什么是IPv6

发布时间： 2022-04-21 10:31:27

什么是IPv6？IP地址空间耗尽的过程使人们意识到：需要设计一种新的协议来代替目前的TCP/IP(我们将目前使用的TCP/IP协议成为TCP/IP协议版本4，即IPv4)，并且这个协议不是仅仅以扩大地址空间为最终目标。现在是一个修正现有TCP/IP编制方案的好机会。

这个工作最早由互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)于20世纪90年代初期进行。当时他们的目标是制定下一代网际协议IPng(IP-thenext generation)。IETF确定的下一代互联网协议所要达到的主要目标为：

● 支持几乎无限大的地址空间。

● 减小路由表的大小，使路由器能够更快地处理数据包。

● 提供更好的安全性，实现IP地址级的安全。

● 支持现有的多种服务类型，并支持组播。

● 支持自动地址配置(类似DHCP)，允许主机不改变地址实现异地漫游。

● 允许在某种情况下IPv6与IPv4的共存。

● 协议必须支持可移动主机和网络。这些目标被确定之后，IETF首先得到的是一种叫做“简单IP插件”(Simple IPPlus，SIPP)技术。这种技术通过改变现有IP数据包的帧结构有效地提高了路由器处理数据包的速度，但是，这种技术使用64位的地址空间。1994年7月，IETF以SIPP为基础，将其地址空间增加到128 位，其详细描述被定义在RFC1752 中，这就是下一代互联网协议，TCP/IP协议版本6，即IPv6。由于IPv6的设计初衷并非简单地扩大地址空间，所以IPv6在扩展了地址空间的同时还解决了很多问题，其中有很多极富创新精神。

● 全新的报文结构。IPv6使用了全新的协议头格式。在IPv6中，报文头包括固定头部和扩展头部，一些非根本性的和可选择的字段被移到了扩展头部，这使得网络中的中间路由器在处理IPv6数据包时可以大幅度地提高效率。但是这种改变并不兼容目前的IPv4。

● 巨大的地址空间。这一点非常明显，由于IPv6使用128位的地址空间，如此之大的地址空间可以容纳的地址个数几乎是无限的。

● 全新的地址配置方式。IPv6的地址配置方式有三种：手工配置、有状态自动配置和无状态自动配置。特别是无状态自动配置，网络上的主机可以自动为自己配置IPv6地址。在同一网络上，所有主机不用人工干预就可以相互通信。

● 更好的Qos支持。不像IPv4中的Qos是靠地址过滤或手工指定实现的。IPv6在协议头中加入了全新的“流标签”。路由器可以利用这个新的字段识别数据包的属性，同时无须打开数据包。这项技术意义非凡，它不仅可以实现自动的Qos功能，同时可以在数据内容加密的情况下识别数据的类型。

● 内置的安全性。IPv6协议本身就支持IPSec(Internet协议安全性)，这就为网络安全性提供了一种基于标准的解决方案。

● 全新的邻居发现协议。IPv6中包含一种叫做“邻接点发现(NeighborDiscovery)”的协议机制，用来管理相邻结点的交互。该机制使用更加有效的单播和组播报文取代了IPv4中的地址解析协议(ARP)、ICMP路由发现协议、ICMP路由重定向等烦琐的东西。

● IPv6取消了广播，这是我所看到的较大胆的改动。你知道在IPv4中有多少广播数据吗?相信我，非常多，非常非常多!这说明广播操作对IPv4很重要。但是我们都知道，广播流很难控制，交换机是无法阻止广播的。除了令人恐惧的“广播风暴”，广播数据还会消耗大量的CPU时间。一般情况下，一台计算机每天接收到的广播数据中至多只有1/10是它们真正需要的。这种情况在IPv6网络中将永远消失，IPv6甚至完全不知道什么是广播(它不支持广播)。IPv6的数据包总会有一个明确的地址，它可能表示单独的主机，也可能代表很多主机，但所有收到IPv6数据包的主机都确信自己确实需要这些数据，网络带宽在IPv6中得到了充分的保护。