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IPv6概述，什么是IPv6
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随着Internet的迅速发展，IPv4地址空间的逐渐耗尽，IPv6必将成为必然取代IPv4网络协议的下一版本。在这个系列中，我们将讨论互联网和IPv6的解决方案存在的问题，IPv6地址分配，新的IPv6包头及其扩展，IPv6替代ICMP协议和IGMP协议，邻居节点的IPv6地址自动配置的作用。
U3000 U3000
IPv6概述
自1981 RFC 791标准发布以来，当前IPv4没有发生太大变化，事实证明IPv4具有强大的生命力，易于实现和互操作。它已经经受住了从早期小规模互联网向全球互联网应用的延伸，这一切都要归功于IPv4的优秀设计。
U3000 U3000
然而，在设计初期，仍有一些未预料到的事态发展：
U3000 U3000
近年来，互联网的飞速发展已经指数，导致IPv4地址空间枯竭。IP地址越来越少，迫使许多企业使用NAT映射多个内部地址转换成一个公共IP地址，但地址翻译技术缓解压力的一个公共IP地址一定程度上，它不支持某些网络层的安全协议，它必然会导致错误的地址映射，这带来了一些新的问题。此外，它是不可能解决IP地址短缺从根本上通过NAT。随着网络设备的快速增加，IPv4的公共地址将完全耗尽。
U3000 U3000
因特网骨干路由器增强了维护大型路由表的能力，当前IPv4路由的基本结构是平面路由机制和层次路由机制的结合。Internet核心骨干路由器可以维护85000多个路由表条目。
U3000 U3000
地址配置趋于简单。大多数的IPv4地址配置需要做手动或使用DHCP（动态主机配置协议）地址配置协议。随着越来越多的计算机和相关设备使用的IP地址，就必须提高地址配置的自动化，使其更简单。其他配置设置不能依赖于DHCP协议的管理。
U3000 U3000
对IP层的安全需求的增长，互联网等公共媒体，私人数据通信通常需要加密服务，使数据不会被泄露或被盗，在传输过程中。虽然IPSec协议为IPv4数据包提供安全保护，因为协议是一个可选的标准，企业利用自己的私人的安全解决方案，这是很常见的。
U3000 U3000
更好的实时QoS支持要求。
IPv4 QoS标准是基于IPv4的服务类型字段（TOS）对实时传输的支持和使用UDP或TCP端口认证。但IPv4的TOS字段具有有限的功能，并有可能随着时间的推移，导致实时传输的因素太多。另外，如果IPv4数据包是加密的，这是不可能的使用TCP / UDP端口认证。
U3000 U3000
为了解决上述问题，互联网工程任务组（IETF）开发了IPv6，这一新的版本，又称为下一代IP，集成了许多升级IPv4的建议，在设计中，IPv6试图避免添加太多新特性，以尽量减少对现有高层次和低级别协议的影响。
U3000 U3000
IPv6的特点
下面列出了IPv6协议的一些新特性。
U3000 U3000
包头新格式
U3000 U3000
更大的地址空间
U3000 U3000
高效分层寻址和路由体系结构
U3000 U3000
全状态和无状态地址配置
U3000 U3000
内置安全设施
U3000 U3000
更好的QoS支持
U3000 U3000
一种新的相邻节点交互协议
U3000 U3000
可扩展性
U3000 U3000
这些新功能依次讨论：
U3000 U3000
包头新格式
U3000 U3000
新的IPv6包头包头的设计原则是尽量减少开销，在实践中一些非关键字段和可选的领域从包头，包头在包头的扩张后放置IPv6，但IPv6地址是IPv4的四倍长，但包头只有两次IPv4，IPv6在提高包头路由器是更有效的传递。
U3000 U3000
由于包头之间没有互操作性，而IPv6与IPv4的功能扩展集没有向后兼容，为了识别和处理这两种包头格式，我们必须在主机和路由器中分别实现IPv4和IPv6。
U3000 U3000
更大的地址空间
U3000 U3000
IPv6的地址长度为128位（16字节），即有2 ^ 128-1（3.4e + 38）地址。这是地址空间的IPv4地址空间1e28倍（或总人数目前全球人口的1.8times可以分配的人均收入，和1019的IPv6地址）。IPv6采用分级地址模式从电脑核心骨干企业的内部子网的子网地址分配多支持。在IPv6的地址空间巨大，通过全球联网设备分配地址只是一小部分。在未来的发展中有足够的余地，同时，如果地址空间足够，地址转换技术（如NAT）就不再需要了。
U3000 U3000
高效分层寻址和路由体系结构
U3000 U3000
IPv6采用集群机制定义非常灵活的层次寻址和路由结构。在同一层次上，多个网络被表示为上层路由器中的统一网络前缀，可以显著减少路由器必须维护的路由表项，在理想情况下，核心骨干路由器必须保持不超过8192个表项，大大减少了路由器的路由和存储开销。
