同的屬性，包括源地址、目的地址、非O的流標(biāo)簽。
[0041]如果其中任何一個數(shù)據(jù)包包含逐跳選項報頭，那么流的每一個包都必須包含相同的逐跳選項報頭(逐跳選項報頭的下一個報頭字段除外)。
[0042]流路徑中流處理狀態(tài)的最大生命周期要在狀態(tài)建立機制中說明。
[0043]當(dāng)一個結(jié)點重啟時,例如死機后的恢復(fù)運行,必須小心使用流標(biāo)簽,因為該流標(biāo)簽有可能在前面扔處于最大生存周期內(nèi)的的流中使用。
[0044]不要求所有或至少大多數(shù)數(shù)據(jù)包屬于某一個流，即都攜帶有非O的流標(biāo)簽。
[0045]IPv6包頭設(shè)計中對原IPv4包頭所做的一項重要改進(jìn)就是將所有可選字段移出IPv6包頭，置于擴展頭中。由于除Hop-by-Hop選項擴展頭外，其他擴展頭不受中轉(zhuǎn)路由器檢查或處理，這樣就能提高路由器處理包含選項的IPv6分組的性能。
[0046]通常，一個典型的IPv6包，沒有擴展頭。
[0047]僅當(dāng)需要路由器或目的節(jié)點做某些特殊處理時，才由發(fā)送方添加一個或多個擴展頭。與IPv4不同，IPv6擴展頭長度任意，不受40字節(jié)限制，以便于日后擴充新增選項，這一特征加上選項的處理方式使得IPv6選項能得以真正的利用。
[0048]但是為了提高處理選項頭和傳輸層協(xié)議的性能，擴展頭總是8字節(jié)長度的整數(shù)倍。
[0049]RFC 2460中定義了以下6個IPv6擴展頭:
Hop-by-Hop (逐個跳段)選項包頭、目的地選項包頭、路由包頭、分段包頭、認(rèn)證包頭和ESP協(xié)議包頭:
Hop-by-Hop選項包頭包含分組傳送過程中，每個路由器都必須檢查和處理的特殊參數(shù)選項。
[0050]其中的選項描述一個分組的某些特性或用于提供填充。這些選項有:
Padl選項(選項類型為O)，填充單字節(jié)。
[0051]PadN選項(選項類型為1)，填充2個以上字節(jié)。
[0052]Jumbo Payload選項(選項類型為194),用于傳送超大分組。使用Jumbo Payload選項，分組有效載荷長度最大可達(dá)4，294，967，295字節(jié)。
[0053]負(fù)載長度超過65，535字節(jié)的IPv6包稱為“超大包”。
[0054]路由器警告選項(選項類型為5)，