计算机网络网络层IPv6

2011年2月，IPv4的32位地址已经耗尽。ISP已经不能再申请到新的 IP 地址块了。
我国在2014 – 2015 年也逐步停止了向新用户和应用分配 IPv4 地址。
解决IP地址耗尽的根本措施就是采用具有更大地址空间的新版本的IP，即 IPv6。

IPv6 的基本首部

IPv6仍支持无连接的传送，但将协议数据单元 PDU称为分组。
所引进的主要变化如下：
1.更大的地址空间.IPv6将地址从IPv4的32 位增大到了128位.
2.扩展的地址层次结构。
3.灵活的首部格式.IPv6 定义了许多可选的扩展首部。
4.改进的选项。IPv6 允许数据报包含有选项的控制信息，其选项放在有效载荷中。
5.允许协议继续扩充.
6.支持即插即用（即自动配置）。因此 IPv6 不需要使用 DHCP.
7.支持资源的预分配。IPv6 支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用。
8.IPv6 首部改为8字节对齐。首部长度必须是 8 字节的整数倍。原来的 IPv4 首部是 4 字节对齐。
IPv6数据报由两大部分组成：
1.基本首部
2.有效载荷

IPv6将首部长度变为固定的40字节，称为基本首部.
把首部中不必要的功能取消了，使得IPv6首部的字段数减少到只有8个.

IPv6 的扩展首部

IPv6把原来 IPv4 首部中选项的功能都放在扩展首部中，并将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理。
数据报途中经过的路由器都不处理这些扩展首部（只有一个首部例外，即逐跳选项扩展首部）。

六种扩展首部:
1.逐跳选项
2.路由选择
3.分片
4.鉴别
5.封装安全有效载荷
6.目的站选项

IPv6 的地址

IPv6 数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一：

冒号十六进制记法

每个 16 位的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔。例如：
一个用点分十进制记法的128位的地址为:
104.230.140.100.255.255.255.255.0.0.17.128.150.10.255.255
使用冒号十六进制记法，变成如下:
68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF

IPv6地址分类

从 IPv4 向 IPv6 过渡

双协议栈

指在完全过渡到 IPv6 之前，使一部分主机（或路由器）装有两个协议栈，一个IPv4和一个 IPv6。
双协议栈的主机（或路由器）记为 IPv6/IPv4，表明它同时具有两种 IP 地址：一个 IPv6 地址和一个 IPv4 地址。
双协议栈主机在和 IPv6 主机通信时是采用 IPv6 地址，而和 IPv4 主机通信时就采用 IPv4 地址.
根据DNS返回的地址类型可以确定使用IPv4地址还是IPv6地址.
下图是A向F发送IPv6数据报，路径是A-B-C-D-E-F。

B到E使用的是IPv4网络，路由器B不能向C转发IPv6数据报，因为C使用的是IPv4协议.B是IPv6/IPv4路由器，它把IPv6数据报首部转换为IPv4数据报首部后发送给C，然后D在恢复成原来的.

隧道技术

ICMPv6

IPv6 也不保证数据报的可靠交付，因为互联网中的路由器可能会丢弃数据报。
因此 IPv6 也需要使用 ICMP 来反馈一些差错信息。新的版本称为 ICMPv6。

ICMPv6 报文的分类