IPV6理论概念详解

前言：

目前我们国家也开始大力推广让企业使用ipv6，并且腾讯云、阿里云等各大厂商也都上架了ipv6的相关服务，有兴趣的可以去云厂商官网去了解下，ipv6的出现解决了ipv4地址耗尽的问题，但是ipv6网络还不太完善，通过这篇文章，可以让你大致了解ipv6的原理，方便日后使用，闲话不多说，直接开始吧。

IPV6介绍以及地址如何表示或者书写：

IPv6是互联网协议的第六版；最初它在IETF的 IPng选取过程中胜出时称为互联网新一代网际协议(IPng)，IPv6是被正式广泛使用的第二版互联网协议。

ipv4 ipv5 ipv6

IPV4：现有标准IPv4只支持大概40亿(4×109)个网络地址，目前主流使用的三层通信地址。

IPv5：不是IPv4的继承，是实验性的面向流的数据流协议，用来对声音，图像等提供支持。

IPv6：支持3.4 ×10^38个，这等价于在地球上每平方英寸有4.3×1020地址。

IPv6地址表示方法

为128位长，但通常写作8组，每组为四个十六进制数的形式

例如：2003:0bd8:75c3:08d3:1319:8e2a:0371:7433/120

其中某一组如果四个数字都是零，可以被省略。

例如：2003:0bd8:75c3:08d3:0000:8e2a:0371:7433

2003:0bd8:75c3:08d3::8e2a:0371:7433

如果因为省略而出现了两个以上的冒号的话，可以压缩为一个，但这种零压缩在地址中只能出现一次。

例如：

2003:0bd8:0000:0000:0000:8e2a:0371:7433

2003:0b08::8e2a:0371:7433

2003:0bd8:0000:0000:0000:8e2a:0000:7433

2003:0bd8::8e2a:0000:7433

如果IP地址全部为0的话，可以使用两个冒号去代替。

例如：

::

如果ipv6地址的8组中，前7组全为0，而最后一组是以0开头，那么可以将开头省略，但是不可以省略结尾和中间的0.

例如：

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0433

::433

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0403

::403

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0400

::400

IPv4 地址可以转化为IPv6格式 128-32

Ipv4是8位2进制为1组，ipv4总共有4组，而ipv6总共有8组，每组为16位，那么ipv4转换为ipv6，第一个就可以把前6组全部为0，以冒号代替，然后剩下2组，在去转换。

例如：135.75.43.52 172.3.5.11 1010110000000011

::874b:2b34 ::ac03:050b

IPV6报头格式：

Ipv6报头详解：

Ipv6报头中的通信量等级：相当于ipv4报头中的Type of Service（服务类型）；那个类型高优先转发，那个低就后转发。

流标签：对三层网络层中，每一个数据包，做相应的标签，进行数据的分段传输处理；类似于ipv4报头中的标识。

有效负荷长度：在报头传输数据中，最大传输单元为1500字节，除去基本报头40字节和扩展报头，它的有效负荷长度为1500-40；如果有扩展报头，也需要算进去。

下一报头：类似于ipv4报头中的协议；就是封装的下一个报头的协议是那个。

跳限制：ipv6数据包在路由器中，进行转换的要遵循的跳的限制；类似于ipv4报头中的生存时间。

注：要实现ipv4报头中的功能，可以在扩展报头，进行添加。

IPV6的地址类型

①：单播地址 点对点传输

②：组播地址

③：任播地址

IPV6的子网划分

①：前缀

ipv6中，没有子网掩码和网段的概念，若划分广播域，类似于基于网络位和主机位的方式，而网络位长度为前缀。 128=64+64

②：主机ID

标识主机位的方式

前缀/主机ID

且不同的操作系统，划分子网的表示方式不同

Windows中以%表示

如上图，前缀为8位（以2进制的方式表示），那说明只要是fe开头的ipv6地址就是在同一子网中；而剩下的120位全部是主机ID。

IPV6特殊地址

IPV6不确定的地址：::/128

IPV6本地回环地址：::1/128

IPV6组播地址：FF00::/8

IPV6本地链路地址：fe80::/10 用于单一链路，适用于自动配置、邻机发现等，路由器不转发（相当于IPV4杂地址169.254.xxx.xxx）

IPV6私网地址：FC00:: - FD00::1/128

已分配全球单播地址：第三位必须为1 默认前缀64 可以做进一步子网划分

以2000开头2000:: 2001、2002预留特殊单播

2003 开始普通全球单播地址

ipv6地址计算工具站点：

http://www.gestioip.net/cgi-bin/subnet_calculator.cgi

路由器中添加IPV6地址的方法

全局模式：开启IPV6寻址功能 ipv6 unicast-routing

接口模式：配置IPV6地址 ipv6 add xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx/xxx （IPV6地址/前缀号）

ipv4的缺陷

iPV4地址已经耗尽

iPV4地址一是采用私有地址转换，这是解决IP地址短缺的权宜之计，不利于保障网络服务质量和网络安全，影响我国互联网长远发展；

IPv6的制约因素

1：缺少IPv6信息资源；

2：网络安全防护现状，防火墙管理控制，制约了IPv6发展。重要的还有：IPv4和IPv6理论上不兼容，所以互联互通技术有待发展。

3：网络运营商相关的发展和制约