以網路效能分析IPTV使用IPv6技術的可行性之研究

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(1)國立臺灣師範大學圖文傳播學系國立臺灣師範大學圖文傳播學系碩士論文. 以網路效能分析 IPTV 使用 IPv6 技術的可行性之研究 A feasibility study on IPTV adopting IPv6 based on network performance. 研究生：陸醒華撰指導教授：劉立行博士. 中華民國一○一年六月.

(2) IPTV 使用 IPv6 技術可行性之研究摘要數位匯流時代的來臨，各項服務應運而生，且和網路的演進息息相關；服務多樣化、網路傳送 IP 化，是目前網路發展的趨勢。而這些服務皆是以 IP（Internet protocal）技術為基礎的網際網路服務。這些服務可分為三大類，第一為互聯網的接入服務，第二為 IP 電話（VoIP）的服務，第三為專用服務，如內容分配、VPN、虛擬專用網和 IPTV 等。當這些網際網路的服務蓬勃發展時，建立一個多樣式存取的 IP 網路絕對是一個必然的趨勢。但現今使用之網際網路通信協定 32 位元的 IPV4 網路定址方式正加速面臨位址即將耗盡的問題。而未來網路應用服務，如網路安全、保障頻寬以及使用者付費下的分級服務（Differentiated Services）等，消費者對於網路服務品質（QoS）的要求不斷的提高，而傳統的 IPV4 所訂定的相關協定已無法滿足未來網際網路的需求。所以產業界能否找出一套徹底解決網際網路 IP 位址不足的方法，並有效的因應未來網際網路多樣性服務的發展需求，不僅是產業界未來的商機所在，更影響致國家經濟的整體發展。鑑於 IP-Based 是網路通訊應用服務的重要基礎，而現有的 IPV4 又無法提供足夠的位址空間給這些遽增的使用者，因此國際網際標準組織 IETF 訂定了新一代網際網路通信協定 IPV6。IPV6 提供了 128 位元的位址空間，足以應付未來 ALL-IP 網路的需求。IPV6 不但解決 IPV4 位址空間不足外，也同時解決在 IPV4 所產生的問題與缺陷，如安全性、移動性及服務品質。IPV6 可協助業者開發各種新型態的服務，例如數位家庭、多媒體通訊、智慧電網、視訊監控等不同創新型態的應用服務領域。同時也加入自動配置（Auto-Configuration）的特性，且對於網路通訊安全性、保密性、網路品質 QoS 等都有嚴格的要求，可說是數位匯流時代中，最重要的核心基礎。本文章以網路效能探討現有 IPv4 的 IPTV 架構，引進 IPv6 技術的可行性研究。. 關鍵詞：IPTV、IPv6. i.

(3) A feasibility study on on IPTV adopting adopting IPv6 ABSTRACT The era of digital convergence, the service came into being, and the evolution of closely related and network; diversification of services, delivery of IP-based network, is the trend of network development. These services are based on IP (Internet protocal) technology-based Internet service. These services can be divided into three categories, first for the Internet access service, the second for IP telephony (VoIP) services, and the third for the special services such as content distribution, VPN, virtual private networks, and IPTV. When these services have become the Internet's development, the establishment of a multi-style access to the IP network is definitely an inevitable trend. However, the current Internet protocol used 32-bit addressing mode is accelerating IPV4 network address facing the problem of running out. The future network applications such as network security, bandwidth, and user fees under the protection of the grading services (Differentiated Services), etc., the quality of consumer Internet service (QoS) requirements continue to increase, while the traditional IPV4 relevant agreements stipulated in the Internet has been unable to meet future demand. So the industry can find a complete internet solution to the lack of IP addresses, and effective response to future Internet development needs of the diversity of services, not only is the industry's future opportunities lie, but also affect the national economy caused by the overall development. In view of IP-Based network communication applications is an important foundation, and the existing IPV4 and can not provide enough address space to the dramatic increase in users, the international Internet standards body IETF to set the next generation Internet protocol IPV6. IPV6 provides 128-bit address space, enough to meet the future needs of ALL-IP network. IPV6 IPV4 address space will not only solve, but also to solve the problems arising in the IPV4 and defects, such as security, mobility and quality of service. IPV6 can help the industry develop new types of services such as digital home, multimedia communications, smart grid, video surveillance and other ii.

(4) innovative. types. of. applications. in. different. fields.. Also. added. auto-configuration. (Auto-Configuration) feature, and Internet communications for security, privacy, network quality, there are stringent QoS requirements, can be said that the era of digital convergence, the most important core foundation. Keywords : IPTV、IPv6. iii.

(5) 誌. 謝. 師大校訓：「誠、正、勤、樸」一直是我這兩年上課期間，每進校園第一個進入眼簾的訓示，也督促著我要堅持理想、完成學業，不負進入這第一學府的責任感與榮譽感。如今畢業了，最要感謝的就是學校的栽培，提供如此優雅的環境，如此優異的師資，讓我能在作學問上更上一層樓。深深的感謝指導老師劉立行教授兩年來的指導。魯鈍如我，劉教授不嫌不棄，費心指導，諄諄善誘，幫助我一步步將論文完成，拿到畢業證書，第一個就是要將這份榮耀獻給劉立行教授。也要感謝口試委員王希俊博士、陳光毅博士、周尊儒博士的指正，並給予寶貴的意見及學術經驗的傳承。並感謝中華電信研究所曹志誠先生在實驗階段的協助，讓本論文中的實驗能順利完成。感謝全班同學對我的包容與支持，尤其是盟杰及淑如，沒有你們兩位在課業上的協助與鼓勵，實在很難想像這兩年的學習過程要如何走過來。最後，仍要深深感謝我的家人，在生命的重要過程中，你們總是扮演著最重要的角色，默默的支持，讓我一步一步的完成理想。謝天，永遠讓自己抱持一個感恩的心。陸醒華謹誌. iv.

(6) 目錄第一章緒論 ................................................................................................................................... 1 第一節、研究背景與動機 ........................................................................................................ 1 第二節、研究目的與問題 ........................................................................................................ 2 第三節、研究範圍與限制 ........................................................................................................ 3 第四節、研究流程 ..................................................................................................................... 3 第五節、名詞解釋 ..................................................................................................................... 3 一、縮寫................................................................................................................................ 3 二、 IPTV 定義 ...................................................................................................................... 4 第二章文獻探討........................................................................................................................... 6 第一節、IPv6 技術說明 ............................................................................................................ 7 一、 IPv4 與 IPv6 封包格式之比較..................................................................................... 7 二、 IPv6 的優勢 ................................................................................................................... 9 三、 IPv6 傳播型態 ..............................................................................................................11 第二節、IPTV 技術說明 ..........................................................................................................11 第三節、IP Multicast 技術說明 ...............................................................................................17 一、 IPv4 Multicast 介紹 .....................................................................................................17 二、 IPv6 Multicast 介紹 .....................................................................................................19 第四節、IPv6 轉移技術 ...........................................................................................................20 一、 IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)技術 .............................................................................21 二、穿隧(Tunneling)技術 ...................................................................................................22 三、轉換(Translation)技術 ..................................................................................................23 第五節現況探討 ....................................................................................................................24 一、 IPv6 應用於 IPTV 現況 ...............................................................................................24 二、乙太(Ethernet)網路測試標準 ......................................................................................26 第三章研究方法..........................................................................................................................28 第一節、IPv6 IPTV 傳送測試架構 .........................................................................................28 第二節、IPv6 IPTV 網路設備測試方法 .................................................................................32 v.

(7) 第三節、IPv6 IPTV 應用於 HINET 網路實驗 .......................................................................37 第四節、IPv6 MLD 通訊協定實驗 .........................................................................................40 第四章結果與討論 .....................................................................................................................45 第一節、IPv6 IPTV 架構實驗分析 .........................................................................................45 第二節、IPv6 群播影音網路平台建立 ..................................................................................57 第三節、IPv6 IPTV 平台整合..................................................................................................70 第四節、IPv6 MLD 符合性測試工具 .....................................................................................72 第五章結論與建議 .....................................................................................................................76 參考文獻 ........................................................................................................................................78. vi.

