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什么是IPv6?

IPv6(Internet Protocol Version 6)是网络层协议的第二代标准协议,也被称为IPng(IP Next Generation),它所在的网络层提供了无连接的数据传输服务。IPv6是IETF设计的一套规范,是IPv4的升级版本。它解决了目前IPv4存在的许多不足之处,IPv6和IPv4之间最显著的区别就是IP地址长度从原来的32位升级为128位。IPv6以其简化的报文头格式、充足的地址空间、层次化的地址结构、灵活的扩展头、增强的邻居发现机制将在未来的市场竞争中充满活力。

为什么选择IPv6?

IP(Internet Protocol)是TCP/IP协议族中的网络层协议。(网络层协议主要工作是:借助路由表,负责处理IP数据报在网络中的传输。)IPv4协议是目前广泛部署的因特网协议。在因特网发展初期,IPv4以其协议简单、易于实现、互操作性好的优势而得到快速发展。但随着网络的迅猛发展,地址短缺问题的显现,IETF曾提出过IPv6、IPv7、IPv8、IPv9等四个草案,并希望其中的一种协议能够替代IPv4。经过充分的讨论,IETF最终选择IPv6并替代IPv4,而IPv7、IPv8、IPv9也就从此销声匿迹。
IPv6的演进
IPv6的演进

为什么没有IPv5?

1990年,IETF曾经提出过IPv5的草案,最初希望IPv5负责承载语音,视频等“流”业务与负责承载数据业务的IPv4共同在网络运行。但由于种种原因,这一草案并没未广泛部署,也不会公开使用。

什么是IPv6地址?

IPv6地址由网络前缀和接口标识两个部分组成。网络前缀有n位,相当于IPv4地址中的网络ID;接口标识有(128-n)比特,相当于IPv4地址中的主机ID。

地址2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58的构成示意图
地址2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58的构成示意图

IPv6地址长度为128位,表示为"X:X:X:X:X:X:X:X", 每个X代表4个十六进制值字符,以冒号分隔,一共被分为8组。为了书写方便,例如,IPv6地址:FC00:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B,还可以写为缩略形式:每组中的前导“0”都可以省略,可写为:FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130B。如果地址中包含连续两个或多个均为0的组,可以用双冒号“::”来代替,进一步简写为:FC00:0:130F::9C0:876A:130B。

但是,由于无法在短时间内将网络中的全部系统从IPv4升级到IPv6。最有效的过渡方案便是IPv6地址支持内嵌IPv4地址。原先的IPv4地址由32位二进制数值组成,但为了便于识别和记忆,采用了"点分十进制表示法"。表示为"d. d. d. d",其中每一个d代表一个十进制整数, 以点分号分隔,一共有4个整数。现在,IPv4地址转变为了一种特殊形式的IPv6地址:"X:X:X:X:X:X:d.d.d.d" , 其中"X:X:X:X:X:X"的前80位设为0,后16位设为1,然后再跟IPv4地址。例如,IPv4地址是192.168.0.1,那么嵌入在IPv6协议中呈现的地址为 ::FFFF:192.168.0.1。

IPv4 vs IPv6

由于网络迅速发展,IPv4的设计不足也日益明显,IPv6相比IPv4提供了一些新特性和改善措施:

IPv4 vs IPv6
IPv4 vs IPv6

部署IPv6对现有网络和业务的影响

  • IPv6对网络性能的影响

    在路由器上开启IPv6技术对高性能的路由器影响非常小;一般情况下,部署IPv6对网络传输时延丢包率没有影响;在某个路由器出现故障的情况下,IPv6对更新信息,计算最佳的路径的效率影响很小。

  • IPv6对网络维护的影响

    在使用IPv6的协议过程中,增加了工程师的维护工作量和技能要求,但IPv6对网络维护的冲击比较小,具备维护IPv4能力的工程师可以在较短时间内掌握IPv6。

  • IPv6对业务和应用的影响

    在IPv6网络的现有网络业务和应用没有影响,您可以额外获得访问IPv6资源的能力。部署IPv6往往需要调整域名系统等业务系统,不正确的配置或有缺陷的软件将影响您的用户体验。

    这里,向您简单介绍一下IPv6与域名系统的关联:

    IPv6网络中,每一台网络设备都是由IPv6地址来标识的,只有获得了目的地网络设备的IPv6地址,才能成功进行访问。因为记住128位的IPv6地址是相当困难的,所以为IPv6网络建立了一套IPv6域名系统。这样,在对网络设备进行访问操作时,您可以直接使用便于记忆的域名,由网络中的服务器来将域名解析为IPv6地址。

    例如,Google提供给大众的公共域名解析服务器可以将您所输入的域名映射为IPv6地址,其自身的IPv6地址如下:
    • 2001:4860:4860::8888
    • 2001:4860:4860::8844
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  • 作者: 刘君梵
  • 最近更新: 2021-11-04
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