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全状态和无状态地址配置
U3000 U3000
为了简化主机配置，IPv6支持两种地址配置方法，即所有状态和无状态（有状态和无状态），在IPv4中，动态主机配置协议DHCP实现主机IP地址及其相关配置的自动设置。IPv6继承了IPv4的自动配置服务，称之为全状态自动配置（状态自动配置）。除了全状态自动配置，IPv6还采用自动配置服务称为无状态自动配置。在无状态自动配置过程，在线主机自动获得本地路由器的地址前缀、链路本地地址相关的配置。
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内置安全设施
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IPv6完全支持IPSec，它需要基于标准的网络安全解决方案来满足和增强不同IPv6实现之间的协作能力。
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更好的QoS支持
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IPv6包头的新领域定义了数据流的识别和处理，识别的流（流标签）在IPv6包头字段用于识别数据流的身份，和IPv6允许最终用户请求的通信质量。路由器可以识别所有属于一个基于此领域特定数据流的包，而这些包需求提供特定的处理。由于数据流的身份信息包含在IPv6的IPSec加密数据包的包头，甚至还可以获得的QoS支持。
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一种新的相邻节点交互协议
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IPv6的邻居发现协议（邻居发现协议）采用了一系列的IPv6控制信息包（ICMPv6）实现交互式管理相邻节点（同一链路上的节点），邻居发现协议和高效的组播和单播邻居发现报文取代以前的广播地址解析协议，ICMPv4路由器发现和ICMPv4重定向报文。
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可扩展性
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IPv6特性具有很强的可伸缩性，并且新特性可以被添加到IPv6包头之后的扩展包头，不像IPv4，包头最多只能支持40字节，而包头IPv6扩展的大小受整个IPv6包中最大字节数的限制。
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IPv6概述
自1981 RFC 791标准发布以来，当前IPv4没有发生太大变化，事实证明IPv4具有强大的生命力，易于实现和互操作。它已经经受住了从早期小规模互联网向全球互联网应用的延伸，这一切都要归功于IPv4的优秀设计。
U3000 U3000
然而，在设计初期，仍有一些未预料到的事态发展：
U3000 U3000
近年来，互联网的飞速发展已经指数，导致IPv4地址空间枯竭。IP地址越来越少，迫使许多企业使用NAT映射多个内部地址转换成一个公共IP地址，但地址翻译技术缓解压力的一个公共IP地址一定程度上，它不支持某些网络层的安全协议，它必然会导致错误的地址映射，这带来了一些新的问题。此外，它是不可能解决IP地址短缺从根本上通过NAT。随着网络设备的快速增加，IPv4的公共地址将完全耗尽。
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因特网骨干路由器增强了维护大型路由表的能力，当前IPv4路由的基本结构是平面路由机制和层次路由机制的结合。Internet核心骨干路由器可以维护85000多个路由表条目。
U3000 U3000
地址配置趋于简单。大多数的IPv4地址配置需要做手动或使用DHCP（动态主机配置协议）地址配置协议。随着越来越多的计算机和相关设备使用的IP地址，就必须提高地址配置的自动化，使其更简单。其他配置设置不能依赖于DHCP协议的管理。
U3000 U3000
对IP层的安全需求的增长，互联网等公共媒体，私人数据通信通常需要加密服务，使数据不会被泄露或被盗，在传输过程中。虽然IPSec协议为IPv4数据包提供安全保护，因为协议是一个可选的标准，企业利用自己的私人的安全解决方案，这是很常见的。
U3000 U3000
更好的实时QoS支持要求。
IPv4 QoS标准是基于IPv4的服务类型字段（TOS）对实时传输的支持和使用UDP或TCP端口认证。但IPv4的TOS字段具有有限的功能，并有可能随着时间的推移，导致实时传输的因素太多。另外，如果IPv4数据包是加密的，这是不可能的使用TCP / UDP端口认证。