(8) 圖目錄圖 1：IPv4 和 IPv6 協定資料單元(PDU) ..................................................................................... 7 圖 2：IPv4 和 IPv6 標頭格式 ........................................................................................................ 8 圖 3：IPTV 全球用戶成長趨勢 ..................................................................................................13 圖 4：IPTV 各區域用戶成長趨勢 ..............................................................................................14 圖 5：前十國家 IPTV 用戶數......................................................................................................15 圖 6：2010 年台灣電視服務市占率 ...........................................................................................16 圖 7：2010 年台灣數位電視服務市占率 ...................................................................................16 圖 8：中華電信 IPTV 發展概況 .................................................................................................17 圖 9：Unicast、Multicast 封包傳遞差異....................................................................................18 圖 10：IPv6 Multicast 位址格式..................................................................................................19 圖 11：封包在 IPv4/IPv6 雙協定網路傳送時間分析 ...............................................................29 圖 12：訊息分割成 IPv4 或 IPv6 封包 .......................................................................................29 圖 13：IPv6 封包囊封在 IPv4 網路傳送時間分析 ...................................................................30 圖 14：IPv4 封包轉換成 IPv6 封包在網路傳送時間分析 .......................................................31 圖 15：路由設備 IPv4 和 IPv6 封包處理實驗架構 ..................................................................32 圖 16：：IPv6 VLC Streaming 測試架構 ........................................................................................38 圖 17：：IPv6 MLD 測試架構 .........................................................................................................43 圖 18：IPv4 和 IPv6 路由查詢比較.............................................................................................48 圖 19：IPv4 網路移轉至 IPv6 網路趨勢及建議 ........................................................................49 圖 20：CISCO 7600 和 2600 在 IPv4 和 IPv6 Throughput 比較圖.............................................51 圖 21：CISCO 2600 在 IPv4 不同流量下之封包丟失率比較圖 ..............................................52 圖 22：CISCO 2600 在 IPv6 不同流量下之封包丟失率比較圖 ..............................................53 圖 23：CISCO 7600 在 IPv4 不同流量下之封包延遲比較圖 ..................................................54 圖 24：CISCO 2600 在 IPv4 不同流量下之封包延遲比較圖 ..................................................54 圖 25：CISCO 7600 在 IPv6 不同流量下之封包延遲比較圖 ..................................................55 圖 26：CISCO 2600 在 IPv6 不同流量下之封包延遲比較圖 ..................................................56 圖 27：IPv4 和 IPv6 封包傳送路徑不同 ....................................................................................57 圖 28：：IPv6 群播影音網路實驗平台 .........................................................................................58 圖 29：：Media Player 的 IPv6 群播設定 .......................................................................................59 圖 30：：點選影片前後介面資訊 ..................................................................................................59 圖 31：Media Service 及新增發行端點畫面 ..............................................................................60 圖 32：串流內容類型的設定畫面 ..............................................................................................61 圖 33：發行端點類型的設定畫面 ..............................................................................................62 圖 34：傳送內容方式的設定畫面 ..............................................................................................62 圖 35：建立播放清單畫面 ..........................................................................................................63 圖 36：設定播放清單內容畫面 ..................................................................................................63 vii.

(9) 圖 37：設定新增媒體的內容類型畫面 .....................................................................................64 圖 38：設定完成新播放清單的畫面..........................................................................................64 圖 39：設定內容播放方式畫面 ..................................................................................................65 圖 40：完成新增發行點精靈畫面 ..............................................................................................65 圖 41：啟動多點傳播通知精靈畫面..........................................................................................66 圖 42：設定串流格式畫面 ..........................................................................................................66 圖 43：指定相關檔案儲存位置畫面..........................................................................................67 圖 44：指定通知檔案中的多點傳播資訊檔案 URL 位置畫面 ..............................................68 圖 45：設定通知檔案的中繼資料及完成通知精靈畫面 ........................................................68 圖 46：略過測試及停止所建立的發行端點畫面 .....................................................................69 圖 47：設定 WMS 多點傳播資料寫入器的屬性畫面..............................................................69 圖 48：再次啟用發行端點及允許新連線畫面 .........................................................................70 圖 49：IPv4 IPTV 網路架構 .........................................................................................................71 圖 50：未來 IPv4/IPv6 IPTV 網路架構 .......................................................................................72 圖 51：MLD 測試拓樸 1 ..............................................................................................................73 圖 52：MLD 測試拓樸 2 ..............................................................................................................74 圖 53：MLD 測試拓樸 3 ..............................................................................................................74. viii.

(10) 表目錄表 1：IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)技術優缺點比較表 ...........................................................21 表 2：IPv4/IPv6 穿隧(Tunneling)技術優缺點比較表 ................................................................22 表 3：IPv4/IPv6 轉換(Translation)技術優缺點比較表...............................................................23 表 4：雙協定架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表..........................................................................30 表 5：穿遂架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表 ..............................................................................31 表 6：轉換架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表 ..............................................................................32 表 7：IPv4 和 IPv6 Throughput 傳送比較表(單位百分比)........................................................33 表 8：IPv4 Frame Loss 傳送比較表(單位百分比) .....................................................................34 表 9：IPv6 Frame Loss 傳送比較表(單位百分比) .....................................................................34 表 10：IPv4 Latency 傳送比較表(單位微秒 uSec) .....................................................................35 表 11：IPv6 Latency 傳送比較表(單位微秒 uSec) .....................................................................36 表 12：VLC IPv4 和 IPv6 測試結果 ............................................................................................39 表 13：HINET IPv4 和 IPv6 傳送效能比較表............................................................................40 表 14：IPv6 MLD 測試結果 .........................................................................................................44 表 15：IPv6 IPTV 實驗彙整表.....................................................................................................45. ix.

(11) 第一章緒論第一節、研究背景與動機美國 Comcast[1]電信公司成立於 1963 年，初期為單一系統的有線電視營運商。目前，Comcast 電信公司為全美最大的有線電視業者，也是全球屬一屬二的通訊服務供應商，營運項目除既有的有線電視業務外，也包含了寬頻網際網路的接取服務、網路電話服務、及其他加值服務等。身為全美國最大的有線電視業者，目前 Comast 擁有約十萬個員工，服務涵蓋美國 39 州及華盛頓特區等，超過兩千四百一十萬個有線電視客戶，一千五百三十萬個寬頻網際網路接取客戶，及六百八十萬個網路電話客戶，全美市場佔有率超過 40%。 Comcast 的網路架構包含了 21 個 CRAN(Converged Regional Area Network)，並透過多個備援的 10 GigE 網路互相連接，於其上同時傳輸語音、影像、及網際網路封包等資料。由於維運了世界上最大的網路架構，Comcast 21 個 CRAN 的網路通訊與管理設備，所需的 IP 數量相當驚人。即便不考慮未來 IPTV 的應用，也不計現有的網路電話、寬頻網路服務等，單就現有的服務，Comcast 就需要約一億個 IP 位址。如果全部換算成公用(Public) IPv4 位址，就需要 6 個 Class A 的區段，佔掉全球 IPv4 公用位址的 2.7%。 Comcast 一開始在大部分的終端設備(包含纜線數據機、數位機上盒、網路電話設備等)，使用動態分配的 IPv4 位址；而網路連接設備則採用固定 IP 的方式配置。這樣的方式實施了幾年，卻由於業務量成長的快速，將網路連接設備改用私有網路 IP 連接，以便能挪出更多的公用 IP 供客戶端使用。然而，這種方式在 2005 年 7 月以後，也達到了它的極限，單單設備端需求的 IP 總數量，已經超過了 RFC 1918[3] 所定義的所有私有網路 IP 位址空間。因此，Comcast 不得不再將公用 IP 也用在設備管理上，加上網路的使用者快速激增，使得 Comcast 必須經常重新向美洲地區. 1.

(12) ARIN(American Registry for Internet Numbers)提出新的 IPv4 位址申請。對 IPTV 而言，目前 IP 架構的最大挑戰，就是 IPv4 位址不足，造成管理營運上極大的衝擊。 IP 是 Internet Protocol 之縮寫，是現今網際網路所採用之通信協定，而且目前使用之版本為第四版，一般又可簡寫為 IPv4，發展至今已經使用 30 多年。IPv4 的位址空間為 32 位元，也就是有最多 2 的 32 次方台電腦可以連上網際網路。近十年來由於網際網路的蓬勃發展，IP 位址的需求量愈來愈大，使得 IP 位址的發放愈趨嚴格，導致 IPv4 位址不夠使用，雖然 IP 位址轉換機制(Network Address Translation， NAT)可減緩 IPv4 位址消耗的速度，但同時也帶來無法完全透通及安全風險上升的問題。而 2011 年 2 月 3 日全球位址分配最高機構 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)宣佈已經沒有 IPv4 位址可供分配給世界五大地區 RIRs(Regional Internet registry)使用，隨後亞太區域 RIR APNIC(Asia-Pacific Network Information Centre)於 2011 年 4 月 15 日宣佈，只剩下最後一個 Class A 之位址可供分配給其會員(Class A = 224= 16,777,216)，而自動啟動最後 Class A IPv4 位址分配政策，也就是說每個 APNIC 會員將只能再申請 1024 個 IPv4 位址，對於 IPTV 創新服務提供，無疑是一個警訊及致命傷。 IPv6[4]是新一代第六版之網際網路通訊協定，1998 年正式成為 IETF[2]之標準。 IPv6 位址空間由 32 位元擴增為 128 位元，是 IPv4 位址空間的 2 的 96 次方倍，可提供未來數十年的 IP 位址需求。IPv6 除可解決目前網際網路通訊協定 IPv4 在位址空間不足外，還增加了許多改善目前網際網路缺失的功能，可提供未來更優質的網際網路服務，特別在未來 4G 行動上網及物聯網興起，帶動數位匯流創新服務契機。. 第二節、研究目的與問題本文章討論 IPv6 導入原來 IPv4 IPTV 網路中之方法，轉移的方式是採漸進方式，在不影響現有網路服務下，依據網路現況靈活運用轉移機制，採循序漸進方式完成 IPv4 至 IPv6 的移轉。根據 IETF RFC 4213[5]建議，轉移機制技術上分為三大類， 2.

(13) IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)、穿隧(Tunneling)及轉換(Translation)等三大類技術。並確認每種方法的可行性，並比較相同服務採用 IPv4 和 IPv6 不同技術的效能分析，藉由科學研究分析及數據呈現，證明 IPTV 可使用 IPv6 技術，而且可和 IPv4 共存。. 第三節、研究範圍與限制目前 IPTV 以網路型態可分為封閉型網路及公開型兩種，前者如中華電信 MOD、後者如 Google TV。以技術型態區分又可區分為單播、多播及點對點技術(Ponit to Point, P2P)，本文因受限網路型態及相關技術取得不易，擬採用公開網路及單播進行研究探討，並假設傳輸媒介為乙太(Ethernet)網路。. 第四節、研究流程先說明 IPv4 和 IPv6 網路傳送模式及影響效能的相關模型，在相同路徑中，發現網路路由設備處理不同封包速度影響整體效能，以 RFC 2544 定義之效能參數，量測相同路由設備，不同大小之 IPv4 和 IPv6 封包處理時間，證明 IPv6 的效能、安全和 IPv4 相當。最後再以 HINET 環境進行 IPv4 和 IPv6 ping 的量測，分析可能原因。最後建議以 IPv6 技術，作為數位匯流共同平台，未來可整合私網和公網架構，創造統一的 IPTV 平台。. 第五節、名詞解釋一、縮寫 APNIC. Asia-Pacific Network Information Centre. ARIN. American Registry for Internet Numbers. CIDR. Classless Inter-Domain Routing. DHCP. Dynamic Host Configuration Protocol. IANA. Internet Assigned Numbers Authority. IETF. Internet Engineer Task Force 3.

