关于IPV6，IPv6是英文“Internet Protocol Version 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IPv4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不足，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。

IPV6早在90年代就已经推出来了，但是在这么长的时间，IPV6并没有得到一个好的发展，简而言之就是即使到现在，并没有完全的过渡到IPV6,在这过程中主要有以下几方面的原因：

1.IPV6核心解决的是地址不够用的问题，但是对于过去的几十年，地址不够用的原因还不足以让用户迫切的升级到IPV6，因为在IPV4中有很多能够解决地址不够用的方法，除了地址不够用意外没有其他常用的功能一定要基于IPV6才能实现的。

2.基于第一点，IPV4还有很多缓解IPV6地址不够用的方法，比如公网地址和私网地址的划分、CIDR(无域间的路由)、VLSM(可变长子网掩码)、NAT等。

总的来说，早期的IPV6没有唯一性的应用，或者是唯一性的应用太少，导致IPV6没有用武之地。

而现如今，用户对于IP地址的需求越来越明显，随着物联网技术的发展，现阶段有着越来越多的网络设备需要接入到internet，也就意味着需要更多的IP地址来解决这个问题，即使使用相应的技术，已经不能很好的解决ipv4地址不够用的问题，因为缓解地址不够用的技术也面临着其他方面的问题，导致IPV4的地址已经达到了瓶颈。

其次，随着5G及其他应用的发展，人们对网络的需求，带宽的质量越来越高，而IPV4是早先的一个标准，已经逐渐不能满足人们对未来互联网高带宽需求的趋势，IPV4不管是从地址方面，还是自身的报头结构方面，都显露出“力不从心”的状态，因为很多功能、应用只有使用IPV6才能支持，才能很好的承载5G和物联网这样的技术。因此，升级到IPV6的迫切度是未来互联网时代发展的一个必然趋势。

下面简要阐述下IPV4地址的弊端：

1.地址空间少

2.IPV4缺乏端到端的连接，都是使用NAT技术较多，破坏了端到端的完整性，很多协议，应用的部署越来越复杂，比如在部署很多协议的时候，涉及到动态协商端口的情况，需要考虑到NAT是否能做出适配的问题，比如在配置IPSEC这类技术的时候，对网络管理员的要求比较高。

而IPV6原生加密技术支持IPSEC，由于地址数量足够多，每台主机连接到互联网都可拥有唯一的公网IPV6地址，两台设备之间可以直接通过公网进行通信，而无需做任何的地址转换。

3.IPV4无法适应新技术，新应用的发展，类似于物联网，5G等技术，各行各业的发展都离不开互联网。

4.IPV4有ARP协议(地址解析协议)，有广播的概念，容易导致一些针对ARP的攻击行为，不安全，而IPV6在去掉广播的同时，也避免了一些ARP攻击这样的潜在隐患。

IPV6技术特点：

1.地址空间巨大，地址长度128bit。

2.精简的报文结构，IPV6基本报头8个字段。

3.可实现自动配置和重新编址，真正的即插即用，不需要用户对设备做任何的配置，自动配置地址是IPV6原生具备的能力。重新编址，比如设计到修改IP地址的情况，重新规划方面IPV4可能会临时中断业务，但是IPV6环境下的设备的网卡可以拥有多个功能统一的IPV6地址，可以再原有IPV6地址不改变的情况下添加新的IPV6地址，并删除旧的地址，实现无缝切换。

4.支持层次化的网络编址，比如进行内网地址规划的时候，扩展性更强，地址数量更多。

5.支持端到端的安全，原生支持加密，不需要配置繁琐的IPSEC隧道等，加快端到端数据的传输，中间设备不再需要进行加密解密操作，较少数据传输时延。

6.更好的支持QOS，支持移动漫游特性等。

IPV6的地址格式：

--ipv6地址表示格式，ipv6地址长度二进制为128bit

1.二进制

2.十六进制-冒号分，前缀表示法。IPV6前缀/前缀长度，比如2001::1/64，代表前缀为2001::，/64是前缀长度。

--4bit的二进制数可以标识一个16进制的数。

1.比如十六进制数21=0010 0001(二进制数)

