互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)

IPv6IPv6是InternetProtocolVersion6的縮寫，其中ipv6的中文全稱是“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版”。IPv6是IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，InternetEngineeringTaskForce)設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPv4)的下一代IP協(xié)議，號(hào)稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個(gè)網(wǎng)址。

相對(duì)于IPv4來說ipv6的變化主要有：擴(kuò)展的地址,簡(jiǎn)化的包頭,特有的流標(biāo)志以及增加了身份驗(yàn)證和保密功能。

中文名稱：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版外文名稱：IPv6全稱：InternetProtocolVersion6類型：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址長(zhǎng)度：128位數(shù)量：2^128(約3.4×10^38)基本信息至1992年初，一些關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)地址系統(tǒng)的建議在IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）上提出，并于1992年底形成白皮書。在1993年9月，IETF建立了一個(gè)臨時(shí)的ad-hoc下一代IP（IPng）領(lǐng)域來專門解決下一代IP的問題。從1996年開始，一系列用于定義IPv6的RFC發(fā)表出來，最初的版本為RFC1883。由于IPv4和IPv6地址格式等不相同，因此在未來的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，互聯(lián)網(wǎng)中出現(xiàn)IPv4和IPv6長(zhǎng)期共存的局面。2003年1月22日，IETF發(fā)布了IPv6測(cè)試性網(wǎng)絡(luò)，即6bone網(wǎng)絡(luò)。它是IETF用于測(cè)試IPv6網(wǎng)絡(luò)而進(jìn)行的一項(xiàng)IPng工程項(xiàng)目，該工程目的是測(cè)試如何將IPv4網(wǎng)絡(luò)向IPv6網(wǎng)絡(luò)遷移。5.截至2009年6月，6bone網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)支持了39個(gè)國(guó)家的260個(gè)組織機(jī)構(gòu)。6bone網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成為一個(gè)類似于全球性層次化的IPv6網(wǎng)絡(luò)，同實(shí)際的互聯(lián)網(wǎng)類似，它包括偽頂級(jí)轉(zhuǎn)接提供商、偽次級(jí)轉(zhuǎn)接提供商和偽站點(diǎn)級(jí)組織機(jī)構(gòu)。6bone最初開始于虛擬網(wǎng)絡(luò)，它使用IPv6-over-IPv4隧道過渡技術(shù)。因此，它是一個(gè)基于IPv4互聯(lián)網(wǎng)且支持IPv6傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，后來逐漸建立了純IPv6鏈接。6.從2011年開始，主要用在個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)基本上都支持高質(zhì)量IPv6配置產(chǎn)品。7.2012年6月6日，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)舉行了世界IPv6啟動(dòng)紀(jì)念日，這一天，全球IPv6網(wǎng)絡(luò)正式啟動(dòng)。多家知名網(wǎng)站，如Google、Facebook和Yahoo等，于當(dāng)天全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0點(diǎn)（北京時(shí)間8點(diǎn)整）開始永久性支持IPv6訪問。一、發(fā)展歷史2、0位壓縮表示法，在某些情況下，一個(gè)IPv6地址中間可能包含很長(zhǎng)的一段0，可以把連續(xù)的一段0壓縮為“::”。但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現(xiàn)一次，例如：FF01:0:0:0:0:0:0:1101→FF01::11010:0:0:0:0:0:0:1→::10:0:0:0:0:0:0:0→::3、內(nèi)嵌IPv4地址表示法，為了實(shí)現(xiàn)IPv4-IPv6互通，IPv4地址會(huì)嵌入IPv6地址中，此時(shí)地址常表示為：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六進(jìn)制表示，而最后32b地址則使用IPv4的點(diǎn)分十進(jìn)制表示，例如::192.168.0.1與::FFFF:192.168.0.1就是兩個(gè)典型的例子，注意在前96b中，壓縮0位的方法依舊適用二、表示方法IPv6的地址長(zhǎng)度為128位，是IPv4地址長(zhǎng)度的4倍。于是IPv4點(diǎn)分十進(jìn)制格式不再適用，采用十六進(jìn)制表示。IPv6有3種表示方法。1、冒分十六進(jìn)制表示法，格式為X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個(gè)X表示地址中的16b，以十六進(jìn)制表示，例如：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789這種表示法中，每個(gè)X的前導(dǎo)0是可以省略的，例如：2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A三、IPv6報(bào)文內(nèi)容IPv6報(bào)頭是必選報(bào)文頭部，長(zhǎng)度固定為40B，包含該報(bào)文的基本信息；擴(kuò)展報(bào)頭是可選報(bào)頭，可能存在0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)，IPv6協(xié)議通過擴(kuò)展報(bào)頭實(shí)現(xiàn)各種豐富的功能；上層協(xié)議數(shù)據(jù)是該IPv6報(bào)文攜帶的上層數(shù)據(jù)，可能是ICMPv6報(bào)文、TCP報(bào)文、UDP報(bào)文或其他可能報(bào)文。IPv6報(bào)文的整體結(jié)構(gòu)分為IPv6報(bào)頭、擴(kuò)展報(bào)頭和上層協(xié)議數(shù)據(jù)3部分。