U3000 U3000
为了解决上述问题，互联网工程任务组（IETF）开发了IPv6，这一新的版本，又称为下一代IP，集成了许多升级IPv4的建议，在设计中，IPv6试图避免添加太多新特性，以尽量减少对现有高层次和低级别协议的影响。
U3000 U3000
IPv6的特点
下面列出了IPv6协议的一些新特性。
U3000 U3000
包头新格式
U3000 U3000
更大的地址空间
U3000 U3000
高效分层寻址和路由体系结构
U3000 U3000
全状态和无状态地址配置
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内置安全设施
U3000 U3000
更好的QoS支持
U3000 U3000
一种新的相邻节点交互协议
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可扩展性
U3000 U3000
这些新功能依次讨论：
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包头新格式
U3000 U3000
新的IPv6包头包头的设计原则是尽量减少开销，在实践中一些非关键字段和可选的领域从包头，包头在包头的扩张后放置IPv6，但IPv6地址是IPv4的四倍长，但包头只有两次IPv4，IPv6在提高包头路由器是更有效的传递。
U3000 U3000
由于包头之间没有互操作性，而IPv6与IPv4的功能扩展集没有向后兼容，为了识别和处理这两种包头格式，我们必须在主机和路由器中分别实现IPv4和IPv6。
U3000 U3000
更大的地址空间
U3000 U3000
IPv6的地址长度为128位（16字节），即有2 ^ 128-1（3.4e + 38）地址。这是地址空间的IPv4地址空间1e28倍（或总人数目前全球人口的1.8times可以分配的人均收入，和1019的IPv6地址）。IPv6采用分级地址模式从电脑核心骨干企业的内部子网的子网地址分配多支持。在IPv6的地址空间巨大，通过全球联网设备分配地址只是一小部分。在未来的发展中有足够的余地，同时，如果地址空间足够，地址转换技术（如NAT）就不再需要了。
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高效分层寻址和路由体系结构
U3000 U3000
IPv6采用集群机制定义非常灵活的层次寻址和路由结构。在同一层次上，多个网络被表示为上层路由器中的统一网络前缀，可以显著减少路由器必须维护的路由表项，在理想情况下，核心骨干路由器必须保持不超过8192个表项，大大减少了路由器的路由和存储开销。
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全状态和无状态地址配置
U3000 U3000
为了简化主机配置，IPv6支持两种地址配置方法，即所有状态和无状态（有状态和无状态），在IPv4中，动态主机配置协议DHCP实现主机IP地址及其相关配置的自动设置。IPv6继承了IPv4的自动配置服务，称之为全状态自动配置（状态自动配置）。除了全状态自动配置，IPv6还采用自动配置服务称为无状态自动配置。在无状态自动配置过程，在线主机自动获得本地路由器的地址前缀、链路本地地址相关的配置。
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内置安全设施
U3000 U3000
IPv6完全支持IPSec，它需要基于标准的网络安全解决方案来满足和增强不同IPv6实现之间的协作能力。
U3000 U3000
更好的QoS支持
U3000 U3000
IPv6包头的新领域定义了数据流的识别和处理，识别的流（流标签）在IPv6包头字段用于识别数据流的身份，和IPv6允许最终用户请求的通信质量。路由器可以识别所有属于一个基于此领域特定数据流的包，而这些包需求提供特定的处理。由于数据流的身份信息包含在IPv6的IPSec加密数据包的包头，甚至还可以获得的QoS支持。
U3000 U3000
一种新的相邻节点交互协议
U3000 U3000
IPv6的邻居发现协议（邻居发现协议）采用了一系列的IPv6控制信息包（ICMPv6）实现交互式管理相邻节点（同一链路上的节点），邻居发现协议和高效的组播和单播邻居发现报文取代以前的广播地址解析协议，ICMPv4路由器发现和ICMPv4重定向报文。
U3000 U3000
可扩展性
U3000 U3000
IPv6特性具有很强的可伸缩性，并且新特性可以被添加到IPv6包头之后的扩展包头，不像IPv4，包头最多只能支持40字节，而包头IPv6扩展的大小受整个IPv6包中最大字节数的限制。
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