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简单分析IPv6硬件平台的技术要求 来源：刷钻 / 随着IPv4地址的枯竭，IPv6技术离我们原来越近，各种媒体对IPv6 技术也进行了比较广泛的介绍和报道，主流网络设备供应商纷纷推出 自己支持IPv6的产品，但同时也看到IPv6技术还远远没有达到普及 的程度，其实从IPv6技术本身来说，还有很多亟待解决的问题，特 别是过渡到IPv6技术之后，IPv6硬件平台有什么要求？从IPv6如 何过渡到规模应用阶段来说，尤其是在保护用户投资方面，异常重要。 IPv6过渡期的技术特点 应该说，处于过渡期的IPv6技术最大特点莫过于不断的升级，IPv4 发展了几十年，在路由协议、QoS、组播、报文头扩展、状态机备份、 安全等方面还在不断地完善中，相信IPv6在标准建设、协议栈开发 方面还有巨大的工作要完成。因此，在相当长的一段时间内，IPv6 将会面临不断升级完善的局面。为了兼容现有的IPv4技术，尽快地 获取生存空间，支持IPv6的网络设备更多的要在双栈环境下运行， “兼容性”大于“先进性”，在确保兼容性的前提下，如何在应用支 持方面，能够做到比IPv4更具优势是过渡期IPv6开发的重点。 那么，如何更好地体现IPv6的技术优势呢？对硬件平台的要求应该 是我们考虑的重点。一般而言，目前的硬件平台主要是分为ASIC平 台和可编程硬件平台（NP、FPGA等）。下面从几个角度来分析一下这 种不同，可以让我们对IPv6技术有一个更为全面的认识。 软件升级支持 针对处在过渡期的IPv6技术会不断升级的特点，NP等可编程硬件显 然具备更强的优势。NP对于硬件的技术优势主要在于方便优化、升 级，从而很容易增加新特性。由于IPv6网络处于新生时期，协议、 特性的更新是频繁的，这就要求IPv6设备能较快的更新换代。从另 一个角度，IPv6设计的一个宗旨是方便用户应用层的扩展，因此NP 可以根据用户需求设计出实用的私有特性。而ASIC目前能够做的只 能是IPv6协议已经固化的转发功能，无法做到支持扩展方面的功能， 只能依靠设备中的CPU解决。这样的后果是让整个设备的转发速率下 降到一个无法接受的水平（几百Kpps），并且会威胁到设备的稳定性。 因此，从这个角度来说，选择可编程的硬件平台设备可以更好地保护 用户的投资。 路由表容量问题 IPv6采用128位地址，路由表占用空间在容量不变时要增大到原来 的4倍，而ASIC中的硬件转发的路由表存储在ASIC专用的地址空间 中，硬件地址表空间很有限，一般情况下也就在几十K的水平，因此 ASIC平台在IPv6的环境中，如果保持IPv4一样的地址表空间将会 大大提高成本，因此IPv6硬件平台在设计上需要尽量节省私有空间 大小而提高路由表容量。在实际的应用环境中，在过渡期，设备往往 运行在双栈环境下，同时面临IPv6和IPv4的路由表需求，因此对地 址空间的要求将大于目前的纯IPv4环境。 选项头和扩展头的支持 IPv6的选项头更能远远强于IPv4的IP选项，对于扩展头的处理也 更加丰富。其中所有转发结点都要处理路由扩展头、逐跳选项头和地 址选项头。逐跳选项与地址选项目的是为了支持特殊应用（如安全、 管理）而预留的，中间结点需要根据某种策略来处理。目前RFC2460 并未定义成熟而有意义的选项，其潜力尚未发挥。因此，当需要使用 这些选项头实现用户特殊需求，或者IPv6协议有扩展升级的时候， 只有NP等可编程硬件能很快适应这些变化并升级系统，而用ASIC实 现则难以快速应对协议升级和市场需求变化。 报文转发效率 IPv6协议的一个设计思想是减轻转发的负担，采用以下了几个思路： 1、基本报文头长度固定，没有多余的头部长度字段； 2、转发结点并不计算校验和； 3、中间结点不得分片。 相对于其它硬件平台来说，ASIC平台最大的优势就在于“硬件”转 发，也就是说直接通过ASIC硬件查表实现数据的快速转发。在转发 性能、转发延迟方面，在IPv4的环境中ASIC平台相对其它平台有几 乎大一个甚至更多数量级的优势，然而随着IPv6的这些特点的产生， 其它硬件平台在IP报文头上的开销将大大减小，导致其它平台和 ASIC平台之间的差距在缩小。 QoS的实施 作为从IPv4衍生而来的IPv6技术，并没有改变IP技术的最本质特 点面向无连接的网络，因此IPv4所面临的所有QoS问题，在IPv6中 同样存在。IPv6协议在IP Base（基本）和Extension（扩展）报头 中包含了少量特定于QoS的服务元素，包括流量类别（TrafficClas