四、地址類型IPv6協(xié)議主要定義了三種地址類型:單播地址(UnicastAddress)、組播地址(MulticastAddress)和任播地址(AnycastAddress)。與原來在IPv4地址相比，新增了"任播地址"類型，取消了原來IPv4地址中的廣播地址，因?yàn)樵贗Pv6中的廣播功能是通過組播來完成的。單播地址:用來唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)接口，類似于IPv4中的單播地址。發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文將被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的一個(gè)接口。組播地址:用來標(biāo)識(shí)一組接口(通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn))，類似于IPv4中的組播地址。發(fā)送到組播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的所有接口。任播地址:用來標(biāo)識(shí)一組接口(通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn))。發(fā)送到任播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的一組接口中距離源節(jié)點(diǎn)最近(根據(jù)使用的路由協(xié)議進(jìn)行度量)的一個(gè)接口。IPv6地址類型是由地址前綴部分來確定，主要地址類型與地址前綴的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:無狀態(tài)地址自動(dòng)配置的核心是不需要額外的服務(wù)器管理地址狀態(tài)，主機(jī)可自行計(jì)算地址進(jìn)行地址自動(dòng)配置，包括4個(gè)基本步驟:1.鏈路本地地址配置。主機(jī)計(jì)算本地地址。2.重復(fù)地址檢測(cè)，確定當(dāng)前地址唯一。3.全局前綴獲取，主機(jī)計(jì)算全局地址。4.前綴重新編址，主機(jī)改變?nèi)值刂?。無狀態(tài)地址自動(dòng)配置協(xié)議IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCPv6是由IPv4場(chǎng)景下的DHCP發(fā)展而來?？蛻舳送ㄟ^向DHCP服務(wù)器發(fā)出申請(qǐng)來獲取本機(jī)IP地址并進(jìn)行自動(dòng)配置，DHCP服務(wù)器負(fù)責(zé)管理并維護(hù)地址池以及地址與客戶端的映射信息。DHCPv6在DHCP的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一定的改進(jìn)與擴(kuò)充。其中包含3種角色:DHCPv6客戶端，用于動(dòng)態(tài)獲取IPv6地址、IPv6前綴或其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù);DHCPv6服務(wù)器，負(fù)責(zé)為DHCPv6客戶端分配IPv6地址、IPv6前綴和其他配置參數(shù);DHCPv6中繼，它是一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。通常情況下。DHCPv6客戶端可以通過本地鏈路范圍內(nèi)組播地址與DHCPv6服務(wù)器進(jìn)行通信。IPv6動(dòng)態(tài)配置協(xié)議五、地址配置協(xié)議IPv6使用兩種地址自動(dòng)配置協(xié)議，分別為無狀態(tài)地址自動(dòng)配置協(xié)議(SLAAC)和IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCPv6)12與IPV4相比，IPV6具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32，最大地址個(gè)數(shù)為2^32;而IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128，即最大地址個(gè)數(shù)為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個(gè)。IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類(Aggregation)的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄(Entry)表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(zhǎng)度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。IPv6增加了增強(qiáng)的組播(Multicast)支持以及對(duì)流的控制(FlowControl)，這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長(zhǎng)足發(fā)展的機(jī)會(huì)，為服務(wù)質(zhì)量(QoS，QualityofService)控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。IPv6加入了對(duì)自動(dòng)配置(AutoConfiguration)的支持。這是對(duì)DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)(尤其是局域網(wǎng))的管理更加方便和快捷。六、優(yōu)勢(shì)5.IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，在IPV6中的加密與鑒別選項(xiàng)提供了分組的保密性與完整性。極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。6.允許擴(kuò)充。如果新的技術(shù)或應(yīng)用需要時(shí)，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充。7.更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式，其選項(xiàng)與基本頭部分開，如果需要，可將選項(xiàng)插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。這就簡(jiǎn)化和加速了路由選擇過程，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的選項(xiàng)不需要由路由選擇。8.新的選項(xiàng)。IPV6有一些新的選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)附加的功能。雖然IPv6在全球范圍內(nèi)還僅僅處于研究階段，許多技