通信工程師互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)IPv6的地址空間

4.3.1 IPv6的地址空間
IPv4與IPv6地址之間最明顯的差距在于長(zhǎng)度：IPv4地址長(zhǎng)度為32位，而IPv6地址長(zhǎng) 度為128位。有些人也許要問(wèn)，IPv4地址不夠用，那在IPv4上再增加幾位地址表示就行了，何必非要是IPv6的128位呢，這種提問(wèn)是對(duì)芯片設(shè)計(jì)及CPU處理方式不理解造成的，同時(shí)也對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展沒(méi)有充分的預(yù)見性。芯片設(shè)計(jì)中數(shù)值的表示全用代表， CPU處理字長(zhǎng)發(fā)展到現(xiàn)在分別經(jīng)歷了4位、8位、16位、32位、64位等。在計(jì)算機(jī)中，當(dāng)數(shù)據(jù)能用2的指數(shù)次冪字長(zhǎng)位的二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，CPU對(duì)數(shù)值的處理效率較高。IPv4地址對(duì) 應(yīng)的是32比特字長(zhǎng)就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)CPU字長(zhǎng)為32位?，F(xiàn)在的64位機(jī)已十分普及，128位機(jī)正在成長(zhǎng)中。將地址定為64位在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性上顯得不足，定為其他的一個(gè)長(zhǎng)度在硬件芯片設(shè)計(jì)、程序編制方面的效率都將下降，因此從處理效率和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 性上考慮,將IPv6的地址長(zhǎng)度定為128位是十分合適的。
IPv6的每個(gè)地址占據(jù)16個(gè)字節(jié)，即128 bit,可以有2128個(gè)地址，大約數(shù)目是10個(gè)。準(zhǔn)確的數(shù)目是：
340 282 266 920 938 463 463 374 607 431 768 211 4.56。
這樣巨大的地址空間在可預(yù)見的將來(lái)可以承受合理的地址分配策略。即使將來(lái)地址分配上有困難，如果變更編址策略,地址空間也是足夠大的，它可以適應(yīng)地址的重新分配。要體會(huì)IPv6的地址空間是困難的.理解這個(gè)問(wèn)題的一種方法是將其與人口數(shù)佾聯(lián)系起來(lái)：這 個(gè)地址空間是如此之大，以至于地球上的每個(gè)人都可以具有足夠的地址來(lái)分別構(gòu)成屬于自己的像目前這個(gè)Internet 一樣大的互聯(lián)網(wǎng)。為了更好地說(shuō)明IPv6地址空間，我們還可以做 這樣的說(shuō)明，如果我們估測(cè)地球的表面積是511 263 971 197 990 m2,那么在IPv4中，理論 上共有232個(gè)地址可分配，地球上每平方千米大概擁有4個(gè)liPv4地址t而在IPv6中，理論上共有2128個(gè)地址可分配，地球上每平方米將有655 570 793 348 866 943 898 599個(gè)地址，大 概可以折合成1摩爾（6.02X1023）個(gè)地址。
IPv6地址耗盡的機(jī)會(huì)是很小的。在可預(yù)見的很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，IPv6的128位地址長(zhǎng)度形成的巨大的地址空間能夠?yàn)樗锌梢韵胂蟪龅木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)全球地址，IPv6充足 的地址空間將極大地滿足那些伴隨著網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備的出現(xiàn)而對(duì)地址增長(zhǎng)的需求，例如個(gè)人 數(shù)據(jù)助理（PDA）、移動(dòng)電話（Mobile Phone）、家庭網(wǎng)絡(luò)接人設(shè)備（HAN）等。
巨大的地址空間也引起了另一個(gè)問(wèn)題，那就是對(duì)地址空間的劃分。爭(zhēng)論集中的主題在于：樣管理地址的分配以及怎樣將一個(gè)地址映射到一條路由。第一個(gè)主題的要點(diǎn)設(shè)計(jì)出一個(gè)新的管理體系。目前Internet使用兩個(gè)等級(jí)，即網(wǎng)絡(luò)前綴（由Internet管理機(jī)構(gòu)分配）和主機(jī)后綴（各個(gè)組織分配）。而IPv6不同于此，它巨大的地址空間允許具有一種多級(jí)的體 系或多個(gè)體系等級(jí)。第二個(gè)主題的要點(diǎn)是計(jì)算效率。獨(dú)立于分配地址的管理體系，路由器 必須檢査每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，并選擇一條通往目的站的路徑。為了使高速路由器能夠保持較低 的花費(fèi)，它在選擇路徑時(shí)的處理時(shí)間一定要少。

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