第一部分:为什么我们需要IPv6?——IPv4的“中年危机”
在我们深入学习IPv6之前,首先要明白我们为什么需要它。你正在使用的IPv4(第四版互联网协议)已经为互联网服务了几十年,但它正面临一个巨大的问题:地址不够用了。
- IPv4地址耗尽:IPv4地址由32位二进制数表示,理论上最多只能提供约43亿个地址。随着全球上网设备(电脑、手机、物联网设备等)的爆炸式增长,这个数量已经捉襟见肘。全球各大洲的IPv4地址池已在2011年至2019年间相继宣布枯竭。
- 路由表庞大:早期的IPv4地址划分不够灵活,导致互联网核心路由器的路由表变得异常庞大,增加了路由器的负担和查询时间。
- 配置复杂:IPv4地址通常需要手动配置或依赖DHCP等协议,不够便捷。
为了从根本上解决这些问题,IPv6(第六版互联网协议)应运而生。
第二部分:IPv6的优势 —— 新一代网络的“利器”
相比于IPv4,IPv6带来了许多革命性的改进,这些也是考试中常考的重点:
- “无限”的地址空间:IPv6地址长度为 128位,其地址数量是一个天文数字(21282^{128}2128),足以让地球上的每一粒沙子都拥有一个IP地址。这彻底解决了地址短缺问题,也为物联网等新兴应用提供了坚实基础。
- 简化的报文头部:IPv6的报文头格式比IPv4更简洁、固定(固定为40字节),去掉了部分不常用或冗余的字段。这使得路由器处理数据包的速度更快,效率更高。
- 即插即用(无状态地址自动配置):这是IPv6的一大亮点。设备接入网络后,可以自动配置生成全球唯一的IPv6地址,无需手动设置或依赖DHCP服务器。
- 内嵌的安全性:IPsec(IP安全协议)是IPv6的强制标准部分,为网络层通信提供了数据完整性、来源认证和加密等安全保障。
- 更好的移动性支持:IPv6从设计上就考虑了移动设备的需求,能更好地支持设备在不同网络间无缝切换。
- 增强的QoS(服务质量):通过新增的“流标签”字段,IPv6可以为特定数据流(如视频、语音通话)提供更好的服务质量保证。
第三部分:IPv6地址详解(重点和难点)
这是IPv6学习的核心,考试题目也常常围绕地址展开。
1. IPv6地址的表示与缩写
-
基本格式:一个128位的IPv6地址通常被写成8段,每段16位,段与段之间用冒号
:隔开。每一段都用4个十六进制数表示。- 例如:
2001:0DB8:0000:0000:0008:0800:200C:417A
- 例如:
-
缩写规则(考试必考):为了书写方便,有两条缩写规则。

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