IPv6概述

IPv6

以解决IPv4耗尽的问题。 基础的IPv4以不满足当前的时代需求，IPv4正在向IPv6过度，IP地址在网络体系中是不可或缺的基础。

• IPv4有32位二进制组成，大约可以标识43亿个主机地址；
• IPv6有128位二进制组成，足以为地球上的每一粒沙子分一个地址；

IPv6特点

• 地址容量大；
  • 能够大大简化网络体系架构
• 即插即用；
  • 无限制的地址空间，无需考虑网络冲突，ip获取，不需要人工手动配置。
• 层次划分；
  • IPv6延续了IPv4的划分层次，利于路由查找，简化路由表。
• 安全提高；
  • 相比于IPv4的尽力而为，Ipv6设计时，把IPSec作为必备协议，能够充分保证网络层端到端通信安全性。

地址结构

IPv6采用了128位组成，正是因为芯片设计CPU的处理方式而影响，现在的联网设备大多都是64位机器，正是为了应对未来发展趋势，特地采用了128位，完全能够为地球上的所有联网设备分配一个全球唯一的IP地址。

• IPv6延续了IPv4的地址结构，IPV6地址：前缀 + 接口标识。

  • 前缀：相当与IPv4的网络号；

    • IPv6的前缀如同IPv4的网络号一样，用于区分不同的地址类型；各种类型都有着各自的领域。
    • 前缀没有规定用多少位表示，不同的类型有着不同的前缀表示。

  • 接口标识：相当与IPv4的主机号。

    • 接口ID可以使用IEEE EUI-64规范、设备随机生成以及人工手动配置。

  • 彻底告别了IPv4的掩码，前缀是规定好的，接口标识可以随机产生。
    

书写格式

IPv4是由4组8位二进制数表示的，IPv6共有128位，则采用的是8组16位二进制数表示的；为了简化长度，IPv4采用十进制表示，IPv6采用十六进制表示。

• 首选格式

  • x:x:x:x:x:x:x:x，x是由4个十六进制数组成，中间以冒号隔开。

  

  • 每段中的十六进制数若以0开头，则开头连续的0可以省略；
  • 每段中至少包含一个十六进制数。

• 压缩格式

  • 当有这连续的0出现时，可以使用“::”代替；
  • “::”在一个地址内只能出现一次。
    

• 内嵌IPv4格式

  • IPv4向IPv6过度时，需要两者进行转换，则IPv6也有内嵌IPv4的格式；
  • 格式为x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，x为4个十六进制数，d为十进制数，与IPv4表示一样。

地址类型

与IPv4不同，IPv6有着大量的可用地址数，不能够在整个网段内进行广播，取而代之的是专属IPv6的任播，也有这IPv4同样的单播和多播。

单播

IPv6的单播与IPv4的单播类似，只会向唯一的一个接口发送，但IPv6的单播中又分为许多种不同的单播地址类型。

• 未指定地址
  • 其128位都是由0组成，不能被赋予任何节点；
  • 不能作为目标地址，不能被路由器所转发。
• 环回地址
  • 相当于IPv4的127.0.0.1，作为自身的链路本地单播地址；
  • 不能作为源地址，以及数据包的目的地址；
  • 当路由器收到含有环回地址的数据包时，会丢弃该数据包。
• 全球单播地址
  
  • 类似于IPv4中的公网地址，在全球具有唯一性；
  • 前3位不全为0时，最多前64位都用作网络表示，后64位用作节点表示；
  • 前3位全为0时，接口ID不再受以上限制。
• 内嵌IPv4地址
  • IPv4兼容IPv6地址
    • 将Ipv4向IPv6进行转换，转换的IPv4必须也是单播地址（公网地址）。
  • IPv4映射IPv6地址
    • 将IPv4表示为IPv6。
• 链路本地地址
  
  • 仅在直连链路上生效；
  • 路由器不能转发该地址。

多播

与IPv4的多播相似，向一组指定的接口发送。

• 多播IP地址不能作为源地址，也不能出现在路由报头中；
• 转发多播报文时，路由器需要在scop字段定义的范围内转发。

任播

IPv6专属的地址类型，也是标识一组的接口，目标地址是任博地址的数据包将发送给其种路由意义上最近的网络接口，一对一组中的一个。

• 表示方法与单播一致；
• 在使用时，需要明确标识该地址为任播地址，以区分单播地址。