[发明专利]一种带宽资源的节约方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种带宽资源的节约方法。

背景技术

Internet是一个不断发展的计算机网络，最早引入IP协议时，网络只需要支持几百个站点和主机互连，32位的IPv4协议地址充分满足要求。但随着目前宽带网络的高速发展、NGN(下一代网络)和3G网络的大规模部署以及家庭网络等即将成为现实，需要大量的IP地址。目前广泛使用的IPv4地址，存在严重短缺。虽然目前通过CIDR(无类别域内路由选择)和NAT等技术进一步延缓了IPv4地址的耗尽速度，但IPv4地址在不久的将来势必耗尽。所以，早在1990年左右，IETF就开始进行IPv4升级协议的研究探索。直至1995年，IANA组织通过修正IPng协议已经到了第六版本，该版本被正式发布，通称为IPv6。

IPv6是对IPv4一个革命性的进步，它并没有推翻IPv4协议架构，而是继承了IPv4协议运行的主要优点，进行了较大幅度的修改和功能扩充。IPv6协议比IPv4协议不仅在网络IP地址枯竭问题上有了完美解决，而且在网络管理、运行、控制、处理、可扩展性等方面更为强大、高效。

IPv6协议对数据报头做了简化，减小了处理器的开销并且节省了网络带宽。IPv6包结构由3部分组成，分别是IPv6基本报头、扩展报头和上层协议报头。

IPv6基本报头被固定为40字节，对原IPv4报头所做的一项重大改进就是将所有可选字段移出IPv6基本报头，置于扩展报头中。IPv6协议定义了多种扩展报头，使得IPv6协议极其灵活，能提供对多种应用的灵活支持，同时为扩展支持新的应用提供了可能。

当前IPv6规范定义了6种IPv6扩展报头，包括：Hop-by-Hop(逐个跳段)选项包头、目的地选项包头、路由包头、分段包头、认证包头和ESP协议包头。在IPv6基本报头和上层协议报头之间可以有一个或者多个扩展报头，也可以没有。每个扩展报头由前面报头的Next Header字段进行标识。在这些扩展报头中，除了Hop-by-Hop选项扩展头外，其他扩展头不受中间节点检查或处理，只被IPv6报头中的DestinationAddress字段所标识的节点进行检查处理。如果Destination Address字段是多播地址，则该扩展报头可被属于该多播组中的所有节点检查处理，扩展报头严格按照在报文中出现的顺序进行依次处理。

如果扩展报头是Hop-by-Hop选项扩展报头，则其承载的信息必须被数据包经过路径上的所有节点进行检查和处理，并且如果存在Hop-by-Hop选项，则必须要紧接在IPv6基本报头之后，在IPv6报头的Next Header字段中使用0来标识Hop-by-Hop Option扩展报头。

如果在单个数据包中使用了多个扩展报头，则应该使用如下的报头顺序(RFC2460)，IPv6基本报头、逐跳选项、目的地选项、路由选项、分段选项、认证选项、封装安全载荷选项、上层协议报头。逐跳选项报头携带在数据包发送路径上必须由每个节点检查的信息；目的地选项报头携带只需要目的节点进行处理的信息；路由报头列出数据包从源地到目的地之间需要经过一个或多个中间节点的地址；分段报头对数据包长度大于路径最大传输单元的数据包进行分段；认证报头用来为数据包提供完整性和数据初始认证；封装安全载荷报头提供数据的机密性。

通常，一个典型的IPv6包，没有扩展头。仅当需要路由器或目的节点做某些特殊处理时，才由发送方添加一个或多个扩展头。与IPv4不同，IPv6扩展头长度任意，不受40字节限制，以便于日后扩充新增选项，这一特征加上选项的处理方式使得IPv6选项能得以真正的利用。但是为了提高处理选项头和传输层协议的性能，扩展头总是8字节长度的整数倍。

由于IPv6协议的优越性，将来必然广泛使用，当前IP网络中存在的一些问题部分将被IPv6协议完美解决，部分问题确依然没有得到解决。

在当前的IP网络中，对于网络路径上的带宽预留、可用性、优先级等可以通过资源预留协议(RSVP)来实现，资源预留协议是基于每个流而进行的，因此使得节点中要保留每个流的状态信息，导致中间节点负担很重，每个节点都需要在控制层面交互大量数据信令，因此可扩展性很差。并且网络中每个节点都要维护各类数据库，实现复杂的功能模块(如资源预留、路由、接纳控制等)，造成了极大的复杂性。因此资源预留协议存在很大局限性。而在IPv6当中，RSVP协议也可以作为IPv6的一个内部应用继承下来，但资源预留协议存在的局限性依然存在，在IPv6网络中，也不便于大量部署。