文章目錄

• 一、IPv6 發展
• 二、IPv6 數據報格式
• 三、IPv6 和 IPv4 對比
• 四、IPv6 地址表示
• 五、IPv6 地址 類型
• 六、IPv4 向 IPv6 過渡策略

一、IPv6 發展

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IPv4 : 32 位 的 IPv4 地址空間已經耗盡 , 之后雖然使用了 CIDR 和 NAT 技術 , 延緩了 IP 地址耗盡的時間 , 但是遲早會耗盡 ;

IPv6 : 從根本上解決了上述問題 , 使用了 128 位 地址 , 改進了首部格式 , 可以快速處理/轉發 IP 數據報 , 支持 Qos ;

二、IPv6 數據報格式

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IPv6 數據報格式 :

IPv6 數據報分為兩部分 , 基本首部 , 有效載荷 ;

• 基本首部 : $40$ 字節 ;
• 有效載荷 : 由 選項 ( 若干擴展首部 ) 和 數據部分 組成 ; 有效載荷 最長不超過 $65535$ 字節 ;

$40$ 字節的基本首部 :

• 版本 : IP 協議的版本號 就是 $6$ ; $[0,4]$ 位 ;
• 優先級 : 數據報 類別 , 優先級 ;
• 流標簽 : 流 指的是 從 源點 到 終點 的數據報 , 同一個流的數據報都有相同的流標簽 ;
• 有效載荷長度 : 占 $2$ 字節 , 取值范圍 $[0,65535]$ ;
• 下一個首部 : 標識下一個擴展首部 ; 每個擴展首部都有下一個首部標識 , 基本首部中標識了擴展首部 $1$ , 擴展首部 $1$ 中標識了擴展首部 $2$ ;
• 跳數限制 : 相當于 TTL 生存時間 , 經過指定路由器條數后 , 丟棄數據報 ;
• 源地址 / 目的地址 : $128$ 位用于標識源地址和目的地址 ;

三、IPv6 和 IPv4 對比

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IPv6 和 IPv4 對比 :

① 地址空間 : 從 $4$ ( $32$ 位 ) 字節 擴展到了 $16$ 字節 ( $128$ 位 ) ;

② 校驗和 : IPv6 中移除了校驗和字段 , 每一跳的路由器中不再校驗數據 , 減少了每一跳的時間 ;

③ 首部精簡 : IPv6 將可選字段移出首部字段 , 放在有效載荷的擴展首部中 , 路由器不對擴展首部進行檢查 , 提高了處理效率 ;

④ 即插即用 : IPv6 設備只要接入網絡就直接分配 IP 地址 , 不需要 DHCP 協議 ;

⑤ 數據分片 : IPv6 只能在源主機處進行數據分片 , 不能在路由器分片 , IPv4 可以在主機和路由器進行分片 ;

⑥ IPv6 首部長度 : IPv6 首部長度 必須是 $8$ 字節整數倍 ; IPv4 首部是 $4$ 字節整數倍 ;

IPv6 獨立特性 : ( 僅作了解 )

① ICMPv6 協議 是 用于 IPv6 的 ICMP 協議 , 其有附加報文 分組過大報文 , 路由器無法轉發這么大的分組 , 返回給主機 , 讓主機重新給報文分組 ;

② IPv6 支持資源預分配 ;

③ IPv6 取消協議字段 , 使用 下一個首部 字段 替代 ;

④ IPv6 取消了總長度字段 , 使用 有效載荷字段替代 ;

⑤ IPv6 取消了服務類型字段 ;

四、IPv6 地址表示

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IPv6 地址表示 :

① 冒號十六進制記法 : $2B2B:0000:0000:0000:002B:2B2B:2B2B:2B2B$ , 使用 $7$ 個 冒號 , 將 $8$ 個 short 短整型數字 使用 十六進制數表示出來 ;

② 壓縮形式 : 如果每個 short 短整型數字 前面若干位為 0 , 可以省略 , 如果四位全是 $0$ , 那么可以使用 一個 $0$ 代替 ;

上述 IPv6 地址 使用壓縮形式 可以表示成 $2B2B:0:0:0:2B:2B2B:2B2B:2B2B$ ;

③ 零壓縮 : 連續的 $0$ 使用一對冒號表示 , 但是一個 IPv6 地址中只能使用一次 ;

零壓縮表示上述 IPv6 地址 : $2B2B::2B:2B2B:2B2B:2B2B$

五、IPv6 地址 類型

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IPv6 地址 類型 :

① 單播 : 用于 一對一通信 , 即可以作為 源地址 , 也可以作為 目的地址 ;

② 多播 : 用于 一對多通信 , 只能做目的地址 ;

③ 任播 : 一對多通信中的一個通信 , 只能做目的地址 ; 源主機 向 任播組 發送 任播數據 , 任播組主機中離源主機最近的作為目的主機 ;

六、IPv4 向 IPv6 過渡策略

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IPv4 向 IPv6 過渡策略 :

① 雙棧協議 : 同一臺設備上 同時啟用 IPv4 和 IPv6 協議棧 , 該設備既能使用 IPv4 通信 , 又能與 IPv6 網絡進行通信 ;

• 路由器 : 不同的接口 分別 配置 IPv4 地址 和 IPv6 地址 ;
• 計算機 : 計算機同時擁有 IPv4 地址 和 IPv6 地址 , 可同時處理兩種協議 ;

② 隧道技術 : 隧道技術 是 使用 互聯網 基礎設施 , 在網絡之間傳遞數據的方式 ; 使用 隧道 傳遞不同協議的數據 , 將其它協議的數據重新封裝然后通過隧道傳輸 ;

總結

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