(14) ICMP. Internet Control Message Protocol. IGMP. Internet Group Management Protocol. IPTV. Internet Protocol TV. IPv4. Internet Protocol Version 4. IPv6. Internet Protocol Version 6. MIB. Management Information Base. MLD. Multicast Listener Discovery. MLDv2. Multicast Listener Discovery Version 2. MOD. Multimedia on Demand. MTU. Maximum Transmission Unit. NAT. Network Address Translation. ND. Neighbor Discovery. OSPF. Open Shortest Path First. PIM. Protocol Independent Multicast. RIR. Regional Internet registry. RP. Rendezvous Point. RPT. Rendezvous Point Tree. RTP. Real-time Transport Protocol. RTSP. Real Time Streaming Protocol. SNMP. Simple Network Management Protocol. 二、IPTV 定義 IPTV(Internet Protocol TV)是指一種可經由網路基礎建設(Network Infrastructure)，與利用網際網路協定(Internet Protocol)向使用者提供 TV 的服務。通常 IPTV 營運業者，會經由寬頻網路連結，向使用者提供 IPTV 服務。在此定義中須注意三個基本元素：網際網路協定(Internet Protocol)、服務與寬頻網路連結。 4.

(15) 網際網路協定：基本上服務是以 IP 封包傳遞。此外，根據不同的服務需求(如：即時實況廣播 Real-Time Broadcast、互動廣告購物 Interactive Advertisement and Shopping 等)，其他在一般 Internet 上所可能用到的通訊協定也會使用到，如 RTP(Real-time Transport Protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)、IGMP( Internet Group Management Protocol) 等。服務：基本上 IPTV 提供影音多媒體的服務(Audiovisual Multimedia Services)，如依節目表播放的電視廣播服務(TV Broadcasting Services)、互動電視服務(Interactive TV Services)、由使用者決定播放時程的隨選多媒體服務(On-Demand Multimedia Services)等。此外，有些 IPTV 服務提供業者亦提供通訊服務(Communication Services) 或網際網路資訊瀏覽與下載服務。寬頻網路連結：在此， IPTV 的定義並不特別指明是何種傳輸網路，因為只要能提供寬頻連結之傳輸網路，皆可經由其上提供 IPTV 服務。目前 IPTV 寬頻網路雖以 xDSL、Optical Fiber 有線連結的傳輸網路為主，但隨著技術的發展，如無線寬頻傳輸網路(如 WiMax)、3G/4G 行動網路、行動電視網路 DVB-H/Media Flo、甚至衛星通訊網路等，亦可提供使用者寬頻網路連結。此不同傳輸網路的類型，亦會影響到 IPTV 營運的相關管理法規與營運執照的發放。. 5.

(16) 第二章文獻探討網際網路的多樣化與便利性，改變了人們以往的一些生活習慣，也激發了一些多元化的應用，直接或間接的影響市場、商業、消費、交友的行為，成為大眾生活中不可或缺的一部份，未來 4G 手機及智慧物聯網也將要與網際網路連結。如此快速的發展，已使得以傳統 32 位元為定址方式的 IPv4 將面臨了位址耗盡的問題。除此之外，面對未來的網路應用服務對於需要保障頻寬的服務也越來越多，如線上收看電視、IPTV、VoIP 等，IPv4 似已無法滿足網路在安全、保障頻寬、分級服務等方面需求。因此 IETF 在 1995 年起開始提出新一代的網際網路通信協定，稱之為 IPng 或是 IPv6(Internet Protocol version 6)來解決這些問題。 IETF[2]於 1995 年起開始進行新一代的網際網路通信協定之推動，成立 ipng 及 ngtrans 兩工作小組，著手進行所謂 IP version 6 之訂定與相關測試活動之推動，以尋求解決近年來因網際網路蓬勃發展 IPv4 位址即將不足與改善現有通信協定不夠完善等問題。初期由於 IPv6 標準制定未臻成熟，且因為有 CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 路由選擇機制及 NAT (Network Address Translation) 網路位址轉換機制的輔助，使得 IPv4 位址並未有立即不足之憂慮，故未見立即之市場效益。但是，經過這幾年的努力，IPv6 標準於 1998 年成為 IETF 正式之 RFC 2460[4]，且 Internet 用戶持續快速成長，再加上近年來無線通信超乎預期的蓬勃發展，促成大家對無線網際網路(Wireless Internet)的熱切期待，預期第四代無線通信的萌起及智慧物聯網的蓬勃發展，將促成 IPv6 世界的提早到來。本章節將研究 IPv6、IPTV 及 IPv6 Multicast 技術及相關發展，並瞭解 IPv6 導入 IPTV 服務之相關研究，確認 IPv6 應用於 IPTV 產業的可行性，作為未來 IPTV 數位匯流的發展共通平台。. 6.

(17) 第一節、IPv6 技術說明基於以往 Internet 之使用經驗得知原 IPv4 協定有許多不足，如其對即時服務、擁塞控制及保密措施之支援等，因此，在設計 IPv6 時，除擴充位址空間以解決最緊迫之位址不足外，亦對原 IPv4 協定各方面功能重新檢討，以力求改善。. 一、IPv4 與 IPv6 封包格式之比較首先，取消以下 6 個在 IPv4 之欄位(IPv4 和 IPv6 的 PDU 如圖 1 所示，IPv4 和 IPv6 標頭格式如圖 2 所示)： . IP 標頭長度(Header Length)：由於 IPv6 係採固定標頭長度，故不再需要。. . 服務型式(Service Type)：此欄位由其它機制取代。. . 識別(Identification)、旗號(Flags)和區段移補(Fragment offset)：由於 IPv6 只支援端點對端點(end-to-end)分割，故不再需要這些欄位。. . 標頭檢查和(Header Checksum)：靠著媒介存取(media access)控制程序中的檢查和，不再需要在每一切換上檢查及更新檢查和，主要好處是減少標頭處理的負擔。. 圖 1：IPv4 和 IPv6 協定資料單元(PDU) 7.

(18) 圖 2：IPv4 和 IPv6 標頭格式. 其次，有三個欄位重新命名，並在一些條件下重新定義： . 長度(Length)：IPv4 的整體長度由 IPv6 的封包承載長度(Payload Length)取代。. . 協定型式(Protocol Type)：協定型式欄位重新命名成下一標頭(Next Header)，用以反映 IP 封包新的組織架構。此外，除了原先 UDP(17)和 TCP(6)協定型式外，亦可增加延伸標頭(Extension Header)。. . 存活時間(Time to live)：此欄位變更成跳躍點限制(hop limit)以符合實際狀況。. 最後，增加 2 個新的欄位優先順序(Priority)和訊流標記(Flow Label)：用以支援即時訊務之需求。雖然標頭的整體長度是增加的(20 位元組變為 40 位元組)，欄位的數目卻相對減少了。此外，選項機制(Option)是完全地被修正。選項欄位是由延. 8.

(19) 伸標頭來取代且置放於 IPv6 標頭和轉送層(transport layer)PDU 之間。目前，已經定義下列的延伸標頭。 . hop-by-hop 延伸標頭：定義需要 hop-by-hop 處理的特別選項。. . routing 標頭：提供延伸路由選擇(routing)和扮演與 IPv4 來源路由選項功能相同的角色。. . 區段標頭(Fragment Header)：包含端點與端點分割與重組資訊，幾乎與 IPv4 區段控制參數是相同的。. . 認證標頭(Authentication Header)：提供封包整合與認證。. . 加密承載(Encapsulating Security Payload)：提供安全保密功能。. . 目的選項標頭(Encapsulating Security Payload)：包含由封包最後目的地處理的透通資訊。. 二、IPv6 的優勢 1. 標頭(header)簡化設計和標頭可擴展性設計： IPv6 的標頭是由一個基本標頭和多個擴展標頭(Extension Header)構成。基本標頭具有固定的長度 40 位元組，固定的標頭長度有助於加快路由的速度，並且使路由器的硬體設計更加簡單，更方便未來直接使用硬體處理 IP 標頭資料加快路由的速度。除了基本標頭外，IPv6 還定義了多種擴展標頭，使用者可以透過下一個標頭 (Next header)的方式自行在標頭中指示下一個標頭的內容以利網路端或是接收端完成特定的工作，這使得 IPv6 變得極其靈活，能夠提供對多種應用的強力支援，同時又爲以後支援新的應用提供了可能。 2. 位址空間的擴大： IPv6 將現有的 IP 位址長度由當前 IPv4 的 32 位元擴充到 128 位元，以支援未來數量龐大的網路節點。IPv6 使用 128 個位元加以定址，預估未來從 PDA 到手機，甚至 CD 隨身聽、手錶等電子商品都將會有一個獨一無二的 IP 位址，可以透過網路取得更新資訊或進行遠端遙控等。 9.

