IPv4到IPv6的改造转换方案（上）：IPv6和IPv4优势对比

Posted 2022-11-25 中科三方

IPv4到IPv6的地址转换技术主要是解决IPv4地址枯竭但IPv6地址还没有广泛应用的问题。截止2011年2月3日，IANA（The Internet Assigned Numbers Authority，互联网分配局）发表宣布最后一批IPv4地址已经分配完毕，所以IPv6地址的规模部署和应用工作迫在眉睫。

IPv4的地址长度为32bits，大约计算拥有43亿地址容量，而IPv6的地址长度为128bits，理论上是接近无限的，远远高于IPv4地址容量。但是，由于现有的IPv4网络设备数量庞大，大多数的互联网应用还是基于IPv4地址，而部署IPv6的网络设备和主机设备所需的升级开销比较大，所以IPv6的地址应用还是一个漫长的过程。由于IPv4和IPv6的报头不同，无法在设备不升级的情况下直接使用IPv6地址，IPv4到IPv6的过渡转换技术解决了这一问题，它允许在未来的一段时间里IPv4与IPv6共存，用户在体验到IPv6带来的便利同时也能与IPv4的用户保持通信。

由于IPv4和IPv6的报文格式是不相同的（表1-1 IPv4报文格式，表1-2 IPv6报文格式），IPv4网络和IPv6网络是无法直接访问的。

而根据报头格式的不同，IPv6对比IPv4还具有以下几点特性：

1. 扩展地址特性

IPv6扩展了路由和寻址的能力。IPv6的地址长度为128bits，IPv4的地址长度为32bits，IPv6可支持更大的地址空间。同时，一种叫做“任播地址（anycast address）”的概念被提出，通常发送到任播地址的数据报文会被传送给此地址所标识的中距离源节点最近的一个接口。

2. 报头格式简化

从表1中可以看出，IPv6的报头简化了IPv4中一些冗余的域将其列为扩展头部，从而简化了在数据传输中对数据包的处理，降低了对报头带宽的要求。

3. 改进对扩展和选项的支持

IPv6的可选项是放在一个个独立的扩展头部的，是否打开扩展头部是由路由器决定的，所以这大大改变了路由器的性能。与此同时，IPv6放宽了对可选长度的要求，使得可选需求增多。

4. 流标签特性

对比IPv4，IPv6增加了“流标签”的新功能，用来标记属于请求方发送的需要特殊处理的特定流量的数据包。

5. 鉴定和私有化特性

IPv6支持私有化的身份认证，数据完整性和数据保机密性的扩展。