IPv6简介
ipv6概念
ipv6概念IPv6概念IPv6（Internet Protocol Version 6）是Internet协议的第六个版本，是IP协议族的下一代标准。
IPv6的设计是为了解决IPv4（Internet Protocol Version 4）所面临的地址枯竭问题。
IPv4使用32位地址，可以表示约42亿个地址，而随着互联网的快速发展和设备的普及，IPv4地址资源日益紧张。
为了应对这一情况，IPv6采用了128位地址，可以表示约3.4 x 10^38个地址，为互联网的发展提供了更为广泛的地址空间。
IPv6被设计为与IPv4兼容，以平滑地过渡到新的协议。
它除了提供更多的地址，还具有一些其他改进。
下面将介绍IPv6的一些主要特点：1. 更大的地址空间：IPv6地址由128位表示，相较于IPv4的32位，提供了更多的地址空间。
每个IPv6地址和端口组合唯一标识一个设备或服务，使得互联网上的设备数量不再受限。
2. 自动地址配置：IPv6引入了一种称为无状态地址自动配置（SLAAC）的机制。
通过SLAAC，设备可以通过监听网络上的路由器通告自动配置自己的IPv6地址，减少了手动配置的工作量。
3. 简化的头部格式：IPv6的报头相较于IPv4更加简化，减少了路由器在处理数据包时的负担。
IPv6头部只有40个字节，而IPv4头部则为20个字节。
4. 更好的路由和转发能力：IPv6引入了一些新的特性和协议，如多播和任播，以提高网络的路由和转发效率。
5. 安全性和隐私保护：IPv6提供了内置的IPsec支持，加强了数据的安全性。
此外，它还引入了一种称为基于临时地址的隐私保护（Privacy Extensions）的机制，将一个IPv6地址分为两个部分，一部分是临时地址，用于临时通信，一部分是固定地址，用于长期通信。
6. QoS支持：IPv6对于服务质量（Quality of Service）的支持更加完善。
它引入了流标签（Flow Label）字段，使得网络设备能够高效地处理特定数据流。
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍文档摘要：IPv6协议，IPv6优点，IPv6基本功能关键字：IPv6，ICMPv6，DHCPv6，PPPoEv6一、IPv6协议介绍IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。
IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering TaskForce）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。
目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本就是IPv6。
1、IPv4设计的不足（a）IPv4地址空间不足IPv4地址采用32比特标识，理论上能够提供的地址数量是43亿。
但由于地址分配的原因，实际可使用的数量不到43亿。
另外，IPv4地址的分配也很不均衡：美国占全球地址空间的一半左右，而欧洲则相对匮乏；亚太地区则更加匮乏。
与此同时，移动IP和宽带技术的发展需要更多的IP地址。
IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展。
针对IPv4的地址短缺问题，也曾先后出现过几种解决方案。
比较有代表性的是CIDR(Classless Inter-Domain Routing)和NAT(IP Network AddressTranslator)。
但是CIDR和NAT都有各自的弊端和不能解决的问题，由此推动了IPv6的发展。
（b）骨干路由器维护的路由表表项过于庞大由于IPv4发展初期的分配规划问题，造成许多IPv4地址分配不连续，不能有效聚合路由。
日益庞大的路由表耗用较多内存，对设备成本和转发效率产生影响，这一问题促使设备制造商不断升级其路由器产品，以提高路由寻址和转发性能。
（c）不易进行自动配置和重新编制由于IPv4地址只有32比特，并且地址分配不均衡，导致在网络扩容或重新部署时，经常需要重新分配IP地址。
因此需要能够进行自动配置和重新编址以减少维护工作量。
通俗易懂 ipv6
通俗易懂 ipv6
IPv6，全称为“Internet Protocol version 6”，中文名为“互联网协议第6版”，它是互联网工程任务组（IETF）设计的用于替代IPv4的下一代IP协议。
IPv6的出现，主要是为了解决IPv4地址资源枯竭的问题。
IPv4是我们现在使用的互联网协议，由于早期的设计缺陷，IPv4地址数量有限，随着互联网的快速发展，地址资源已经接近枯竭。
而IPv6则采用了128位的地址长度，理论上的地址数量是2的128次方个，这个数字之大，几乎可以认为是无穷无尽的，因此完全不用担心地址资源枯竭的问题。
IPv6相比于IPv4，还有很多其他的优点。
首先，IPv6的设计更加简洁高效，可以减少网络中的路由表大小，提高路由器的转发效率。
其次，IPv6具有更好的安全性，支持IPSec （互联网协议安全），可以对通信内容进行加密，保证数据的安全性。
此外，IPv6还支持更多的多播功能，可以更好地支持流媒体、视频会议等需要大量数据传输的应用。
对于普通用户来说，IPv6的普及可能并不会直接带来什么变化，因为大部分的网络应用并不需要用户去关心使用的是IPv4还是IPv6。
但是，随着IPv4地址资源的枯竭，以及IPv6技术的不断成熟，未来IPv6的普及是必然的趋势。
因此，了解IPv6，对于我们理解互联网的发展，以及未来可能出现的变化，都是非常有帮助的。
IPV6协议