(20) 3. 自動定址(Auto-configuration)功能：在 IPv4 中，動態主機配置協議（Dynamic Host Configuration Protocol；DHCP）實現了主機 IP 位址及其相關配置的自動設置。IPv6 繼承了 IPv4 的這種自動配置功能，並將其稱為全狀態自動配置(Stateful Auto-configuration)。除了全狀態自動配置， IPv6 還採用了一種稱為無狀態自動配置(Stateless Auto-configuration)的自動配置功能，這兩種自動配置功能都能自動將 IP 位址分配給用戶。只要機器一連接上網路便可自動設定 IP 位址，如此將可簡化網路斷線後的恢復，IP 位址的發放與管理等複雜的問題，簡化了網路管理程序，降低了網路管理者的工作負擔，大幅降低網路管理成本。 4. 行動網際網路支援：隨著科技的日新月異，Notebook PC、手持式設備(PDA、手機等)愈來愈多，人們對於網際網路支援行動能力的需求愈來愈高，因此 IPv6 在設計上加入行動 IP 的功能，以利未來行動網際網路的支援，提供行動上網的服務。 5. 認證與加密的機制： IPv4 在設計之初並未考慮安全性問題，資料在網路上傳送並未使用安全機制，現今的網際網路極為普遍，同時伴隨著大量具安全需求資訊之交換，安全性成為網際網路必須面對的問題。爲了加強網際網路的安全性，1995 年開始，IETF 著手研究制定網際網路安全協定(IPSec)。IPSec 是 IPv4 的一個選擇協定，在架設及管理上都是額外的負擔，而 IPSec 是 IPv6 的一個必須組成部分，使用者將不需透過額外的設備或軟體就可以對傳輸的資料進行認證及加密，達到網路安全的功效。 6. 服務品質的保證：為改善網際網路服務品質，IPv6 封包標頭增加 2 個新的欄位，用以支援即時訊務(real time)的需求，包括訊務種類(Traffic Class)和訊務標記(Flow Label)，將有助於服務品質控制機制的設計。. 10.

(21) 三、IPv6 傳播型態在網路傳送封包時，粗分成 2 種方式，一種是單點對單點，另一種則是單點對多點。而單點傳播就是單點對單點的方式，同時也是最基本的傳送方式，其傳送目的位址只有單一目標。其缺點是，如果要將資料傳送給多個目標時，會因為單點傳播的特性，而多次將資料從發送方傳遞出去，並消耗不必要的頻寬。如果網路架構越大，使用單點傳播時所浪費的頻寬則更為顯著。在網路傳輸封包，多目標傳輸的方式有廣播及多點傳播兩種。廣播的方式是將資料同時傳輸給所有人，但有時這會造成不想接收資料者的困擾。而多點傳播在傳輸上則較廣播有效率，它能夠同時傳輸資料給多個目標，除了避免掉廣播的缺點外，同時也少去了單點傳播重複傳送的頻寬浪費。而在 IPv6 的協定中，多點傳播的位址是提供給一組介面使用，使用者需要將一群網路節點設定成多點傳播群組。任意傳播(anycast)是 IPv6 一種新型態網路定址的方式，是指在傳送資料時，能夠同時指定多個介面傳送。而且是一對多的關係，但在傳輸時，對應的群組內只有一個介面會接收到資料。傳送時，封包會根據路徑協定，傳送給路徑最近或最好的介面。. 第二節、IPTV 技術說明隨著電視數位化的日趨成熟，及網路頻寬供應不斷增加，世界各國的 IPTV 興起也與日俱增。由於新興的 IPTV 與傳統的無線電視、有線電視或衛星電視，均有相當的差異性，故而形成新興的商業模式。簡單來說，「IPTV」就是「IP+TV 或 IP-STB+TV」。IPTV 是一種透過 IP 協定於電視廣播服務的新興型態，也就是透過網路，在電腦或電視機(均需另加裝機上盒)點選、傳送、收看，不需其它的安裝或設定，就可以讓你透過網路，將節目傳送到世界各地，或不管你身在何處，只要有網路，就能連線收看節目。 IPTV 不僅可以透過網路收看全世界的電視節目，它也優於一般傳統的電信服務，它是整合網路、電信、電腦、媒體等資料，提供用戶上網、節目、金融、證券、 11.

(22) 遊戲、卡拉 ok、線上購物、語音、視訊等等多媒體整合服務，以達廣電、電信及網路的「三網合一」發展模式。因 IPTV 的廣泛應用，能高幅度提高用戶營收貢獻，使它成為近年來最具發燒性的熱潮。 IPTV 主要的產業價值鍊包含： 1.. 內容提供業者：提供節目、電視頻道、遊戲、音樂、遊戲、金融、證券、學習、購物、遠距保全、遠距監控、遠距醫療等。. 2.. 內容整合業者：負責節目、電視頻道等播出權利的協商、簽約、管理等，以及內容上架各 IPTV 平台、廣告插入、計費、內容傳輸與監控等各式應用服務。. 3.. 寬頻網路供應商：提供實體的寬頻接取網路。. 4.. IPTV 用戶：透過寬頻接取的數據機或路由器，與機上盒等設備銜接，可同時使用不同 IPTV、網路和電話等服務。. IPTV 是「Internet Protocol Television 」的縮寫，基本概念就是，將原本透過電視播送的平台轉，換到成以網際網路協定(Internet Protocol)為傳輸的封包。在這系統中，電視和視訊訊號，使用網際網路協定上的寬頻網路連結(Broadband Connection)，分配給各個用戶，並以「電視機＋機上盒」為主要的終端設備，為用戶提供娛樂、商務、通訊及資訊四大整合性服務。全球電視產業從類比朝向數位化的趨勢之下，IPTV 是近年來最熱門的產業之一。根據 MIC 於 2011 年 4 月發表的報告，如圖 3，2010 年的全球 IPTV 用戶達數 4560 萬戶，比 2009 年成長 34%。且 2010 年的第四季較前三季成長 56%，主要是因為亞洲地區 IPTV快速發展，致使逐步趨緩的全球用戶數，在第四季呈現反彈上升。目前，西歐地區仍為 IPTV 的主要用戶市場，佔全球 40.7%，而東南亞地區，則因中國大陸的快速成長，佔全球 19.2%。西歐地區已趨飽和，未來亞洲地區將是全球用戶長成的主力。. 12.

(23) Unit: Thousand 1Q09. 2Q09. 3Q09. 4Q09. 1Q10. 2Q10. 3Q10. 4Q10 1Q11(e) 2Q11(f) 3Q11(f) 4Q11(f). 26,178. 28,427. 31,065. 33,934. 36,526. 39,174. 41,638. 45,596. 49,293. 52,474. 55,514. 59,275. 8.6%. 9.3%. 9.2%. 7.6%. 7.3%. 6.3%. 9.5%. 8.1%. 6.5%. 5.8%. 6.8%. IPTV Subscriber QoQ Growth. Source: MIC, April 2010. Unit: Thousand 70,000. 10.0% 9.0% 8.0% 7.0% 6.0% 5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0% 0.0%. 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 -. IPTV Subscriber. QoQ Growth. 圖 3：IPTV 全球用戶成長趨勢目前 IPTV 用戶數最高的西歐地區，2010 年用戶數 1857 萬戶，較去年同期成長 24.2%，其中法國用戶數即達 1057 萬戶，佔西歐地區的五成以上，是全球排名第一的 IPTV 用戶國家。東南亞部分，2010 年用戶數 880 萬戶，較去年同期成長 63%，主要成長來自中國大陸，如圖 4、圖 5。在 IPTV 服務方面，用戶數低的營運商，在推動時多強調節目內容與資費的豐富度，來吸引新用戶的加入；用戶數高的營運商，則提升整合方案，以滿足用戶的多重需求。目前 IPTV 的用戶持續快速地成長，相較於傳統的衛星、有線電視倍感威脅。. Worldwide IPTV Subscriber Unit: Thousand Region. 1Q09. 2Q09. 3Q09. 4Q09 13. 1Q10. 2Q10. 3Q10. 4Q10.

(24) East Asia and Oceania Eastern Europe Latin America Middle East and Africa North America South and East Asia Western Europe Total. 4,339. 4,638. 5,122. 5,674. 6,130. 6,675. 7,234. 8,013. 1,142. 1,242. 1,366. 1,560. 1,673. 1,768. 1,882. 2,039. 130. 134. 195. 376. 449. 461. 483. 501. 85. 90. 102. 119. 122. 125. 131. 134. 4,456. 5,020. 5,428. 5,866. 6,301. 6,726. 7,090. 7,568. 3,922. 4,362. 5,002. 5,384. 6,100. 6,990. 7,391. 8,774. 12,103. 12,940. 13,851. 14,954. 15,749. 16,430. 17,427. 18,567. 26,178. 28,427. 31,065. 33,934. 36,526. 39,174. 41,638. 45,596. Source: MIC, April 2010. 50,000. Unit: Thousand. 40,000 30,000 20,000 10,000 1Q09. 2Q09. 3Q09. 4Q09. East Asia and Oceania Middle East and Africa Western Europe. 1Q10. 2Q10. Eastern Europe North America. 3Q10. 4Q10. Latin America South and East Asia. 圖 4：IPTV 各區域用戶成長趨勢. IPTV Subscriber by Top 10 Country Unit: Thousand Operator France China USA South Korea Japan. 1Q09. 2Q09. 3Q09. 4Q09. 1Q10. 2Q10. 3Q10. 4Q10. 7,194. 7,673. 8,130. 8,645. 8,975. 9,290. 9,899. 10,570. 2,720. 3,130. 3,750. 4,120. 4,831. 5,701. 6,100. 7,470. 4,172. 4,720. 5,106. 5,508. 5,908. 6,292. 6,618. 7,048. 1,561. 1,687. 1,988. 2,372. 2,576. 2,909. 3,205. 3,645. 1,292. 1,461. 1,601. 1,738. 1,955. 2,108. 2,289. 2,530. Germany. 14.

