（chap4 IP协议） IPV6（IP version 6）

Posted 2021-08-18 thefist11

1. 定义

IPv6 是为了根本解决 IPv4 地址耗尽的问题而被标准化的网际协议。IPv4 的地址长度为 4 个 8 位字节，即 32 比特。而 IPv6 的地址长度则是原来的 4 倍，即 128 比特，一般写成 8 个 16 位字节。

eg. FEDC:BA98: 7654: 3210:FEDC:BA98: 7654: 3210

1.1 IPv6 的特点

• 扩大与路由控制表的聚合。
• 性能提升。包首部长度采用固定的值（40字节），不再采用首部检验码。简化首部结构，减轻路由器负担。路由器不再做分片处理。
• 支持即插即用功能。即使没有DHCP服务器也可以实现自动分配 IP 地址。
• 认证与加密功能。应对伪造 IP 地址的网络安全功能以及防止线路窃听的功能。
• 多播、Mobile IP 成为扩展功能。

1.2 IPv6 中 IP 地址的标记方法

• 一般将 128 比特 IP 地址以每 16 比特为一组，每组用冒号（“：”）隔开进行标记。
• 而且如果出现连续的 0 时还可以将这些 0 省略，并用两个冒号（“：：”）隔开。但是，一个 IP 地址中只允许出现一次两个连续的冒号。eg. 1080: 0: 0: 0:8:800:200c:417A->1080 : : 8 : 800: 200c: 417A

2. IPv6 地址的结构

• 类似 IPv4，也是通过 IP 地址的前几位标识 IP 地址的种类。
• 在互联网通信中，使用一种全局的单播地址。它是互联网中唯一的一个地址，不需要正式分配 IP 地址。
  

2. 1全局单播地址

指世界上唯一的一个地址。它是互联网通信以及各个域内部通信中最为常用的一个 IPv6 地址。

• 格式：现在 IPv6 的网络中所使用的格式为，n = 48，m = 16 以及 128 - n - m = 64。即前 64 比特为网络标识，后 64 比特为主机标识。
  

2.2 链路本地单播地址

指在同一个数据链路内唯一的地址。它用于不经过路由器，在同一个链路中的通信。通常接口 ID 保存 64 比特版的 MAC 地址。

2.3 唯一本地地址

• 唯一本地地址是不进行互联网通信时所用的地址。

• 唯一本地地址虽然不会与互联网连接，但是也会尽可能地随机生成一个唯一的全局 ID。

• L 通常被置为 1

• 全局 ID 的值随机决定

• 子网 ID 是指该域子网地址

• 接口 ID 即为接口的 ID
  
  3. IPv6 分段处理

• IPv6 的分片处理只在作为起点的发送端主机上进行，路由器不参与分片。

• IPv6 中最小 MTU 为 1280 字节，因此，在嵌入式系统中对于那些有一定系统资源限制的设备来说，不需要进行“路径 MTU 发现”，而是在发送 IP 包时直接以 1280 字节为单位分片送出。

4. IP 协议相关技术

IP 旨在让最终目标主机收到数据包，但是在这一过程中仅仅有 IP 是无法实现通信的。必须还有能够解析主机名称和 MAC 地址的功能，以及数据包在发送过程中异常情况处理的功能。