IPV6协议IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。
IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。
IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了改进，例如路由方面、自动配置方面。
经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期，IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。
1IPv6简介IPv6是"Internet Protocol Version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。
今天的互联网大多数应用的是IPv4协议，IPv4协议已经使用了20多年，在这20多年的应用中，IPv4获得了巨大的成功，同时随着应用范围的扩大，它也面临着越来越不容忽视的危机，例如地址匮乏等等。
IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的，同时它还在许多方面提出了改进，例如路由方面、自动配置方面。
经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期，IPv6最终会完全取代IPv4在互连网上占据统治地位。
2IPv6特点对比IPv4，IPv6有如下的特点，这些特点也可以称作是IPv6的优点：简化的报头和灵活的扩展；层次化的地址结构；即插即用的连网方式；网络层的认证与加密；服务质量的满足；对移动通讯更好的支持。
简化报头灵活扩展IPv6对数据报头作了简化，以减少处理器开销并节省网络带宽。
IPv6的报头由一个基本报头和多个扩展报头(Extension Header)构成，基本报头具有固定的长度（40字节），放置所有路由器都需要处理的信息。
由于Internet上的绝大部分包都只是被路由器简单的转发，因此固定的报头长度有助于加快路由速度。
IPv6基础简介
2001::/16 全球可聚合地址，由 IANA 按地 域和ISP进行分配，是最常用的IPv6地址 2002::/16 6 to 4 地址，用于6to4自动构造 隧道技术的地址 3ffe::/16 早期开始的IPv6 6bone试验网地 址 注：上面三类属于单播地址，都是目前互联网 上广泛应用的IPv6地址
24 号
31 跳数限制
有 效 载 荷 长 度 IPv6 的 基 本 首 部 40 B
目 的 地 址 （128 bit）
流标号(flow label)—— 20 bit。 “流”是互联网络上 从特定源点到特定终点的一系列数据报， “流”所经 过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。 所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号。 IPV6简介
24
31
版本
通信量类
有 效 载 荷 长 度
流
标
号 跳数限制
下一个首部
IPv6 的 基本首部 （40 B）
源 地 址 （128 bit）
目 的 地 址 （128 bit）
IPv6 的 有效载荷 （至 64 KB）
扩展首部 / 数据
IPV6简介
比特 0
4
12
16
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版本
通信量类
有 效 载 荷 长 度
IPV6简介
IETF推荐了双协议栈、隧道技术以及NAT等 演进方案。这些演进方案已经在欧洲、日本以 及我国的商用或实验网络中得到论证和实践。 这些演进方案需要进一步与中国具体的网络实 践和运营实践相结合，需要在大规模的商用实 践中论证、发展与完善。
比特 0 版本
4 通信量类
12
16 流 标 下一个首部 源 地 址 （128 bit）
IPV6原理与应用
ICMPv6协议——报文格式
ICMPv6 报文格式 （RFC 2463）
Type：ICMPv6消息的类型 Code：代码，取决于Type值，可将某一类型的ICMPv6消息
细分为更具体的用途 Checksum：校验和，校验的部分包括了ICMPv6数据和
IPv6的包头部分（IPv6包头不含校验） Data：ICMPv6数据
移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址 CIDR, VLSM , NAT, 混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地
址紧张，但无法根本解决地址问题
为什么要升级到IPv6?
IETF在20世纪90年代提出下一代互联网协议-IPv6
IPv6成为公认的IPv4的升级版本
最本质的改进——几乎无限的地址空间 其他（锦上添花）：
接口ID生成
接口ID可以根据IEEE EUI－64规范将48比特的MAC地址转化为 64比特的接口ID
MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成，不需人为干预
接口ID也可由设备随机生成（RFC3041） 手工配置
MAC到EUI-64转换实例
1. MAC 地址：0000:0b0a:2d51 2. 二进制：
IPv6原理与应用
2019-06
课程内容
一、IPv6概述 二、IPv6寻址 三、 IPv6报文结构 四、IPv6基本协议 五、IPv6路由协议 六、IPv6过渡技术
课程议题
一、IPv6概述
需要升级IPv4吗?