(25) Hong Kong Belgium Spain Australia Others Top 10 Country market share Total. 740. 857. 978. 1,141. 1,289. 1,384. 1,468. 1,594. 1,140. 1,162. 1,166. 1,171. 1,168. 1,185. 1,185. 1,196. 555. 588. 663. 752. 814. 868. 920. 975. 712. 710. 749. 798. 811. 833. 855. 868. 722. 729. 739. 742. 743. 747. 753. 764. 5,370. 5,710. 79.5% 26,178. 79.9% 28,427. 6,195 80.1% 31,065. 6,947. 7,455. 79.5% 33,934. 79.6% 36,526. 7,857 79.9% 39,174. 8,345 80.0% 41,638. 8,936 80.4% 45,596. Source: MIC, April 2010. Unit: Thousand. 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 -. 圖 5：前十國家 IPTV 用戶數我國電視服務的市場中，仍以有線電視為主。以 2010 年底我國總家戶數 794 萬戶計算，其佔有率為 64%，約 508 萬用戶，如圖 6。我國 2010 年整體電視數位化比重約 34%，其中以數位無線電視為主要收視媒介，佔所有數位電視用戶數的 56%，其次是 IPTV 佔 30%。而有線電視數位化比重僅 7%，所以只佔數位電視用戶數的 14%，如圖 7。. 15.

(26) IPTV 10%. 無線電視 26% 有線電視 64%. 資料來源：NCC，MIC整理，2011年2月圖 6：2010 年台灣電視服務市占率. IPTV 30%. 數位有線電視 14%. 數位無線電視 56%. 資料來源：NCC，MIC整理，2011年2月圖 7：2010 年台灣數位電視服務市占率我國 IPTV 用戶成長，近年來幾乎呈現停滯狀態，直到 2010 年因世足賽事的風潮及 HD 頻道擴增的帶動下，用戶數才恢復成長。其中又以中華電信受惠最多，其用戶至 2010 年底已超過 80 萬戶，開機率平均超過四成，而其 IPTV 用戶對寬頻用戶滲透率約為 18%。中華電信 IPTV 服務，目前最大訴求在 HD 內容，其在數位頻道的供應上，目前 SD 頻道超過百台外，HD 頻道數至 2010 年底，也陸續增至 17 台，如圖 8。 16.

(27) 資料來源：中華電信，MIC整理，2011年2月圖 8：中華電信 IPTV 發展概況我國 IPTV 發展，呈現停滯現象，主要原因在於法令的制肘，及內容的缺乏。法令的制肘部分，近幾年在國家數位匯流的政策推動下，已逐漸朝鬆綁方向進行著，然節目內容的取得仍舊是影響我國 IPTV 發展的最大因素，尤其是本土節目內容的取得，至今主要在有線電視的頻道，仍無法在 IPTV 服務上看到，或需要政府的協助與推動，才有望突破此僵局。展望未來，IPTV 的市場發展，除 IPTV 服務逐步轉型，朝向開放式服務發展外，新興業者持續的投入 IPTV 服務市場，持續帶動用戶的成長，預估 2011 年用戶將成長至 5900 萬戶。. 第三節、IP Multicast 技術說明一、IPv4 Multicast 介紹 IPv4 網路上封包(packet) 傳遞方式大致分為 Unicast、Multicast 及 Broadcast 等形式。Unicast 封包主要用於網路節點互相交換資料，此類封包資料只對於此兩個節 17.

(28) 點有實質作用，網路上的其他節點可以不必理會此類封包。Broadcast 封包主要是要將封包傳送給連結在網路上的所有網路節點，無論該節點是否需要，無論該節點是否需要，所有連結在該網路上的節點均要接收並處理 Broadcast 封包。 Multicast 是將封包傳送至網路上的多個節點，透過路由器上的 Multicast 處理功能，可以將一份相同的資料，送給多個接收者，而使用 Unicast 方式則需要複製多筆相同的資料，其運作方式之差異如圖 9 所示。. 圖 9：Unicast、Multicast 封包傳遞差異一個 Multicast 群組的建立，包含資訊的來源端(傳送者)、接收端(參與者)及資料封包傳送位址。而傳送位址包含群組位址、傳送位址及接收位址。首先，來源端會先向特定管理設備登記此一會議，然後分配 Multicast 群組資訊，內含特定群組位址，完成之後，便可開始傳送會議有關資訊到此一 Multicast 群組位址。與 Unicast 相較起來，Multicast 有降低不必要的重複流量、增進頻寬的使用效率及減少伺服器的負載等優點。正因為 IPv4 Multicast 有這樣的優勢，因此目前許多影音應用皆可支援 Multicast ，例如多點視訊、MOD(Multimedia on Demand)，網路電視平台等。 Multicast 的技術日益成熟，也越來越受到重視。. 18.

(29) 二、IPv6 Multicast 介紹 IPv6 Multicast 和 IPv4 Multicast 最顯而易見的差異在於 Multicast 位址的定義。 IPv6 的 Multicast 位址的定義為前 8 位元皆為 1，即 FF00::/8。接下來 8 位元分為兩個部份，分別為前 4 位元 Flags 及後 4 位元 Scope，如圖 10 所示。. 圖 10：IPv6 Multicast 位址格式 IPv6 Multicast 運作的方式類似 IPv4 Multicast 運作方式，但其優點在於 IP 位址與多點群播位址增加且增加了避免 IPv4 Multicast PIM Dense-Mode flooding 的機制。 Router 端目前發展主要以 PIM(Protocol Independent Multicast)為主；Host 端則以 MLD(Multicast Listener Discovery)為主。IPv6 Multicast 相關的協定大致上可分成三部分來處理： 1. Host 對 Router： MLD 是存在於區域網路內的一種 IPv6Multicast 路由協定，其主要的功能在於協助 Router 找出位於其區域網路中之參與多點群播的主機(Host)，其功能運作方式與 IPv4 中的 IGMP 相同。 MLDv1 相當於 IGMPv2 ， MLDv2[12] 相當於 IGMPv3，MLDv2 完全往後相容於 MLDv1。未來接收端設備必須支援 MLD 之功能，目各家作業系統幾乎皆已支援 IPv6 及 MLD 協定，因此 Host 這部份支援 IPv6 Multicast 協定已不是太大問題。 2. Intra-Domain Router 間：. 19.

(30) 在 IPv6 Intra-Domain Multicast 交換協定為 PIM 路由協定，其主要是用於 Multicast Router 與其他 Multicast Router 進行 Multicast 訊息交換。在 IPv4Multicast 中有區分為 Dense-Mode(PIM-DM) 與 Sparse-Mode(PIM-SM)，但由於 IPv6 Multicast 去除 router flooding 的交換方法，所以在 IPv6 Multicast PIM 路由協定中只有 Sparse-Mode。 Sparse-Mode 會先透過相關機制，詢問哪裡有接收者，先將派送樹建立起來，再將 Multicast 訊務送下去，避免設備需要定期做 flooding 的動作，減少設備資源的浪費。目前 IPv6 PIM Sparse-Mode 最新版本為 RFC 4601[13]，有些廠商使用新的 PIM Sparse-Mode 版本在 IPv6 Multicast 協定上，而使用舊的 PIM Sparse-Mode (RFC2362) 在 IPv4 Multicast 上。 3. Inter-Domain Router 間： IPv6 Inter-Domain Multicast 沒有如 IPv4 Multicast 的 MSDP(Multicast Source Discovery Protocol)協定可以用來交換群播網路間的 RP 訊息，所以只能在一個 Global Static RP(Rendezvous Point) 位址來統籌跨網域的 Multicast 網路中的群撥群組或是使用內崁式 RP(embedded-RP)位址表示方法，將 RP 位址內藏在群播位址中，經由 IPv6 的路由找到 RP 的所在地，如此不需要固定 RP 位址，經由群組位址解釋出 RP 位址，再經由 IPv6 路由找到 RP 所在路由設備，即可發現群播組的資訊。. 第四節、IPv6 轉移技術由於全球網際網路的蓬勃發展，用戶數、路由器及應用服務伺服器數量非常龐大，轉移工程無疑是一項浩大工程。轉移時程並無法以約定的日期為基準日，進行全面的轉移。轉移的方式則是採漸進方式，在不影響現有網路服務下，依據網路現況靈活運用轉移機制，採循序漸進方式完成 IPv4 至 IPv6 的移轉。根據 IETF v6op 工作小組及 RFC 4213[5]建議，轉移機制技術上分為三大類，IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)、穿隧(Tunneling)及轉換(Translation)等三大類技術。. 20.

(31) 一、IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)技術所謂雙協定技術既是在同一台設備同時提供 IPv4 及 IPv6 處理能力，在 IPv4 轉移到 IPv6 過程的初期，所有具備 IPv6 處理能力的主機或路由器需配備 IPv4/IPv6 雙協定能力。此種 IPv4/IPv6 雙協定架構提供該 IPv6 設備可與既有的 IPv4 設備服務互連。在轉移過程的最終階段，IPv4/IPv6 雙協定將由純 IPv6 協定取代，成為純 IPv6 主機或路由器。此轉移機制能使 IPv4 及 IPv6 的服務在同一網路上並行運作，讓轉移持續進行，而不影響整體原有 IPv4 網路的運作。在 IPv4/IPv6 雙協定架構中，IPv4 層將被 IPv4/IPv6 雙協定層取代，而 TCP 與 UDP 層需升級至支援 IPv6，此種轉移方法非常簡潔明瞭，其主要缺失為主機或路由器需同時處理兩組位址，即 IPv4 位址及 IPv6 位址，降低處理效率，浪費記憶體空間，表 1 為雙協定技術優缺點比較表。. 表 1：IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)技術優缺點比較表優點. 缺點. 1. 容易設置與易懂。. 1. 每個節點需 1 個 IPv6 位址及 1 個 IPv4. 2. 網路拓樸及端點對端點連線模式未. 位址，兩者之間無關連。由於還是需. 遭破壞。. 要 IPv4 位址無法有效解決 IP 位址不. 3. 雙協定主機可與其它雙協定主機、純. 足的問題。. IPv4 主機或純 IPv6 主機互連。. 2. 系統複雜度及負擔增加，需維持 2 個 IP 協定個別的路由資源及相關網管資訊。 3. 無法提供純 IPv4 主機與純 IPv6 主機的互通。. 21.

