IPv6基础介绍

1.IPv6简介

        随着互联网的快速发展，IPv4地址变的越来越紧缺，即使有NAT技术来进行缓解，但是也只能缓解燃眉之急。同时，IPv4的报文头部设计的不合理，导致IPv4转发不具有安全性，头部字段太多且头部长度可变，导致转发效率低下。

IPv6有128个比特，几乎地球上的每一粒沙子都可以分配一个IPv6的地址，解决了IPv4地址不够用的问题。IPv6针对于报文头部也进行了调整优化，分为了基本头部和扩展头部。基本头部保留转发需要的必要信息，所以长度是固定的，为40个字节。剩余其他信息使用扩展头部来进行封装，提高了转发效率。

2.IPv6报文格式

        IPv6头部字段只保留了转发需要的必要信息，同时增加了一个next header字段，通过此字段来判断是否有下一个扩展头部信息。数据在进行转发的时候，只需要读取基本包头即可。

        version：版本信息

        traffic class：流分类

        flow label：流标签

        payload lenth：长度

        next header：下一个头部标识

        hop limit：相当于IPv4中的TTL

        sourece address：源IP

        destination address：目的IP

        extension header：扩展头部

3.IPv6地址的表示

        IPv6地址共有共16个字节，也就是128比特。由于位数比较长，因此是用冒号分十六进制来表示的。128个比特分为了8段，每段16个比特，每段都用十六进制来表示，各段之间用冒号分开。例如：2001:0FCE:3F00:4C02:0000:0000:0001:0002，每段的最前面的0可以省略，可以缩写为：2001:FCE:3F:4C02:0:0:1:2，连续的段为0的时候，可以缩写为::，因此这个IPv6地址最简化的表示为2001:FCE:3F:4C02::1:2。双冒号在一个地址中只能出现一次。

4.IPv6地址分类

        IPv6地址分为三大类，分别是单播、组播和任播。

        4.1 单播地址

                IPv6的单播地址又可以分为全球单播地址、链路本地地址、唯一本地地址、特殊地址等几大类，单播地址由网络前缀和接口标识组成，常见单播地址要求网络前缀和接口标识都是64位，其中::1/128为本地回环地址，::/128表示未分配地址。

                接口标识生成的方式有三种，可以手工分配、自动获取、EUI-64生成。

                EUI-64规范是指将MAC地址中间插入FFFE，并且将MAC地址的第7位即LG位变为1，例如：

        MAC地址为：00e0-fc31-6f8e

        插入FFFE：00e0-fcff-fe31-6f8e

        LG位置为1：02e0-fcff-fe31-6f8e

                全球单播地址

                全球单播地址网段是2000::/3，范围2000——3FFF。全球单播地址用来标识唯一一台终端或者接口，它的地址格式如下：

                唯一本地地址 

                 唯一本地地址是私网地址，地址段是FC00::/7，目前只是用了FD00::/8，唯一本地地址只在内网中有效，不能跨越公网，公网中没有私网的路由。地址格式如下：

                链路本地地址 

                链路本地地址的有效范围是本链路生效，