吳康

    本文主要對(duì)引發(fā)IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)的使用與IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)地址、協(xié)議、特征、地址間的體系結(jié)構(gòu)等概述作一介紹，并對(duì)用DSC80C400的軟硬技術(shù)開發(fā)IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)作一分析。

    為何要使用IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)

    使用IPv6是發(fā)展的必然

    當(dāng)今，隨著Internet已經(jīng)廣泛地普及與發(fā)展，所帶來(lái)的嚴(yán)重問(wèn)題是IP地址即將用盡，這是為什么?
    
    因?yàn)镮P節(jié)點(diǎn)的可尋址空間越來(lái)越緊張。雖然232 (大約40億)個(gè)IPv4地址(這是當(dāng)前IP為Version4(版本4)-IPv4)還沒(méi)有完全分配(2001年的增長(zhǎng)速度與以前的指數(shù)增長(zhǎng)率相比略有下降，由于IPv4的地址分配方式，實(shí)際僅有大約1.6億個(gè)地址可供使用)，但是，預(yù)計(jì)在未來(lái)的幾年內(nèi)所有地址將被完全占用。下一代IP-IPv6——將地址空間擴(kuò)展到了2128，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象，在我們居住星球(地球總面積約內(nèi)509，917，870平方公里)的每平方米就可提供6.67 ×1023個(gè)地址。這將保證未來(lái)的所有設(shè)備都可獲得自己唯一的地址。那如何解決IP地址即將用盡的問(wèn)題呢?

    為了從根本上解決IP地址即將用盡的問(wèn)題，必須使用IPv6進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，它是一個(gè)已經(jīng)開始利用的Internet協(xié)議。目前，人們使用的IPv4的地址為4 octes(32位)。在IPv6中，這個(gè)地址已變?yōu)镮Pv4的4倍，即16 octes(128位)。

    修改IP協(xié)議的工作是一項(xiàng)非常麻煩的工作，這是因?yàn)楸仨毟淖兣cInternet相連的主機(jī)和路由器的全部IP地址。例如像現(xiàn)在的狀態(tài)，因?yàn)镮nternet已經(jīng)廣泛地普及起來(lái)了，所以要替換所有的IP地址是非常困難的。

   基于上述理由，使用IPv6不僅能夠解決IP地址枯竭的問(wèn)題，而且，在應(yīng)用上對(duì)IPv4感到不滿的牢騷也能夠一掃而光。另外，人們也正在進(jìn)行IPv6和IPv4之間的互換和直接進(jìn)行通信的工作。

    IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展產(chǎn)生將帶來(lái)哪些福音

    擁有了足夠的地址就不再需要網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT) 和臨時(shí)性地址租賃或其它用于保存嚴(yán)格限量分配的IPv4地址的組裝機(jī)。盡管臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器及其它傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占有明顯優(yōu)勢(shì)，但預(yù)計(jì)不同領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將會(huì)有大幅度的增長(zhǎng)——正如我們目前所了解的，大多數(shù)小型設(shè)備將會(huì)改變互聯(lián)網(wǎng)的命運(yùn)。新潮網(wǎng)絡(luò)用戶總是集中在諸如GPRS(通用分組無(wú)伐線業(yè)務(wù))、UMTS(通用雞移動(dòng)通信糸統(tǒng))蜂窩電話或PDA的無(wú)線或移動(dòng)設(shè)備，另外還包括一些嵌入式設(shè)備，如：監(jiān)視器、傳感器和智能節(jié)點(diǎn)，它們幾乎能夠嵌入到任何系統(tǒng)，從汽車到水表。

    IPv6不僅擴(kuò)展了地址空間，它檢查IP使配置過(guò)程簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化(嵌入式應(yīng)用的另一需求)；它使IP更堅(jiān)固、可擴(kuò)展、可移動(dòng)，增強(qiáng)了安全性和服務(wù)質(zhì)量支持，簡(jiǎn)化、加速了路由。困擾IPv4的嚴(yán)峻問(wèn)題是：最初分配IPv4地址的方式幾乎是隨機(jī)的，無(wú)法阻止路由表主干線的增長(zhǎng)。IPv6要好一些，重建IP并逐步替代IPv4——將獲得許多優(yōu)點(diǎn)。雙IPv4／IPv6網(wǎng)絡(luò)堆棧支持混合環(huán)境，允許向IPv6的逐步過(guò)渡。

    亞洲是最先采納IPv6的區(qū)域之一，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域在最初分配IPv4地址時(shí)變化不大。中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)用戶無(wú)論是相對(duì)數(shù)量、還是絕對(duì)數(shù)量，都是預(yù)期增長(zhǎng)最快的國(guó)家�？紤]到它的優(yōu)勢(shì)和幾個(gè)國(guó)家的政府管理層采納的計(jì)劃，IPv6正在變得更加重要。它在很長(zhǎng)一段時(shí)間停留在原型階段，現(xiàn)在已成為大多數(shù)操作系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部件，例如：Microsoft WindowsXP，Sun SlarisTM 8/9等。

    值此本文要進(jìn)一步介紹IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)地址、協(xié)議、特征、地址問(wèn)的體系結(jié)構(gòu)等概述及運(yùn)用駐留在DS80C400微控制器內(nèi)部的硅軟件包開發(fā)IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持作一分析。如果具備基本的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)或?qū)Pv4有一定的了解，那末對(duì)下述的IPv6網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容就能有更好的理解。

    IPv6嵌入式網(wǎng)絡(luò)概述

    IPv6中IP地址及表示方法

    在IPv6中，IP地址的長(zhǎng)度為128位，用這個(gè)長(zhǎng)度可以表示38位十進(jìn)制數(shù)(2128＝約3.40×1038)。這個(gè)數(shù)字已經(jīng)是天文數(shù)字了，我們可以想像它能夠連接無(wú)數(shù)臺(tái)的計(jì)算機(jī)。

    IPv6的IP地址如果與IPv4一樣，使用十進(jìn)制數(shù)來(lái)書寫的話，則需要16個(gè)數(shù)字并排書寫。這樣的書寫方法是非常麻煩的。因此，IPv6利用了其他的表示方法。它采用的是把128

    位的IP地址每16位進(jìn)行分隔，并且使用的是十六進(jìn)制數(shù)，以冒號(hào)(：)來(lái)隔開的表示方法，在連續(xù)出現(xiàn)0的情況下，可以使用兩個(gè)冒號(hào)(：：)表示省略。但是，在IP地址的一個(gè)地方只允許一個(gè)0的省略表示方法，即允許一次兩個(gè)冒號(hào)(：：)連續(xù)出現(xiàn)。在IPv6中，雖然人們下了不少功夫，想辦法盡可能簡(jiǎn)單地表示IP地址，但是，這也造成了IP地