以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功 IPv4地址资源紧张
2001：410：：1/64
RS报文 源：FE80::ABCD 目的：FF02::2 RA报文( 前缀为2001：410) 源：FE80::EFGH 目的：FF02::1
IPv6基本介绍
3、快速部署-6RD
IPv6
ETH0_0 2011::1 PC1 2011::2 ETH0_1
IPv4 CE1
123.1.1.2 ETH0_1 ETH0_1 123.1.1.1 ETH0_0 2011::1
IPv6
BR
ETH0_0 2012::1 PC3 2012::2
CE2 123.1.1.3
PC2 2011::2
3）前缀重新编址（优先时间<=有效时间）
前缀在重新编址期间，链路上是同时存在两个前缀的连接的 优先时间（用旧前缀IPv6地址新建连接） 旧的前缀 有效时间（维持旧连接，为0后不再维持，连接自动老化） 优先时间（旧前缀优先时间为0后新建连接） 新的前缀 有效时间（维持新连接）
3、路由器重定向 主机A
ETH0_1 ETH0_0 FW2 123.1.1.2 10.10.12.1 PC2 10.10.12.2
原理为：当PC1向PC2发送报文时，源地址为2011::2，目的地址为 2011::10.10.12.2，此报文到达FW1后，FW1查看目的地址的前缀为2011::，并根 据它检查NAT64的规则，然后对其进行地址转换，从地址池中选取一个地址，比 如:123.1.1.3来替换IPv6的源地地址2011::2，再根据IPv6的目的地址 2011::10.10.12.2的低32位IPv4地址信息10.10.12.2来替换IPv6的目的地址。 转换结果就是：源地址2011::2123.1.1.3，目的地址2011::10.10.12.2 10.10.12.2；转换后的报文到达PC2后，PC2回复此报文，FW1对其进行逆向转 换。
二、IPv6邻居发现
1、ND协议功能组成：
1）地址解析（替代IPv4中的ARP） 2）无状态地址自动配置 路由器在其相连的链路上发布参数信息，主机捕获消息后，可获得v6 地址的前缀、默认路由、链路参数等 3）路由器重定向 当本地链路上存在一个到达目网络有更好的链路时，路由器需要通告节点 来进行相应的配置改变
IPv6地址表示方式
IPv6地址表⽰⽅式1、IPv6 简介IPv6是英⽂“I nternet P rotocol v ersion 6”（互联⽹协议第6版）的缩写，是互联⽹⼯程任务组（IETF）设计的⽤于替代的下⼀代IP协议，其地址数量号称可以为全世界的每⼀粒沙⼦编上⼀个地址。
由于IPv4最⼤的问题在于⽹络地址资源有限，严重制约了互联⽹的应⽤和发展。
IPv6的使⽤，不仅能解决⽹络地址资源数量的问题，⽽且也解决了多种接⼊设备连⼊互联⽹的障碍。
2、IPv6 地址表⽰法IPv6的地址长度为128位，是IPv4（32位）地址长度的4倍。
于是IPv4点分⼗进制格式不再适⽤，采⽤⼗六进制表⽰。
IPv6有3种表⽰⽅法。
1）冒分⼗六进制表⽰法格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表⽰地址中的16bit，以⼗六进制表⽰。
如下：0123:4567:890A:BCDE:F012:3456:7890:ACBD这种表⽰法中，每个X的前导0是可以省略的，例如：0001:0002:0034:0005:0006:0078:0009:000A 等价于 1:2:34:5:6:78:9:A2）0位压缩表⽰法在某些情况下，⼀个IPv6地址中间可能包含很长的⼀段0，可以把连续的⼀段0压缩为“::”。
但为保证地址解析的唯⼀性，地址中”::”只能出现⼀次。
例如：1234:0000:0000:0000:5678:0000:0000:ABCD等价于1234::5678:0:0:ABCD或者1234:0:0:0:5678::ABCD3）内嵌IPv4地址表⽰法为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌⼊IPv6地址中，此时地址常表⽰为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d。
前96bit采⽤冒分⼗六进制表⽰，⽽最后32bit地址则使⽤IPv4的点分⼗进制表⽰。
例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例⼦。
【注意】在前96bit中，压缩0位的⽅法依旧适⽤。
IPv6讲解
IPv6讲解IPv6是第六代互联网协议（Internet Protocol Version 6）的缩写，它是互联网工程任务组（IETF）设计的用于替代IPv4的下一代IP协议。
IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
IPv6使用更小的路由表，使得路由器转发数据包的速度更快。
IPv6增加了增强的组播支持以及对流的控制，对多媒体应用很有利，对服务质量（QoS）控制也很有利。
IPv6加入了对自动配置的支持，这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。
第二代互联网IPv4技术，核心技术属于美国。
它的最大问题是网络地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40亿台主机。