(32) 二、穿隧(Tunneling)技術隧道(Tunnel)是一種利用 IPv4 封包及 IPv4 網路來傳送 IPv6 封包的技術。在從純 IPv4 網路環境變遷到純 IPv6 網路的過程中，藉著建立隧道的方法，可使得 IPv6 封包得以穿越 IPv4 涵蓋的網路，達成與遠端 IPv6 端點連線的需求，在 IPv6 發展初期，可節省大量建置成本。 IPv6 封包是在隧道起始點被封裝入 IPv4 封包的酬載（payload）中，而在隧道終結點被解封裝還原為 IPv6 封包，封裝/解封裝 IPv6 封包的起始點與終結點稱之為隧道端點。隧道端點必需是具備 IPv4/IPv6 雙協定的節點。隧道可依據其建立的機制，分為自動式隧道與預設式隧道兩種。在自動式隧道方法中，封裝、目的地位址的抽取及隧道建立等動作是自動被完成的，不需人工的個別設定。在預設式隧道的建立過程中，隧道終結點的 IPv4 位址必需以人工方式個別預先設定。不同的 IPv6 網段及其相對映隧道終結點的 IPv4 位址等資訊均需事先取得，並加以人工方式設定後，方能夠建立 IPv6 網路間的連線。穿遂技術可分為 6over4(RFC 2529)、6to4(RFC 3056)、Tunnel Broker(RFC 3053)、 ISATAP(RFC 5214)、Configured Tunnel(RFC 4213)及 6rd(RFC 55969)，在此不多加贅述，表 2 為穿隧技術優缺點比較表。. 表 2：IPv4/IPv6 穿隧(Tunneling)技術優缺點比較表優點. 缺點. 1. 節點對節點的連線方式未遭破壞。. 1. 需要 IPv4 網路架構。. 2. 利用現有 IPv4 網路，可降低成本。. 2. 無法解決 IPv4 位址不足的問題。. 3. 快速建立服務。. 3. 封裝及解封裝增加網路額外負擔。 4. 需要人工的設定與維護，增加網管者沈重的工作負擔。 5. 自動穿隧技術容易產生資安問題。. 22.

(33) 三、轉換(Translation)技術 IPv6 轉換技術可分為 SIIT(RFC 2765)、Network Address Translation-Protocol Translation(NAT-PT，RFC 2766)、Bump-In-Stack (BIS，RFC 2767)、Bump-In-API(BIA， RFC 3338)、A SOCKS-based IPv6/IPv4 Gateway Mechanism(RFC 3089)、An IPv6-to-IPv4 Transport Relay Translator(RFC 3142)、NAT64(RFC 6146)及 DNS64(RFC 6147)，相關技術在此不加贅述。轉換機制提供給 IPv4 網域的純 IPv4 節點與 IPv6 網域的純 IPv6 節點達成連線的需求。NAT-PT 是位址及通訊協定轉換器，因為 IPv4 與 IPv6 封包在格式及內容定義上不同，兩者形同雞同鴨講，無法直接溝通，而 NAT-PT 可充當兩者的翻譯器。 NAT-PT 的功能主要為位址轉換及協定轉換，在位址轉換方面，是將 IPv4 位址轉換為 IPv6 位址，反之亦然，但由於 NAT-PT 雙向協定非常複雜，造成實作上和 DNS 機制運作的困難，目前此協定已於 2007 年 7 月遭到廢除(RFC 4966)，由 2011 年 4 月制訂的 NAT64(RFC 6146)及 DNS64(RFC 6147)取代，和 NAT-PT 最大差異為只支援 IPv6 啟始連結 IPv4 資源，簡化通訊協定流程。所有轉換機制無法處理封包酬載中位址的轉換，而有些應用程式是利用封包酬載來傳送位址資料，例如 DNS、FTP 等應用程式，這類應用就需要借助應用層閘道器(Application Level Gateway，ALG)，例如 DNS-ALG、FTP-ALG 等，將封包酬載中的位址做適當的 IPv4/IPv6 位址轉換以及通訊協定轉換，達成應用層雙向互連，表 3 為轉換技術優缺點比較表。. 表 3：IPv4/IPv6 轉換(Translation)技術優缺點比較表優點. 缺點. 1. 可建構在 IPv4 與 IPv6 網路交界位 1. 經由 NAT-PT 處理的 session，在整個置，提供純 IPv4 與純 IPv6 間的通訊，. session 過程中，所有封包均需流經此. 免除將主機升級為雙 IP 協定堆疊的. NAT-PT。因此 NAT-PT 轉換器可能成 23.

(34) 麻煩。. 為網路運作的瓶頸點，會危及整體網. 2. 運作對 end-user 而言幾乎是透通的。. 路運作。 2. 需借助 DNS-ALG、FTP-ALG 以及各種應用程式 ALG(Application Layer Gateway)方能處理封包酬載中位址的轉換，達成應用層雙向互連。. 第五節. 現況探討. IPTV 為線上即時服務，對於 IP 封包在網路延遲極為敏感，而為了減少網路頻寬的浪費，使用 IP 多播技術為未來之趨勢；在參考文件[9]中說明建置一個 IPv6 Multicast 網路環境需要注意的問題，其中對於效能因素和 IPv4 共存議題相對重要，本文主要以單一網路設備處理不同通訊協定觀點進行分析，底下說明 IPv6 應用於 IPTV 的現況及測試使用相標準和方法。. 一、IPv6 應用於 IPTV 現況 Comcast 的技術團隊，很早就意識到 IPv6 的好處，並自 2003 年開始，實施 IPv6 技術的導入。但 2005 年內部網路耗盡私有 IP 位址的衝擊，更加快了他們導入 IPv6 的腳步。Comcast 的 IPv6 發展，約略可分為三個階段：第一階段(2003-2006)： . 推動 DOCSIS 3.0 標準的制定，並促使該標準中含蓋 IPv6 協定. . 與供應商密切合作，將 IPv6 整合到所有必須要的設備中. . 清查網路架構以確保 IPv6 能準備就緒. . 申請 IPv6 位址(於 2003 年 1 月自 ARIN 取得 2001:558::/32 IPv6 網段) 24.

(35) . . . 開始佈建測試核心 IPv6 網路. . 評估安全性問題. . 完成 IPv6 核心網路的建置。. 第二階段(2007-2008)： . 與後臺系統開發商合作，將 IPv6 整合到管理系統中. . 與網路設備商合作，將 IPv6 整合到纜線設備及數位機上盒中. . 執行互連測試，以評估邊際網路的設計是否恰當. . 啟動網路上的 IPv6 連線服務，開始使用 IPv6 來管理相關設備。. 第三階段(2009-)： . 結合內容提供業者提供新服務於 IPv6 上，初期合作夥伴包括網頁主機服務商 The Planet、線上電影出租服務商 Netflix、與視訊串流服務商 Limelight 等。. 2006 年西日本電信電話公司(NTT West)和伊藤忠商事株式會社的合資企業 On Demand TV，以 IPv6 支援 MPEG-4 AVC(H.264)及 MPEG-2 壓縮技術，並在日本全國發展 IPTV。在西 NTT 和東 NTT 的 IPv6 光纖網路上播送 27 個廣播頻道。On Demand TV 計畫以東京和大阪為頭端。每個頭端將處理 MPEG-2/MPEG-4 AVC 轉碼內容，並分發給 NTT 的寬頻(FTTH 和 ADSL)用戶。On Demand TV 將採用 MPEG-4 AVC 轉碼技術降低在其數百萬條 DSL 線路上分發視頻的 bit-rate，而且為 NTT 的訂戶提供一個 SD 和 MPEG-4 AVC HD VOD 形式的新隨選視訊(VOD)電影片庫。NTT 將成為世界首個發展 IPv6 的 MPEG-4 AVC 電視服務的電信公司。. 25.

(36) 二、乙太(Ethernet)網路測試標準現今網路設備測試方法所參考標準主要為 RFC 2544[6]和 2011 ITU-T Y.1564[7]。 RFC 2544 起源 1999 年 IETF 組織所訂定，主要是基於網路設備品質驗證及建立參考基準。常用的 RFC 2544 測試包含： . 吞吐量(Throughput)測試：意指在無任何 Frame loss 情況下可傳送之最大速率，當進行 Throughput 測試時如有封包遺失則進行 1/2 遞減，如無封包遺失則進行 1/2 流量遞增直到測試到最大吞吐量(throughput)。. . 訊框遺失(Frame loss)測試：該測試決定交換機在持續負載狀態下，但因資源缺乏而無法轉發的訊框百分比。. . 延遲(Latency)測試：首先確定網絡設備的最大吞吐量，然後以此吞吐量速度繼續傳送 120 秒的數據流以進行延遲的測試。. . 突發(burst)測試：透過最長與最小 Burst frame 進行待測物的緩衝能力。. ITU-T Y.1564 是 ITU 組織基於乙太網路的安裝、維護，所新推動的一個測試標準，使維護人員在單一資料流上完成 SLA(Service Level Agreement)的驗證。主要測試目標可分為三個部份：(1) 為一個網路 SLA 協議驗證工具。(2) 證明在最大負載可以支持所有流量。(3) 長時間正確進行所有服務的壓力測試。測試程序可分為兩大部份：(1) 服務組態測試(Service Configuration Test)及(2) 服務效能測試(Service Performance Test)。在 RFC 2544 主要測試項目包括 Throughput、Latency 及 Burst，但由於 RFC 2544 標準主要是驗證網路設備極限效能，故測試方式為單一資料流進行單一標準測試，如進行 Latency 測試時延遲時間過高，我們無法得知當時的 Throughput 及其它會造成延遲的網路因素，而新標準 Y.1564 則是在同一時間進行 IR、Latency、Jitter、Sequence error、及 QoS 測試，故我們可以很快速的瞭解當時的狀況，同時在測試時間比較. 26.

