IPV6

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一、IPv6 的主要特点

  • 为什么要有IPv6？

      1. 因为32位的IPv4地址已经分配完了，CIDR和NAT技术只能延缓IPv4地址的不足问题，治标不治本，而IPv6从根本上解决地址耗尽的问题
      1. 改进首部格式：IPv4的首部字段有固定部分和可变部分，而且固定部分(20B)的字段太多了，路由器处理起来麻烦，效率低，因此IPv6通过改进首部格式来实现快速处理/转发数据报的功能
      1. IPv6支持QoS：QoS(Quality of Service，服务质量)指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术

  • IPv6数据报格式

      1. 版本：占4bit，协议版本，总是6，即0110
      1. 优先级：占8bit，区分数据报的类别和优先级，类似于IPv4的区分服务
      1. 流标签：占20bit，“流”是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标签(类似与IPv4中的标识字段，但标识字段是用于标识同一个数据报的分片，流标签字段是用于标识同一个流的数据报)
      1. 有效载荷长度：占16bit，即扩展首部+数据最大为
      1. 下一个首部：占8bit，标识下一个扩展首部或上层协议首部，与IPv4中的协议字段类似，IPv6的每个扩展首部都会对应一个值，IPv6的基本首部指向扩展首部1，扩展首部1指向扩展首部2，最后一个扩展首部指向数据部分即上层协议首部
      1. 跳数限制：占8bit，相当于IPv4的TTL
      1. 源地址：占128bit
      1. 目的地址：占128bit

  • IPv6与IPv4的区别

      1. IPv6将地址从32位(4B)扩大到128位(16B)，更大的地址空间
      1. IPv6将IPv4的校验和字段彻底移除，以减少每跳的处理时间
      1. IPv6将IPv4的可选字段移出首部，变成了扩展首部，成为了灵活的首部格式，路由器通常不对扩展首部进行检查，大大提高了路由器的处理效率
      1. IPv6支持即插即用(即自动配置IP地址)，不需要DHCP协议
      1. IPv6首部长度必须是8B的整数倍，IPv4首部是4B的整数倍
      1. IPv6只能在主机处分片，IPv4可以在路由器和主机处分片
      1. ICMPv6：附加报文类型“分组过大”(因为IPv6不能在路由器分片，发现超过MTU的数据时直接丢弃并返回相应的ICMPv6)
      1. IPv6支持资源的预分配，支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用
      1. IPv6取消了协议字段，改成下一个首部字段
      1. IPv6取消了总长度字段，改用有效载荷长度字段
      1. IPv6取消了服务类型字段

二、IPv6 地址

  • IPv6地址表示形式

      1. 一般形式：冒号十六进制记法：4BF5:AA12:0216:FEBC:BA5F:039A:BE9A:2170
      1. 压缩形式:
      • 4BF5:0000:0000:0000:BA5F:039A:000A:21764BF5:0:0:0:BA5F:39A:A:2176(每一组至少要保证有一个数字)
      • 零压缩：一连串连续的0可以被一对冒号取代，如FF05:0:0:0:0:0:0:B3FF05::B3(双冒号表示法在一个地址中仅可出现一次)

  • IPv6基本地址类型 其中多播可以代替广播，即把多播组看成局域网内的所有主机，任播发给任播组中最近的那个

  • IPv6向IPv4过度的策略

      1. 双栈协议：双协议栈技术就是指在一台设备上同时启动IPv4和IPv6协议栈。这样的话，这台设备既能和IPv4网络通信，又能和IPv6网络通信。如果这台设备是一个路由器，那么这台路由器的不同接口上，分别配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分别连接了IPv4网络和IPv6网络。如果这台设备是一个计算机，那么它将同时拥有IPv4地址和IPv6地址，并具备同时处理这两个协议地址的功能
      1. 隧道技术：通过使用互联网的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其他协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送 如上图左边主机发送一个IPv6数据报，经过IPv4路由器的时候将IPv6数据报作为IPv4数据报的数据部分进行封装，伪装成IPv4数据报进行传输，到下一个IPv6路由器又解封装传输。

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