--IPV6地址表示方法：

16bit为一组，分为8组，以":"间隔开，每一组4个十六进制数表示。

2001:0000:ABC2:3378:0000:0000:2311:110A

--ipv6的压缩格式：

--每组中的前导"0"都可以省略

2001:0:ABC2:3378:0:0:2311:110A

--地址中包含的连续两个或多个均为0的组，可以用双冒号"::"来代替。

2001:0000:ABC2:3378::2311:110A

--但是一个ipv6地址只能有一个双“::”号，

IPV6报文格式-基本报头

--分为IPV6基本报头、IPV6扩展报头以及上层协议数据单元；

1.其中IPV6报头是可选的，不一定非得有，通常都有。

2.上层协议数据单元，TCP/UDP，或者是OSPFV3,OSI七层模型在IPV6中依然通用。

--IPV6基本报头有8个字段，固定大小为40字节，每一个IPV6数据报都必须包含报头。

1.基本报头8个字段，一共40个字节是一定不能少的，每一个ipv6的数据报都必须包含基本报头。

--对比IP报文头部：

1.ipv4报头长度20-60字节之间，长度可变，其中固定20个字节+options

2.IPV6报文中基本报头长度固定为40字节，长度固定，其中类似于IPV4的options放到了扩展报头中，分开的好处是提高设备对报文的处理速度。

3.IPV6报头格式报文更精简，IPV6的环境中，设备在对IPV6报文进行转发的过程中，要处理的字段更少，转发性能更高，这是在硬件层面带来的好处。

4.version版本没有区别，表示方式一样，一个表示IPV4，一个表示IPV6。

5.traffic class-流类型字段，和IPV4的区分服务字段是一样的，用来实现IPV6的QOS。

6.对比IPV4，IPV6中的报头长度字段没有了，因为IPV6的报头长度是固定的，40个字节；而IPV4的头部长度不固定，需要用报文长度字段去描述头部长度的大小。

7.IPV4中的总长度(total length)和IPV6中的载荷(payload length)长度差不多。

8.IPV6中新增了flow table，流标签：现在很多设备在进行报文转发的时候，是基于流进行报文转发的，但是在进行流分类的时候，对于IPV4的流分类方式过于复杂，无法很好的支持QOS，而流标签很好的解决了这个问题，源主机在进行数据发送的时候，就可以给报文分配一个标签，而报文在到达中间设备的时候，中间设备可以根据标签直接进行报文的转发，而无需像IPV4一样进行复杂的流分类然后再进行数据转发，提高了转发效率。

第四个字段是载荷长度(payload length)

区别点：

--IPV4的有效载荷大小=总长度-报文长度

--IPV6的有效载荷大小直接标明，无需进行计算

--第五个next-header字段，相当于IPV4中的protocol字段。

--第六个hop limit字段和IPV4的TTL值类似。

--剩下两个字段就是用于标识数据包的源ipv6地址和目的ipv6地址了。

--IPV6中把分片功能的三个字段，校验和删除了。

校验和为什么没了？

--由于在数据链路层有校验(比如PPP，以太网)，传输层也是有校验，因此在IPV6中，就删除了校验和字段，因为如果数据帧校验不过，IPV6 层也就没有意思。通过将校验和删除，提高了转发效率。

-- UDP在IPV4中是可选字段，可以携带也可以不携带，通常是携带的。

IPV6中的三个分片相关的字段为什么没了？

因为在通常情况下，都不对IP数据进行分片，而在IPV4中，和分片相关的三个字段是为了数据包的重组

在IPV6中，取消了这三个和分片相关的字段，并规定，数据包的分片只能由源主机进行分片操作，目的主机进行分片重组，中间的设备不允许分片，也是为了提高转发效率。

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