但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至目前的IP地址近乎枯竭。
其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国只有3千多万个，只相当于美国麻省理工学院的数量。
地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。
一方面是地址资源数量的限制，另一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。
在这样的环境下，IPv6应运而生。
单从数字上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍，达到2^128-1个。
这不但解决了网络地址资源数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。
但是与IPv4一样，IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。
准确的说，使用IPv6的网络并没有2^128-1个能充分利用的地址。
首先，要实现IP地址的自动配置，局域网所使用的子网的前缀必须等于64，但是很少有一个局域网能容纳2^64个网络终端；其次，由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则，地址的浪费在所难免。
但是，如果说IPv4实现的只是人机对话，而IPv6则扩展到任意事物之间的对话，它不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等，它将是无时不在，无处不在的深入社会每个角落的真正的宽带网。
IPV6-技术简介及应用PPT
其中双协议栈和隧道技术是主要的方法，而翻译机制 由于效率比较低，只在不同IP版本的元素之间进行通 信时才采用。
2.1 双协议栈技术
IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者 都基于相同的物理平台，而且加载于其上的 传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。
3.1 发展现状（中国）
我国相关研究机构、高校、厂商及运营商也已陆续开 始跟踪与关注 IPv6技术发展，投入 IPv6技术研发， 并相继建成 IPv6试验床及实验网络，如 6Tnet （ IPv6 Telecom Trial Network ）下一代 IP 电信实验 网、湖南 IPv6实验网、中国电信集团 IPv6实验网、 中国高性能宽带信息网、中国教育与科研 CERNET IPv6试验网和中科院 IPv6城域网等。
1.2.3 IPv6的安全保障
IPv6将IPSec集成到协议内部，从此IPSec将 不再单独存在。IPv6提供了以下安全保障：
– 1、端到端的安全保证 – 2、对内部网络的保密 – 3、通过安全隧道构建安全的VPN – 4、通过隧道嵌套实现网络安全
2. IPV4到I
IPv6技术
主要内容
1: IPV6的概况 2：IPV4向IPV6过渡技术 3: IPV6的发展现状及面临的问题 4：IPV6应用前景
1. IPV6的概况
近年来对Internet的攻击时有发生，其主要 原因就是利用了目前Internet协议TCP/IP中 存在的安全漏洞。IP protocol version6,简 称IPv6，是为了解决现行IP协议存在的问 题而提出来的新版本协议。
IPV6实现了网络层的基本安全，采用IPSec安 全技术。
IPv6的概述
IPv6 数据报
基本首部
有效载荷
发送在前 40 字节
不超过 65535 字节
扩展 首部 1
…
扩展 首部 N
数据部分
选项
具有多个可选扩展首部的 IPv6 数据报的一般形式
IPv6 数据报的基本首部
IPv6 将首部长度变为固定的 40 字节，称为基本首部。
把首部中不必要的功能取消了，使得 IPv6 首部的字段 数减少到只有 8 个。
播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交 付其中的一个，通常是距离最近的一个。
结点与接口
IPv6 将实现 IPv6 的主机和路由器均称为结点。 一个结点就可能有多个与链路相连的接口。 IPv6 地址是分配给结点上面的接口的。
一个接口可以有多个单播地址。 其中的任何一个地址都可以当作到达该结点的目的
源地址 （128 位）
目的地址 （128 位）
通信量类(traffic class)—— 8 位。这是为了区分不同的 IPv6 数据报的类别或优先级。目前正在进行不同的通信量类性能 的实验。
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
IPv6 的 基本首部 （40 B）
注意：在任一地址中只能使用一次零压缩。
点分十进制记法的后缀
冒号十六进制记法可结合使用点分十进制记法的后缀， 这种结合在 IPv4 向 IPv6 的转换阶段特别有用。
例如：0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 再使用零压缩即可得出： ::128.10.2.1
CIDR 的斜线表示法仍然可用。 例如：60 位的前缀 12AB00000000CD3 可记为：
IPv6介绍
IPV6周流量图
3. 校园网网络管理与安全监控系统管理和监控校园网所有的IPv6网络设备