(37) RFC 2544 測試封包大小越多則測試時間越長，而 Y.1564 標準則可在相同時間內測試不同封包大小的 CIR、Latency、Jitter 及 Sequence error 大大的縮短測試時間。 RFC 2544 和 ITU-T Y.1564 最主要差異在於 RFC 2544 偏向單節點效能測試，而 ITU-T Y.1564 在於網路整體的效能量測。傳統 IP 網路所有資料都被區別等同對待，每個路由器/交換器皆是採用先入先出(FIFO)及盡力(Best Effort)的方式進行封包傳送，但確無保證傳送的可靠性及延遲。但隨著 IP 網路服務普及應用多元化，對 IP 網路傳輸之質量要求也相對的提高，例如 VoIP 與 IPTV 等即時傳輸之應用對傳送延遲非常的要求，當延遲增加即可能造成 VoIP 斷音或服務中斷，而相對於一般資料傳輸如 FTP、E-mail 則可放寬延遲時間的要求。. 27.

(38) 第三章研究方法因 IPTV 使用 IPv4 技術，造成未來管理架構及擴展性的困難，以致於美國 Comcast 及日本 NTT West 思考 IPv6 技術帶來的好處，並進行相關網路及服務演進研究。本文討論現有 IPTV 架構下，如果採用 IPv6 技術，可能的演進步驟為何?並研究 IPv6 在網路傳送的效能，先以建立 IPTV 和 IPv6 實驗環境為基礎，以 RFC 2544 量測技術，進行數據實驗分析及量測，再以實際學術網路為實驗平台，研究 IPv4 和 IPv6 在相同網路下之傳送效益。因 IPTV 屬於影音即時服務，對於封包傳送或處理延遲容易造成服務品質低落，故進行單一節點 IPv4 和 IPv6 封包的效能研究。. 第一節、IPv6 IPTV 傳送測試架構在第二章第四節中介紹現有 IPv4 網路移轉至 IPv6 網路之技術，先不考慮多播狀況以單播技術進行討論。分為三種狀況，先建立簡單模型及實驗環境，以 IPv6 效能觀察，發現最可能的導入方法，並初步比較 IPv4 和 IPv6 再傳送效能及延遲的差異，以利後續進一步分析。一、狀況一 : IPv4/IPv6 雙協定技術如圖 11 所示，所有節點及設備都具備處理 IPv4/IPv6 雙協定能力，其中 A, B：表示終端節點代號，其中 A = R(0)，B = R(n+1) R(x)：表示 A 和 B 中間所經過之路由設備代號，x = 1 .. n L(x)：表示 R(x)和 R(x+1)之連結線路，x = 0 .. n TCp (x)：表示封包以協定 p 在 L(x)線路傳送時間，x = 0 .. n，p = ipv4 或 ipv6 TDp (x)：表示封包以協定 p 在 R(x)處理延遲時間，x = 1 .. n ，p = ipv4 或 ipv6 一個封包從 A 到 B 以協定 p 之傳送總時間為 Tp(A, B) = [TCp (0) + TCp (1) + … TCp (n)] + [TDp (1) + TDp (1) + …TDp (n)] n. n. = Tp ( A, B) = ∑ TCp( x ) + ∑ TDp ( x ) x =0. x =1. 28.

(39) 圖 11：封包在 IPv4/IPv6 雙協定網路傳送時間分析從 A 到 B 主要影響因素為封包的切割及路由器處理時間，因 IPv4 的標頭長度為 20 位元，而 IPv6 的標頭長度為 40 位元，假設都使用同樣傳輸媒介(如 Ethernet)，具備相同傳送長度，理論上單一訊息切成 IPv4 的封包數小於或等於切成 IPv6 封包數，如圖 12 所示，此外 IPv4 和 IPv6 封包在路由器的處理時間，會和路由表大小相關，雖然 IPv6 封包大於 IPv4，但因位址空間大，具備良好的聚集(aggregation)特性，可能使得 IPv6 封包處理時間小於 IPv4，需要更進一步的實驗證明。. 圖 12：訊息分割成 IPv4 或 IPv6 封包. 測試實驗方法一如下： 1. 從 A 點發送 ipv4 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 2. 從 A 點發送 ipv6 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 3. 1、2 步驟重複 100 次，觀察平均值。. 29.

(40) 測試數據如表 4 所示，其中 R=0 表示，A 和 B 中間沒有路由器，R=1 表示，A 和 B 中間經過一個路由器，以此類推。. (單位：ms). 表 4：雙協定架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表 64 位元組 1,500 位元組 65,500 位元組 R=0. IPv4. < 1.00. <1.00. 8.14. IPv6. < 1.00. <1.00. 14.56. R=1 IPv4. < 1.00. 1.00. 10.34. IPv6. < 1.00. 1.53. 15.45. R=2 IPv4. <1.00. 1.10. 11.23. IPv6. <1.00. 2.12. 17.37. 二、狀況二 : IPv6 穿遂技術 R(1)和 R(n)負責將 IPv6 封包囊封在原來 IPv4 中，R(2)到 R(n-1)不需具備 IPv6 傳送能力，故 IPv6 封包傳遞，在網路端會囊封在原來 IPv4 中，如圖 13 所示。. 圖 13：IPv6 封包囊封在 IPv4 網路傳送時間分析. 測試實驗方法二如下：假設 A 和 B 中間只有兩個路由器 R(1)和 R(2)，並在其上設定 IPv6 over IPv4 的隧道設定。 1. 從 A 點發送 ipv4 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 2. 從 A 點發送 ipv6 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 30.

(41) 3. 1、2 步驟重複 100 次，觀察平均值。測試數據如表 5 所示。. (單位：ms). 表 5：穿遂架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表 64 位元組 1,500 位元組 65,500 位元組 R=2. IPv4. <1.00. 1.13. 11.57. IPv6. <1.00. 2.52. 24.43. 三、狀況三 : IPv6 轉換技術 R(1)和 R(n)保持原來 IPv4 能力，在 A 和 R(1)間增加一個 IPv4 和 IPv6 轉換器，原來 IPv4 封包不受影響，但從 A 送給 B 之 IPv6 封包會經由此轉換器，轉換成 IPv4，再送給 B，達成雙方通信之目的，如圖 14 所示。. 圖 14：IPv4 封包轉換成 IPv6 封包在網路傳送時間分析測試實驗方法三如下：假設 A 和 B 中間只有兩個路由器 R(1)和 R(2)，並在 A 和 R(1)中間架設一台 IPv4 和 IPv6 轉換器。 1. 從 A 點發送 ipv4 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 2. 從 A 點發送 ipv6 ping 封包到 B，其長度為 L 位元組，L = 64、1,500、65,500。 3. 1、2 步驟重複 100 次，觀察平均值。測試數據如表 6 所示。. 31.

(42) (單位：ms). 表 6：轉換架構 IPv4/IPv6 傳送效能比較表 64 位元組 1,500 位元組 65,500 位元組 R=2. IPv4. <1.00. 1.65. 11.72. IPv6. <1.00. 2.74. 22.33. 第二節、IPv6 IPTV 網路設備測試方法由上節三種狀況測試出數據可知，單以效能及技術而言，狀況一比較適合未來發展，考慮單一 IPv4 和 IPv6 封包在 A、B 點傳送可能產生影響之因數，因為單一封包，所以 TCipv4(n) = TCipv6(n)，故主要因素在於 TDP(n)。故本節以 RFC 2544 量測技術，量測狀況一單點網路設備 IPv4 和 IPv6 效能及封包的處理延遲時間比較，並在第四章中探討發生原因。. 圖 15：路由設備 IPv4 和 IPv6 封包處理實驗架構. 本次測試採用之測試設備如下： 1. 硬體部分：SmartBits 6000B 壹部，包含模組 LAN-3301A、LAN-3101A。路由器採用 CISCO 2600 和 7600。 2. 控制台軟體：SmartWindow 7.51.2、SmartFlow 2.0。. 32.

