IPv6地址-计算机网络基础

1.IPv6 概述

随着IPv6 标准发布，这一协议的地址长度将从IPv4 的32 位扩展到128 位，总容量达到2128 个终端，足以让地球上每个人拥有1600 万个地址，巨大的网络地址空间将从根本上解决网络地址枯竭的问题，当然版本的升级并非仅仅是地址位数的升级，还包括有新的特性，与IPV4 相比，IPV6 具有以下几个优势：

（1）IPv6 具有丰富的地址资源空间。IPv4 中规定IP 地址长度为32，即有232-1 个地址；而IPv6 中IP 地址的长度为128，即有2128-1 个地址，能让每一个家电都拥有一个IP 地址，这使全球数字化家庭的方案实施变成了可能。

（2）IPv6 使用更小的路由表。IPv6 的地址分配一开始就遵循聚类的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度，提高了效率。

（3）IPv6 增强了组播支持以及对流的支持，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量控制提供了良好的网络平台。

（4）IPv6 全新的地址配置方式。为了简化主机地址配置，Ipv6 除了支持手工地址配置和有状态自动地址配置（利用专用的地址分配服务动态分配地址，如DHCP）外，还支持一种无状态地址配置技术。

在无状态地址配置中，网络上的主机能自动给自己配置Ipv6 地址。在同一链路上，所有的主机不用人工干预就可以通信。

（5）IPv6 具有更高的安全性。在使用IPv6 网络时，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP 报文进行校验，极大地增强了网络的安全性。

IPv6 是Internet 的新一代通信协议，在兼容了IPv4 的所有功能的基础上，增加了一些新的功能。相对于IPv4，IPv6 主要做了如下功能改进：

（1）地址扩展。IPv6 地址空间由原来的32 位增加到128 位，确保加入Internet 的每个设备的端口都可以获得一个IP 地址，并且IP 地址也定义了更丰富的地址层次结构和类型，增加了地址动态配置功能。IPv6 还考虑了多播通信的规模大小（IPv4 由D 类地址表示多播通信），在多播通信地址内定义了范围字段。作为一个新的地址概念，IPv6 引入了任播地址。任播地址是指IPv6 地址描述的同一通信组中的一个点。此外，IPv6 取消了IPv4 中地址分类的概念。

（2）简化了IP 报头的格式。为了降低报文的处理开销和占用的网络带宽，IPv6 对IPv4的报头格式进行了简化。

（3）可扩展性。IPv6 改变了IPv4 报头的设置方法，从而改变了操作位在长度方面的限制，使得用户可以根据新的功能要求设置不同的操作。IPv6 支持扩展选项的能力，在IPv6 中，选项不属于报头的一部分，其位置处于报头和数据域之间，由于大多数IPv6 选项在IP 数据报传输过程中无须路由器检查和处理，因此这样的结构提高了拥有选项的数据报通过路由器时的性能。

（4）安全性。IPv6 定义了实现协议认证、数据完整性、数据加密所需的有关功能。

（5）流标号。为了处理实时服务，IPv6 报文中引入了流标号位。

2.IPv6 的寻址方式和地址表示形式(www.xing528.com)

IPv6 的地址长度为128 位。IPv6 不是利用网络大小划分地址类型的，它依靠地址头部的标识符识别地址的类别。

1）IPv6 的寻址方式

IPv6 是按接口界面分配地址而不是按节点（路由器或主机）分配地址的。IPv6 有3 种寻址方式：

（1）单播（Unicast）：一个接口界面只拥有一个唯一地址。如果报文的目的地址为单一地址，则该报文被转发至具有相应地址的界面。

（2）任播（Anycast）：接口界面集合的地址。如果报文的目的地址为任意通信地址，则该报文被转发给距报文发送源最近的一个接口界面。

（3）多播（Multicast）：接口界面集合的地址。如果报文的目的地址为多播通信地址，则具有该地址的所有接口界面将收到相应的报文。

2）IPv6 的地址形式

IPv6 有以下3 种地址表示形式：

（1）基本表示形式。在该形式中，128 位地址被划分为8 个16 位的部分，每部分分别用十六进制表示，中间用冒号“：”隔开。如

BACF：FA36：3AD6：BC89：DF00：CABF：EFBA：004E

（2）简略形式。如果在基本形式中有部分地址段为0，则可用符号“：：”表示。如0：0：0：0：0：0：0，可表示为：：。如BA23：0：0：0：0：0：43BA：FFFA，则可表示为BA23：：43BA：FFFA。

（3）混合表示形式。高位的96 位可划分为6 个16 位，按十六进制表示，低位的32 位，按IPv4 相同的方式表示。如FADC：0：0：0：478：0：202.120.3.26。

为了实现IPv4 向IPv6 的过渡，IETF 于1997年启动了一个国际性IPv6 实验研究项目，部分国家参与了此项目。该项目的目的旨在测试两者的兼容性和发现运行中的问题。它是一种提供IPv6 传输环境的虚拟网络。该项目在基于IPv4 的Internet 物理连接之上来支持IPv6的报文路由，从而可支持IPv6 报文通过隧道的虚拟点对点的连接。