网络基础 - IPv6 篇

一、IPv6

IPv6 是为了根本解决 IPv4 地址耗尽的问题而被标准化的国际协议，从 IPv4 切换到 IPv6 极其耗时，需要将网络中所有主机和路由器的 IP 地址进行重新设置，当互联网广泛普及后，替换所有 IP 地址会是更为艰巨的任务，目前，人们正着力于进行 IPv4 与 IPv6 之间的相互通信与兼容性方面的测试，即 IP 隧道和 NA[P]T-PT

二、IPv6 地址

1、标记方法

IPv6 地址长度为 128 位，它所能表示的数字高达 38 位(2^128 ≈ 3.40 * 10^38)，这可谓是天文数字，足以为人们所能想象到的所有主机和路由器分配地址

一般，人们将 128 位的 IPv6 地址以每 16 位一组，每组用 “:” 隔开，如果出现连续的 0 时还可以将这些 0 省略，并用 “::” 隔开，但是，一个 IPv6 地址中只允许出现一次两个连续的冒号

2、分类

• 在互联网通信中，使用全局单播地址
• 限制型网络，即那些不与互联网直接接入的私有网络，使用唯一本地地址
• 在不使用路由器或者在同一个以太网网段内进行通信时，使用链路本地单播地址
• IPv6 环境下，可以同时将这些 IPv6 地址配置在同一块网卡上，按需灵活使用
  

2.1、全局单播地址

全局单播地址是指世界上唯一的 IPv6 地址

如图，其中 n = 48，m = 16，即前 64 位为网络标识，后 64 位为主机标识

通常，接口 ID 中保存 64 位的 MAC 地址，不过由于 MAC 地址属于设备的固有信息，有时不希望让对端知道，这时的接口 ID 可设置为一个与 MAC 地址没有关系的 “临时地址” ，这种临时地址通常随机产生，并会定期更新

2.2、唯一本地地址

2.3、链路本地单播地址

链路本地单播地址是指同一数据链路内唯一的 IPv6 地址，通常，接口 ID 中保存 64 位的 MAC 地址

三、IPv6 分片

IPv6 的分片处理只在作为起点的发送端主机上进行，路由器并不参与分片，这也是为了减少路由器的负荷，提高网速，因此，IPv6 中的路径 MTU 发现功能必不可少，不过，IPv6 中的最小 MTU 为 1280 字节，因此，在嵌入式系统中对于那些有一定系统资源限制(CPU 处理能力或内存限制等)的设备来说，不需要进行 “路径 MTU 发现”，而是在发送 IP 数据报时直接以 1280 字节为单位分片发出

四、IPv6 首部