3. 校园网网络管理与安全监控系统管理和监控校园网所有的IPv6网络设备
4. 校园网接入业务管理系统能够管理校园网所有IPv6用户的接入和计费
4. 校园网接入业务管理系统管理校园网所有IPv6用户的接入和计费
G5/1 2001:250:207:4::/64 202.4.130.1
IPv6网络
IPv6主机
双栈主机
隧道技术
ISATAP 路 由器 G0/1/1/0
2001:250:207:3::1/64
IPv4网络
G5/1 2001:250:207:4::/64
IPv6网络
ISATAP主机
IPv6主机
双栈主机
为目前世界上规模最大的纯IPv6下一代互联网主干网，也为
我国基于IPv6的下一代互联网技术研究提供了广阔的试验环 境。
接入及建设情况(CNGI一期)
•接入CNGI－CERNET2情况： 采用纯IPv6 协议用独立的光纤以1Gbps接入CNGI-CERNET2 北京大学核心节点。
•
驻地网建设与使用情况 根据北京化工大学IPv4网络设备的实际情况，采用双协议栈和ISATAP隧 道技术将IPv4网络中的所有节点接入 IPv6网络，用户规模达到5000 个以上。
IPv6的历史
1993发布了征求提案：增强的简单因特网协议 （SIPP），地址长度为128比特；协议分配的版本号是 6，叫下一代IP，2001年更名为IPv6；
1996年，因特网上建立了一个IPv6试验网，叫做IPv6 骨干； 1999年开始用IPv6地址空间； 2000年网络设备提供商开始在他们的主流产品上捆绑 IPv6；CISCO IOS软件中提供IPv6支持，2001年 Microsoft宣布在其最新的操作系统Windows XP的主流 代码中支持IPv6。
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍⼀、IPv6基础介绍1、IPv6是Internet⼯程任务组（IETF）设计的⼀套规范，它是⽹络层协议的第⼆代标准协议，也是IPv4（Internet Protocol Version 4）的升级版本。
2、IPv6与IPv4的最显著区别：IPv4地址采⽤32⽐特标识，⽽IPv6地址采⽤128⽐特标识。
128⽐特的IPv6地址可以划分更多地址层级、拥有更⼴阔的地址分配空间，并⽀持地址⾃动配置；近乎⽆限的地址空间是近乎⽆限的地址空间是IPv6的最⼤优势。
3、IPv6基本报头：（1）IPv6报⽂由IPv6基本报头、IPv6扩展报头以及上层协议数据单元三部分组成。
（2）IPv6的基本报头在IPv4报头的基础上，增加了流标签域，去除了⼀些冗余字段，使报⽂头的处理更为简单、⾼效。
（3）关键字段：Traffic Class：流类别，长度为8bit，它等同于IPv4报头中的TOS字段，表⽰IPv6数据报⽂的类或优先级，主要应⽤于流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地它⽤于区分实时流量。
流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地QoS。
Flow Label：流标签，长度为流标签，长度为20bit，它⽤于区分实时流量址发往⼀个或多个⽬的地址的连续单播、组播或任播报⽂。
IPv6中的流标签字段、源地址字段和⽬的地址字段⼀起为特定数据流指定了⽹络中的转发路径。
这样，报⽂在IP⽹络中传输时会保持原有的顺序，提⾼了处理效率。
随着三⽹合⼀的发展趋势，IP⽹络不仅要求能够传输传统的数据报⽂，还需要能够传输语⾳、视频等报⽂。
这种情况下，流标签字段的作⽤就显得更加重要。
跳数限制（Hop Limit）：长度为8bit，该字段类似于IPv4报头中的Time to Live字段，它定义了IP数据报⽂所能经过的最⼤跳数。
每经过⼀个路由器，该数值减去1；当该字段的值为0时，数据报⽂将被丢弃。
（4）IPv6为了更好⽀持各种选项处理，提出了扩展头的概念。
ipv6的基本概念
ipv6的基本概念
IPv6是InternetProtocolversion6的简称，是Internet协议族中的一个重要协议。
IPv6与IPv4相比有很多的优势，主要表现在以下几个方面：
1.地址长度：IPv6地址长度为128位，远大于IPv4的32位，因此IPv6可以提供更多的地址空间，解决了IPv4地址短缺的问题。
2.安全性：IPv6内置了IPsec协议，可以提供更好的网络安全性。
3.路由选择：IPv6支持更多的地址类型，能够更加灵活地进行路由选择。
4.QoS：IPv6支持更好的服务质量(QoS)，可以为不同的应用程序提供不同的服务质量。
IPv6的地址格式为8组16进制数，每组用冒号隔开，例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
为了简化地址的书写，IPv6地址允许省略前导0和连续的0，例如：
2001:db8:85a3::8a2e:370:7334。
IPv6还包括一些特殊地址，如：环回地址(::1)，链路本地地址(fe80::)，唯一本地地址(fc00::)，多播地址(ff00::)等。
IPv6还支持一些新的协议，如：Neighbor Discovery协议、移动IPv6(MIPv6)、IPv6多播(MLD)等。
总之，IPv6是未来网络的发展方向，它可以提供更多的地址空间、更好的安全性、更灵活的路由选择、更好的服务质量等优势，将
成为下一代网络的主要协议。
IPv6是什么?它有什么作用?目前全球IPv6普及度如何?
