迎接IPv6（1）-IPv6简介

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本篇将通过整合网上的一些资料，比如百度百科和KernelChina，来给大家稍微介绍一下IPv6。

IPv6的介绍

目前我们使用的第二代互联网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，中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿，落后于4.2亿网民的需求。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（算上全零的）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。

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。而且它所带来的经济效益将非常巨大。

IPv6的特点

在特点方面，IPv6主要有下面这6个：

1. IPV6地址长度为128bit，地址空间也就是增大了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的优势

与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：

1. IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1（符号^表示升幂，下同）个地址；而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址；
2. IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）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；
3. IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow Control），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（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台；
4. IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）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；
5. IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。

IPv6的分析（来自KernelChina）

个人结论是没有区别。依据很简单，如果我们看一下引入IPv6之后的TCP/IP协议栈，IPv6和v4都是L3协议，为L4的TCP、UDP提供服务。TCP、UDP并未因为IPv6有任何改动，即上层用户没有新的需求，底层的服务提供者当然也不必进行本质的改变。如果研究一下IPv6协议，我们会看到，整个协议的设计基本follow IPv4. 二者之间的概念大多可以映射。

当然有人可能提到，自动地址配置是IPv6独有的，但是如果考量背后的原因，地址加长，引入可以腾挪的空间是自动地址配置的根基，最终还是跳到了IPv6地址长这一本质区别。当然小的改动一大堆了，拉拉杂杂的，尤其是过渡机制，引出了狂多的提案。

IPv6并不是什么单独的方向，但是地基变动，上层的应用也需要多少补补水泥。几乎没有开发者会有机会涉及到IPv6变动的所有部分，主机协议改动、网络设备改动、MPLS、路由协议、过渡机制、上层应用等等都要小改动。

本篇结束，下篇将关注在IPv6迁移方面具体的解决方案。

参考资料

1. IP地址危机以及IPv6；
2. IPv6@百度百科。