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度：IPv4地址長度為32位，而IPv6地址長 度為128位。有些人也許要問，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，這種提問是對芯片設(shè)計及CPU處理方式不理解造成的，同時也對未來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展沒有充分的預(yù)見性。芯片設(shè)計中數(shù)值的表示全用代表， CPU處理字長發(fā)展到現(xiàn)在分別經(jīng)歷了4位、8位、16位、32位、64位等。在計算機(jī)中，當(dāng)數(shù)據(jù)能用2的指數(shù)次冪字長位的二進(jìn)制數(shù)表示時，CPU對數(shù)值的處理效率較高。IPv4地址對 應(yīng)的是32比特字長就是因為當(dāng)時的互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)CPU字長為32位。現(xiàn)在的64位機(jī)已十分普及，128位機(jī)正在成長中。將地址定為64位在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性上顯得不足，定為其他的一個長度在硬件芯片設(shè)計、程序編制方面的效率都將下降，因此從處理效率和未來網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 性上考慮,將IPv6的地址長度定為128位是十分合適的。
IPv6的每個地址占據(jù)16個字節(jié)，即128 bit,可以有2128個地址，大約數(shù)目是10個。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)見的將來可以承受合理的地址分配策略。即使將來地址分配上有困難，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IPv6的地址空間是困難的.理解這個問題的一種方法是將其與人口數(shù)佾聯(lián)系起來：這 個地址空間是如此之大，以至于地球上的每個人都可以具有足夠的地址來分別構(gòu)成屬于自己的像目前這個Internet 一樣大的互聯(lián)網(wǎng)。為了更好地說明IPv6地址空間，我們還可以做 這樣的說明，如果我們估測地球的表面積是511 263 971 197 990 m2,那么在IPv4中，理論 上共有232個地址可分配，地球上每平方千米大概擁有4個liPv4地址t而在IPv6中，理論上共有2128個地址可分配，地球上每平方米將有655 570 793 348 866 943 898 599個地址，大 概可以折合成1摩爾（6.02X1023）個地址。
IPv6地址耗盡的機(jī)會是很小的。在可預(yù)見的很長時期內(nèi)，IPv6的128位地址長度形成的巨大的地址空間能夠為所有可以想象出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個全球地址，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)而對地址增長的需求，例如個人 數(shù)據(jù)助理（PDA）、移動電話（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問題，那就是對地址空間的劃分。爭論集中的主題在于：樣管理地址的分配以及怎樣將一個地址映射到一條路由。第一個主題的要點(diǎn)設(shè)計出一個新的管理體系。目前Internet使用兩個等級，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的體 系或多個體系等級。第二個主題的要點(diǎn)是計算效率。獨(dú)立于分配地址的管理體系，路由器 必須檢査每一個數(shù)據(jù)報，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)，它在選擇路徑時的處理時間一定要少。

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