53、IPv6技术全面解析：从原理到实践

IPv6技术全面解析：从原理到实践

1. 为何迁移至IPv6

尽管目前并非急需从IPv4迁移到IPv6网络，但许多网络运营商仍给出了一些极具说服力的理由，这些理由大多源于IPv6协议本身的设计：
- 更大的IP地址空间 ：IPv4地址仅32位，最多提供40多亿个主机地址，且因先前分配和预留，大量地址空间无法使用。而IPv6地址为128位，可提供海量主机地址。随着未来众多设备接入互联网，网络地址转换（NAT）可能难以满足需求，为每个设备分配全球IP地址可让互联网回归真正的端到端模式。
- 简化的报头格式 ：IPv4数据包的报头字段详细完整，但部分字段（如服务类型字节）使用率低，且随着传输链路质量提升，校验和字段等不再必要。相比之下，IPv6数据包的报头字段大大简化，仅包含路由数据包所需的最少信息，同时允许发送主机按需使用额外报头字段。
- 协议可扩展性 ：IPv4数据包报头字段格式存在问题，新协议扩展需依赖可变长度的选项字段，这会使报头大小不一，影响路由器性能。而IPv6协议采用固定大小的报头字段，并通过额外的报头扩展支持新功能，不支持扩展的路由器可跳过，提高了网络设备的速度和效率。
- 流量流分类 ：许多网络工程师认为将属于同一流量流的数据包放在一起是个好主意，但IPv4报头仅用一个字节实现此功能，服务类型（TOS）字节提供的分类空间有限，且与服务等级功能存在冲突。IPv6报头则有专门的字段用于服务等级和维护流量流，每个数据包包含20位的流标签，可支持大量不同的流量流。
- 路由表聚合