IPv6是什么?它有什么作用?目前全球IPv6普及度如何?IPv6(IntemetProtocolversion6)是Inteet 协议的第六个版本它是一种用于互联网通信的IP地址标准与之前广泛使用的IPv4 (Internet Protocol version4)相比IPv6采用广更长的地址空间，使得能够为更多的设备提供独立的IP 地址。
IPv6的主要作用如下：1.扩展地址空间:Pv4使用32位地址论上只能提供约42亿个唯一的IP地址而IPv采用128位地址可以提供约340万亿亿亿亿(34x1038) 个唯一的IP地址这样可以满足日益增长的互联网设备需求，包括计算机、手机、传感器、智能家居设备等2.改善网络性能:IPv6引人了更高效的路由和数据包处理机制，以减少网络拥塞提高数传输速度和性能IPv6还支持多播(Multicast) 功能使得数据可以在互联网上同时传输给多个目标设备，节约了网络带宽和资源3.提供更好的网络安全性: IPv6在设计上考虑了网络安全的需求引人了IPSec (IntemeProtocolSecurity) 协议，可以提供对数据包的加密、身份验证和数据完整性保护等功能.IPv6的地址分配和管理也更加灵活，有助于网络管理员实施更精细的访问控制和安全策略4.促进互联网发展:随着IPV4地址短缺问题的日益突出全球各地的互联网服务提供商和组织逐渐推动IPv6的采用和部署。
IPv6的广泛应用可以促进互联网的发展和创新支持更多的互联设备和应用场景，如物联网、大数据、云计算等。
目前Pv6已经在全球范围内推广和部署，但普及度在不同地区有所差异一些国家和地区已经取得了较高的IPv6采用率而其他地区仍然主要依赖于IPv4IPv6的普及程度受到多个因素的影响，包括互联网服务提供商的支持程度、设备和操作系统的支持程度以及网络管理员和用户的意识和采用情况根据互联网协会(nternet Society) 发布的数据截至2021年6月，全球IPv6的采用率约为35%。
ipv6简介
组成结构表示方法IPv6的长分布式结构图IPv6的地址长度为128b，是IPv4地址长度的4倍。
于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。
IPv6有3种表示方法。
一、冒分十六进制表示法格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789这种表示法中，每个X的前导0是可以省略的，例如：2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A二、0位压缩表示法在某些情况下，一个IPv6地址中问可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。
但为保证地址解析的唯一性，地址中”::”只能出现一次，例如：FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::11010:0:0:0:0:0:0:1 → ::10:0:0:0:0:0:0:0 → ::三、内嵌IPv4地址表示法为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b 中，压缩0位的方法依旧适用 [5]。
报文内容IPv6报文的整体结构分为IPv6报头、扩展报头和上层协议数据3部分。
IPv6报头是必选报文头部，长度固定为40B，包含该报文的基本信息；扩展报头是可选报头，可能存在0个、1个或多个，IPv6协议通过扩展报头实现各种丰富的功能；上层协议数据是该IPv6报文携带的上层数据，可能是ICMPv6报文、TCP报文、UDP报文或其他可能报文。
IPv6的报文头部结构如图：型，用以读取上层协议数据。
ipv6的基本概念
ipv6的基本概念IPv6是下一代互联网协议，它是IPv4的升级换代，以解决IPv4的地址瓶颈和安全问题。
IPv6比IPv4更加智能、高效和安全，能够支持更多的互联网设备和应用，支持更多的网络服务和应用。
IPv6地址是一个128位长的地址，比IPv4的32位地址更长，而且地址空间更加广阔。
它采用了一系列新的技术和协议，例如无状态自动地址配置、多播、流量类别和安全性等方面的加强，为互联网的发展提供了更加强大的支持。
IPv6也提供了新的地址荟萃方式，新的地址分配机制和新的路由架构等特性，这些特点使IPv6成为一种更加灵活、更加安全、更加高效、更加可靠、更加可扩展的互联网协议。
IPv6采用了如下新的技术：1.大型地址空间：IPv6的地址空间比IPv4的地址空间巨大。
它具有128位长的地址空间，能够提供约3.4×10^28个地址，这个地址数量足够支持未来数十年内的互联网扩展和应用发展。
2.无状态自动地址配置：IPv6提供了一种新的地址分配机制，可以使主机自动获得IPv6地址，因此，一个主机可以自动获取一个可用的IPv6地址，无需用户手动配置。
这个特点使IPv6的部署更加简洁、更加快速。
3.多播：IPv6支持多播机制，可以向多个目的地址同时发送消息。
这个特点使IPv6成为一个更加灵活的网络协议，适用于各种不同的互联网应用。
4.更好的流量类别处理：IPv6提供了流量类别处理机制，可以对不同流量使用不同的优先级和不同的路由策略。
这个特点使IPv6成为一个更加高效、更加高级的互联网协议。
5.更好的安全性：IPv6提供了更好的网络安全性。
它具有加密、IPsec和IKE等新的安全机制，以加强数据传输的安全性。
6.新的地址荟萃方式：IPv6采用了一种新的地址荟萃方式，使地址的可用性更加方便。
IPv6地址具有6种类型，分别是：(1) 单播地址：用于对单个主机发送消息(2) 多播地址：用于向多个主机发送消息(3) 链路本地地址：用于在同一网络中进行通信(4) 比较地址：用户在路由器之间进行通信(5) 全局单播地址：用于在全球范围内唯一标识某个主机(6) 任意播地址：用于向一个任意目标发送消息IPv6的地址荟萃方式和地址分配机制是互联网中的两个重要特点。
什么是IPV6
什么是IPV6IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为"互联网协议"。
IPv6是IETF(互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。
