初识IPV6

Posted 2021-11-30

现在Internet所采用的是TCP/IP协议族，IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，也是TCP/IP协议族的核心协议。目前，IP协议的版本号是4，因此称为IPV4，它至今已经发展有30多年了。近些年由于网络的蓬勃发展，IP地址的需求量越来越大，使得现在的IP地址发放非常严格，虽然已经想出CIDR、NAT、DHCP等技术来缓解IP地址危机，但是根据网络资料显示，现在全球的IPV4地址即将耗尽。所以就需要研发新的互联网协议：IPV6。IPV6地址现在某些地区已经开始使用，只是还没普及。IPV6的出现就是因为IPV4的地址危机。
相对于IPV4，IPV6具有以下的优点：
1.更大的地址空间；
IPV6最明显的特征就是它巨大的IP地址空间，它允许的地址空间是

2的128次方

个可能的地址。
2.更高效的路由基础结构；
现在基于IPV4的Internet，其路由结构在主干上是平面的，根据资料显示，骨干网上路由器的路由条目已经超过10万条，如此一来，路由的效率就会越来越低，而骨干网络上的路由器也越来越不堪重负；
在IPV6中，在IPV6的骨干网络路由器上很容易就能实现路由条目的汇总，在IPV6骨干网络路由器的路由条目也将大幅减少。
3.更好的安全性；
在IPV6中，IPSec支持是一个协议要求，该要求为设备、应用程序和服务的网络安全需求提供了基于标准的解决方案，并促进了不同IPV6之间的互操作性。
4.移动性；
移动IPV6允许IPV6节点成为移动的，同时仍然保持现有的连接，使用移动IPV6，移动节点始终通过一个永久地址可达。连接是使用分配给移动节点的特定永久地址建立的，不管移动节点改变位置和地址多少次，该连接都得以保持。
5.更好的服务质量；
IPV6包头中使用一个称为流标签，这个新字段用于定义如何处理和标识流量。
接下来我们简单认识一下IPV4的数据包和IPV6的数据包

IPV4

IPV6

IPV6数据包中重要的几个部分
流量类型：相当于IPV4中TOS字段，规定使用的服务类型；
流标签：长度为20位，用于标识同一业务流的数据。中间转发路由器对于同一源和目的的一个业务流数据采用相同的转发行为，来提高转发效率；
下一报文首部：指出扩展头的位置；
跳数限制：类似于IPV4中的TTL，但是跳数的上限由上层协议来规定。
IPV6与IPV4相比，变化主要体现在五个方面：
1.扩展地址：IPV6的地址结构中除了把32位地址空间扩展到128位外，IPV6中取消了广播地址而代之以任播地址。
2.简化的包头：IPV6的包头是定义为40字节，这不同于IPV4的包头可以变长，IPV6使用了固定格式的包头并减少了需要检查和处理的字段的数量，这将使路由器的效率更高。IPV6中分片只发生在源端，重组只发生在目的端，中间的路由器不做分片和重装的工作。
3.对扩展和选项支持的改进：IPV6的分段只发生在源节点上，因此需要考虑分段扩展头的节点只有源节点和目的节点；逐跳选项扩展头要求报的路径上每一个节点都处理该头字段。
4.流：指的是从一个特定源发向一个特定目的地址的包序列。源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理。一个流是以某种方式相关的一系列信息包，IP层必须以相应的方式对待它们。决定信息包属于同一流的参数包括源地址、目的地址、流类型、身份认证等。
5.身份验证和保密：在IPv4中。AH和ESP都是可选项，需要通过特殊的软件和设备来支持；在IPV6中这些都是必选项。
IPV6的基本术语：

1.局域网段：由单一介质组成，以二层交换设备为边界；
2.链路：以路由器为边界的一个或多个局域网段；
3.子网：也被称为网段。一个子网可以被内部子网路由器分成几个部分；
4.邻接点：是连接同一链路上的节点；
5.链路MTU：是可以在一个链路上可以发送的最大传输单元；
6.路径MTU（PMTU）：在IPV6网络中，默认情况下只会在源节点有分片的情况发生，在目的节点才有重组的情况发生。PMTU是从源节点到目标节点路径上所有链路的最小链路MTU。

IPV6的地址表示
IPV6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍，因此IPv4的表达方式将不再适用，采用十六进制表示。三种表示方法
1.冒号十六进制表示法；
2.压缩表示法；
3.地址前缀表示法。
IPV6的地址类型：

ipv4地址与IPV6地址的区别

IPV6接口标识符有三种：
1.基于EUI-64地址的接口标识符

2.临时地址接口标识符
3.IPV6地址的自动配置方式
关于IPV6就先介绍到这，如果普及了，再具体介绍。