(43) 以 RFC 2544[6]標準量測待測物之 IPv4 和 IPv6 之 Throughput、Frame Loss、Latency，測試架構如圖 15 所示，測試儀器使用兩條適當的網路線分別連接待測物的兩個介面。由測試儀器產生訊務流量，送至待測物其中一個 Port，經由待測物轉送或交換，由另外一個 Port 送回測試儀器。在待測物接收封包以及轉送封包的過程中，測試儀器能完全接收到所有發送出去之封包且無遺漏任何封包。此時，測試儀器所傳送之傳輸速率，即為 Throughput。Frame Loss 主要是量測待測物在不同的負載情況之下觀察是否有封包遺漏之情形發生。Latency 主要是量測待測物在不同的負載情況之下封包處理的延遲時間。測試實驗方法四如下(Throughput 量測)： 1. 測試儀器先將封包大小設為 1518 位元組，並以傳輸速率 100%產生訊務流量灌入待測物，持續一分鐘。若測試儀器皆能接受到所有發送之封包且無遺漏封包，則其 Throughput 為 100%；否則測試儀器利用二分法決定下一個傳輸速率，重新發送封包，直到所有發送封包都能收到且無遺漏封包。此時之傳輸速率即為 Throughput。更改封包大小為 1280 位元組、1024 位元組、768 位元組、512 位元組、256 位元組、128 位元組、76 位元組，重覆步驟 1，各作一次量測，紀錄其 Throughput 值。測試數據如表 7 所示。表 7：IPv4 和 IPv6 Throughput 傳送比較表(單位百分比) Name/Framesize 1518 1280 1024 768 512 256 128. 76. IPv4 CISCO 7600. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. CISCO 2600. 69.84. 69.06. 64.42. 56.22. 48.18. 32.71. 20.34. 12.6. IPv6 CISCO 7600. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 80.47. CISCO 2600. 18.02. 15.70. 13.38. 10.23. 7.19. 4.09. 1.77. 1. 測試實驗方法五如下(Frame Loss 量測)：. 33.

(44) 1. 測試儀器先將封包大小設為 1518 位元組，並以傳輸速率 10%產生訊務流量灌入待測物，持續一分鐘，紀錄其封包遺漏的情形。 2. 依序將傳輸速率設為 20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，重覆步驟 1。 3. 更改封包大小為 1280 位元組、1024 位元組、768 位元組、512 位元組、256 位元組、128 位元組、76 位元組，重覆步驟 1 以及步驟 2。測試數據如表 8、表 9 所示。表 8：IPv4 Frame Loss 傳送比較表(單位百分比) Frame Size/. 10%. 20%. 30%. 40%. 50%. 60%. 70%. 80%. 90%. 100%. Load CISCO 7600 1518. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1280. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1024. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 768. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 512. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 256. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 128. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 64. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. CISCO 2600 1518. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 59.8. 78.47 90.41. 1280. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 85.18 93.78 87.64. 1024. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 99.6. 85.34 99.84 99.74. 512. 0. 0. 0. 0. 256. 0. 0. 0. 99.73. 128. 0. 0. 64. 0. 98.63 99.86 99.91 99.95 99.97 99.97 99.8. 89.74 96.03 96.86. 99.87 99.97 99.91 99.92 99.93 97.4. 97.78 98.06 98.29 98.46. 80.55 91.18 93.48 94.82 95.69 96.32. 96.8. 97.17 97.46. 80%. 90%. 表 9：IPv6 Frame Loss 傳送比較表(單位百分比) Frame Size/. 10%. 20%. 30%. 40%. 50% 34. 60%. 70%. 100%.

(45) Load CISCO 7600 1518. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1280. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1024. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 768. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 512. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 256. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 128. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 76. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 39.20. 50. CISCO 2600 1518. 0. 11.03 49.43. 67.8. 77.57 85.31 89.62 92.84 95.63 97.86. 1280. 0. 23.96 57.17 73.22. 1024. 0. 39.49 67.31 79.95 87.14 91.96 94.98 97.71. 82.3. 88.27 92.06 94.88 97.54 98.57 98.5. 99.78. 512. 30.03 73.87 87.48 93.42 97.37 99.16 99.94 99.99 99.99 99.99. 256. 68.58 90.79 97.63 99.64 99.99. 100. 100. 100. 100. 100. 128. 88.27 98.42. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 76. 95.16. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 100. 測試實驗方法六如下(Latency 量測)： 1. 測試儀器先將封包大小設為 1518 位元組，並以傳輸速率 10%產生訊務流量灌入待測物，持續一分鐘，紀錄其平均 Latency 數值。 2. 依序將傳輸速率設為 20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，重覆步驟 1。 3. 更改封包大小為 1280 位元組、1024 位元組、768 位元組、512 位元組、256 位元組、128 位元組、76 位元組，重覆步驟 1 以及步驟 2。測試數據如表 10、表 11 所示。表 10：IPv4 Latency 傳送比較表(單位微秒 uSec) Frame Size/ Load. 10%. 20%. 30%. 40%. 50%. CISCO 7600 35. 60%. 70%. 80%. 90%. 100%.

(46) 1518. 129 128.95 128.9 128.95 128.74 128.86 128.83 128.86 128.81 229.63. 1280. 109.64 109.8 109.75 109.66 109.57 109.91 109.87 109.66 109.64 210.77. 1024. 89.29 89.23 89.22 89.37 89.45 89.23 89.34 89.39 89.23 188.73. 768. 68.67 68.64 68.67 68.76 68.89. 512. 48.22 48.25 48.57 48.27 48.13 48.22 48.27 48.24 48.23 147.87. 256. 27.95 27.89 27.95 27.84. 128. 17.42 17.29 17.57 17.54 17.49 17.52 17.59 17.56 17.56 117.2. 64. 12.48 12.33 12.29 12.37 12.33 12.28. 68.8 68.93 68.57 68.69 167.07. 27.9 28.05 27.92 27.84 27.95 128.91 12.3 12.44 12.19 111.27. CISCO 2600 1518. 317.56 316.51 333.21 333.18 440.47 468.79 753.17 22859. 24776. 26288. 06 68 83. 1280. 284.06 281.85 318.8 297.14 380.72 436.29 756.28 25418. 26250. 26551. 19 88 76. 1024. 247.74 247.69 263.9 284.9 318.45 398.4 11793. 25663. 21019. 13103. 7 61 44 09. 512. 177.92 202.98 201.69 204.41 9333.7 12423. 12957. 12444. 11435. 11927. 1. 256. 99. 77. 59. 48. 06. 141.72 141.81 161.09 20524. 38037. 39909. 41666. 42600. 43345. 43991. 7. 84. 98. 66. 19. 21. 66. 128. 134.73 166.75 102593 98390. 97997. 98350. 98600. 98749. 99018 99197. .2 16 8 85 7 64 26. 64. 124.43 109366 126017 127084 127832 128054 128567 129210 129741 130416 .8 .9 .8 .1 .6 .4 .9 .6 表 11：IPv6 Latency 傳送比較表(單位微秒 uSec). Frame Size/ Load. 10%. 20%. 30%. 40%. 50%. 60%. 70%. 80%. 90%. 100%. CISCO 7600 1518. 128.47 128.5 128.4 128.38 128.5 128.53 128.37 128.47 128.54 219.42. 1280. 109.4 109.31 109.85 109.37 109.45 109.27 109.47 109.68 109.41 200.66. 1024. 88.15 89.01 88.88 88.79. 768. 68.25 68.26 68.37 68.43 68.89 68.25 68.19 68.36 68.31 158.99. 512. 47.85 47.93. 256. 26.97 27.43 27.47 27.34 27.52 27.48 27.39. 128. 17.38 17.29 17.23. 76. 14.63 14.65 14.74 14.65 14.65 14.64 14.57 14.48. 88.7. 88.8 88.96 88.72 88.72 179.51. 47.9 47.92 47.96 47.86 47.94 47.83 47.99 139.14 27.4 27.44 118.79. 17.2 17.43 17.07 17.14 17.28 17.38 108.95. 36. 14.6 14.57.

(47) CISCO 2600 1518. 900.68 52466. 62071. 72991. 83867. 107127 129322 164289 239159 436349 62 85 89 6 .7 .3 .4 .9 .2. 1280. 859.1 52071. 61809. 74346. 89829. 113206 143795 194015 354193 554332 07 67 1 09 .2 .1 .7 .5 .7. 1024. 867.99 52682. 65018. 79633. 99481 132610 181441 344357 462381 286036 77. 95. 28. .2. .5. .7. .6. 6. 512. 46340. 62211. 86821. 123525 246278 628453 851354 600128 600084 600199 85 42 35 .2 .5 3 25 22 94. 256. 53688. 91682. 240856 117170 600123 600180 600284 600723 600396 600736 58 16 .2 0 71 09 42 23 93 75. 128. 77267. 284998 599721 600188 601106 600717 599922 601155 601312 601116 91 .1 69 99 61 71 10 06 31 80. 76. 121249 592370 601055 601018 601137 601139 600508 601142 600199 601144 .3 48 98 28 01 55 72 36 58 00. 第三節、IPv6 IPTV 應用於 HINET 網路實驗目前市面上支援 IPv6 Streaming Server 非常少，只有 vlc 支援 IPv6 功能，本章節主要目的，在 HINET 網路上架設 VLC，並量測 VLC 以 IPv4 和 IPv6 傳送的效能比較，最後再量測 HINET 上 IPv4 和 IPv6 傳送的時間比較。一、IPv6 影像播放軟體介紹目前的商業市場中，由於串流媒體伺服端的規格並未有一個權威性工業標準訂立，以至各家廠商紛紛推出以自己的標準或特有通訊協定所開發的串流媒體伺服程式，導致了一套串流伺服器只能對應一套串流播放軟體的現象。綜觀市場，目前串流媒體以 RealNetworks.com 的 RealSystem®、微軟公司的 Media Services®以及蘋果電腦的 QuickTime Server®為三大主流。RealNetworks 由於較早進入串流市場，目前居串流媒體廠商領導者的地位。微軟挾著 Windows 作業系統的威力強力搶進串流市場，其所推出的 Windows Media Player 已內建於 Windows 系統及方便的使用介面等優勢快速搶進。蘋果電腦則以其在影像處理上的專長推廣 Quick Time 格式。由於微軟的壓力，目前 RealNetworks 及蘋果電腦的串流產品開始進行整合的工作，以期能 37.