目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，它的下一个版本就是IPv6。
小编为大家介绍下什么是IPV6.IPV6是什么主要特点(1)IPV6地址长度为128位，地址空间增大了2的96次方倍;(2)灵活的IP报文头部格式。
使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPV4中可变长度的选项字段。
IPV6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度;(3)IPV6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量;(4)提高安全性。
身份认证和隐私权是IPV6的关键特性;(5)支持更多的服务类型;(6)允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展ipv6是一种趋势，一步一步向我们走来，很快就会取代ipv4，成为人们热论的焦点。
IPV4与DNS的联袂表演，解决了很多网络难题。
再IPV6面前，DNS准备好迎新了吗?它们的合作又会是怎样的情形，不少人都很期待。
目前比较流行的有两种：一、IPv6中的即插即用与DNSIPv6协议支持地址自动配置，该配置采用即插即用的机制，无人干预的情况下，IPv6网络接口可以获得链路局部地址、站点局部地址和全局地址等，并且可以防止地址重复。
IPv6支持无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种方式。
在无状态的方式下，需要为子网内部的DNS服务器配置站点范围内的任播地址。
要进行自动配置的节点以该任播地址为目的地址发送服务器发现请求，询问DNS服务器地址、域名和搜索路径等DNS信息。
这个请求到达距离最近的DNS服务器，服务器根据请求，回答DNS服务器单播地址、域名和搜索路径等DNS信息。
IPv6介绍
IPv6介绍一、IPv6概述1、IPv6的主要价值与收益(1)巨大的地址空间拥有2128个地址，如果地球全部被水覆盖，那么每个水分子都可以获得一个IP(2)更有效的路由基础结构IPv6使用互联网上的骨干路由器的路由表可以大大简化。
在当前IPv4环境下，骨干路由器通常有85000条路由。
(3)更好的安全性协议要求IPSec，而在IPv4中IPSec是可选的(4)移动性IPv6允许移动节点突然改变地址，且同时保持连接(5)更好的QoS(Quality of Service，服务质量)2、IPv6术语(1)Node/Router/Host(2)LAN Segment(3)Link /链路(Link间不通过路由器)(4)Subnet 子网(5)网络(6)邻节点(邻节点之间的数据不需要路由器转发)(7)Interface 接口(如网卡，拨号连接)(8)Address(9)Packet(10)Link MTU(11)Path MTU二、IPv6地址1、IPv6地址空间(1)128位地址空间(2)当前使用情况15%已划分，85%保留或者未被分配(即15%可用)2、为何选择128位(1)并非仅仅为了巨大的地址空间(2)是为了能更好地把路由域名划分出层次结构，更好地反映现代Internet的拓扑结构。
128位可以容纳多级的层次结构下面是二进制格式的IPv6地址：0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011 0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010 以16位边界划分128位地址，如下所示：0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0010111100111011 0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010 每个16位块转换成十六进制，用冒号分隔。
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IPv6简介
1．认识IPv6地址
对于128位的IPv6地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39
为了简化其表示法，rfc2373提出每段中前面的0可以省略，连续的0可省略为\"::\"，但只能出现一次.
例如：
1080:0:0:0:8:800: 200C : 417A 可简写为1080::8:800: 200C : 417A
FF01:0:0:0:0:0:0:101 可简写为FF01::101
0:0:0:0:0:0:0:1 可简写为::1
0:0:0:0:0:0:0:0 可简写为::
类似于IPv4中的CDIR表示法，IPv6用前缀来表示网络地址空间，比如：
2001:251:e000::/48 表示前缀为48位的地址空间，其后的80位可分配给网络中的主机，共有2的80次方个地址。
2．IPv6地址作用域和地址分类
IPv6地址指定给接口，一个接口可以指定多个地址。
2.1 IPv6地址作用域
每一个Ipv6地址都属于且只属于一个对应于其地址范围的区域。
例如，可聚合的全球单播地址（Aggregatable Global Unicast Addresses）地址范围就是全球；链路本地地址（Link-Local Addresses）的地址范围就是由一条特定的网络链路和连接到这条链路的多个接口组成的区域。
这样，地址的唯一性只能在其范围区域内的到保证。
* link local地址本链路有效
* site local地址本区域（站点）内有效，一个site通常是个校园网
* global地址全球有效，即可汇聚全球单播地址
2.2 IPv6地址分类
在RFC1884中指出了三种类型的IPv6地址，他们分别占用不同的地址空间：
* unicast 单播（单点传送）地址：这种类型的地址是单个接口的地址。
发送到一个单点传送地址的信息包只会送到地址为这个地址的接口。
* anycast 任播（任意点传送）地址：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个任意点传送地址的信息包只会发送到这组地址中的一个（根据路由距离的远近来选择）
