IPv6

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IPv6的简介

IPv6的出现是为了从根本上解决IPv4地址耗尽的问题(IPv4地址早在2011年就正式耗尽了)。IPv4版本的IP地址只有4字节大小,即32位长度的IP地址。IPv6版本的IP地址有16字节大小,即128位的长度。

从IPv4迁移到IPv6是一项非常困难的工作。因为,这需要所有的主机和路由器的IP地址都进行重新设置。当然,IPv6的出现还想解决IPv4版本所存在的大多数缺陷。

IPv6数据报格式

IPv6的特点

  • IPv6的出现,势必导致IP地址的增多以及路由控制表的增大
  • 包首部长度是固定的40字节(IPv4的包首部一般是20字节,但是不固定大小),并且不再采用首部检验码。简化首部的结构,路由器不再做分片处理,减轻路由器的负担。
  • 支持即插即用,自动分配IP地址
  • 采用了认证和加密功能。
  • 多播,mobile IP等也可能被支持。

IPv6地址

IPv6将IP地址通常以16进制数表示,每16位为一组,每组用冒号隔开,如果出现连续的0时,还可以将这些连续的0给省略,并用两个冒号来表示省略。但是,一个IP地址只允许出现一次省略。

例如:

在IPv6版本中,全局单播地址是全世界唯一的。在IPv6中,IP地址的前64位是网络标识,后64位是主机标识。具体还可以分为如下的功能:

全局路由前缀(48位)

子网ID(16位)

接口ID(64位)

接口ID就是主机标识部分,这部分通常保存的是64位版本的MAC地址。有时候不希望对方知道你的MAC地址,那么可以使用一个“临时地址”。这种地址一般是随机产生,定期更新的。

IPv6的链路本地单播地址的形式:1111111010+54个0+64个接口ID。这里的接口ID一般是64位的MAC地址。该地址用于不通过路由器,在同一数据链路内通信。

部分企业为了提高安全性,使用的唯一本地地址是不进行互联网通信时候的所使用的地址(仅在公司内部使用)。它的形式如下:

1111110+L+全局ID(40位)+子网ID(16位)+接口ID

L通常被设置为1,全局ID是随机的。

企业内网与互联网进行通信时,通常会使用NAT或者网关进行。

IPv6分片处理

IPv6的分片不在路由器上进行,这个分片将在发送主机上一次性完成,这样能提高网速。因此,IPv6中,“路径MTU发现”是必不可少的。不过IPv6也限制了最小的MTU为1280字节。

IPv4向IPv6过渡

将IPv6数据报封装成为一个IPv4数据报,然后在IPv4网络上进行传输。称之为“隧道”。这需要路由器同时支持IPv4和IPv6两种协议。

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