* multicast 组播（多点传送）地址：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个多点传送地址的信息包会发送到属于这个组的全部接口。
其中单播地址又包括:全局可聚集的单播地址，站点本地地址和链路本地地址。
3．常见的IPv6地址及其前缀
•::/128 即0:0:0:0:0:0:0:0，只能作为尚未获得正式地址的主机的源地址，不能作为目的地址，不能分配给真实的网络接口。
•::1/128 即0:0:0:0:0:0:0:1，回环地址，相当于IPv4中的localhost（127.0.0.1），ping locahost 可得到此地址。
•2001::/16 全球可聚合地址，由IANA 按地域和ISP进行分配，是最常用的IPv6地址，属于单播地址。
•2002::/16 6 to 4 地址，用于6to4自动构造隧道技术的地址，属于单播地址。
•3ffe::/16 早期开始的IPv6 6bone试验网地址，属于单播地址。
•fe80::/10 (1111 1110 10)本地链路地址，用于单一链路，适用于自动配置、邻机发现等，路由器不转发以fe80开头的地址。
•fec0::/10 (1111 1110 11)站点-本地单播地址
•ff00::/8 (1111 1111) 组播地址。
•::A.B.C.D 兼容IPv4的IPv6地址，其中<A.B.C.D>代表IPv4地址。
自动将IPv6包以隧道方式在IPv4网络中传送的IPv4/IPv6节点将使用这些地址。
•::FFFF:A.B.C.D 是IPv4映射过来的IPv6地址，其中<A.B.C.D>代表IPv4地址，例
如::ffff:202.120.2.30 ，它是在不支持IPv6的网上用于表示IPv4节点。
4. IPv4和IPv6地址对应关系和区别
IPv4地址IPv6地址
组播地址（224.0.0.0/4）IPv6组播地址（FF00::/8）
广播地址无，只有任播（anycast）地址
未指定地址为0.0.0 .0 未指定地址为::
回路地址为127.0.0.1 回路地址为::1
公用IP地址可汇聚全球单播地址
私有地址（10.0.0 .0/8、172.16.0.0/12和
192.168.0.0/16）
本地站点地址（FEC0::/48）
Microsoft自动专用IP寻址自动配置的地址
（169.254.0.0/16）
本地链路地址（FE80::/64）
表达方式：点分十进制表达方式：冒号十六进制式（取消前置零、
零压缩）
子网掩码表示：以点阵十进制表示法或前缀长度表示法（CIDR）子网掩码表示：仅使用前缀长度表示法（CIDR）
5. Pv6地址结构
struct sockaddr_in6
{
u_char sin6_len;
u_char sin6_family; //协议族
u_int16_t sin6_port; //端口号
u_int32_t sin6_flowinfo; //设置流标记
struct in6_addr sin6_addr; //地址
u_int32_t sin6_scope_id; //设置IPv6地址作用范围，是可聚集的全球化地址，还是本地站地址，还是链路地址
}
struct in6_addr
{
u_int8_t __u6_addr8[16];
}
in6addr_any表示本地任意地址.
sin6_flowinfo和sin6_scope_id数据成员。
在数据成员sin6_flowinfo中将包含IPV6报头中的通信流类别字段和流标签字段。
在XP和SERVER2003系统中不支持sin6_flowinfo数据成员。
在数据成员sin6_scope_id中包含了范围ID，它用于标识一系列的接口，这些接口与地址字段中的地址相对应。
6. 从IPv4到IPv6的过渡策略过渡技术的概述与现状
6.1过渡技术
目前解决过渡问题基本技术主要有三种：双协议栈（RFC 2893 obsolete RFC1933）、隧道技术(RFC 2893)、NAT-PT(RFC 2766)。
(1) 双协议栈( Dual Stack)
采用该技术的节点上同时运行IPv4和IPv6两套协议栈。
这是使IPv6节点保持与纯IPv4节点兼容最直接的方式，针对的对象是通信端节点（包括主机、路由器）。
这种方式对IPv4和IPv6提供了完全的兼容，但是对于IP地址耗尽的问题却没有任何帮助。
(2) 隧道技术( Tunnel)
隧道技术提供了一种以现有IPv4路由体系来传递IPv6数据的方法：将IPv6的分组作为无结构意义的数据，封装在IPv4数据报中，被IPv4网络传输。
根据建立方式的不同，隧道可以分成两类：(手工)配置的隧道和自动配置的隧道。
隧道技术巧妙地利用了现有的IPv4网络，它的意义在于提供了一种使IPv6的节点之间能够在过渡期间通信的方法，但它并不能解决IPv6节点与IPv4节点之间相互通信的问题。
(3) 网关转换（NAT-PT）
转换网关除了要进行IPv4地址和IPv6地址转换，还要包括协议并翻译。
转换网关作为通信的中间设备，可在IPv4和IPv6网络之间转换IP报头的地址，同时根据协议不同对分组做相应的语义翻译，从而使纯IPv4和纯IPv6站点之间能够透明通信。
6.2IPv6与IPv6之间的通信
(1)手工配置隧道( Configured Tunnel)
(2)自动配置的隧道( Auto-configured Tunnel )
(3)隧道中介(Tunnel Broker)
(4) 6 over 4
6 over 4是一种点到点、点到路由和路由到点的自动隧道技术，它被用作通过Ipv4内部
网的Ipv6节点之间的单点或多点连接。
这种隧道端点的IPv4地址采用邻居发现的方法确定。
6.3IPv6/IPv4通信
(1)Dual Stack Model (双栈模型)
(2) Limited Dual Stack Model (限制型双栈模型)
(3) SIIT ( Stateless IP/ ICMP Translation，无状态IP/ICMP 转换)
(4) NAT-PT (Network Address Translation - Protocol Translation，网络地址―协议转换)
(5) BIA ( Bump-In-the-API, Internet Draft )。