挑战408——一周网络——网络层（4）

随着互联网的飞速发展，到2011年2月，IPV4的地址已经耗尽。虽然我们可以通过划分子网和构成超网的方式来缓解IPV4地址紧张的问题，但是解决IP地址耗尽的根本措施就是采用具有更大空间的新版本——IPV6。
对比IPV4，新版本的IPV6变化如下：

1. 地址空间更大。地址从原有的32位扩充为128位，从$2^{32}$到$2^{128}$，地址扩充了近$2^{96}$倍。
2. 首部长度固定。IPV6首部长度固定为40字节，而之前的IPV4，首部长度 = 固定字段长度+可变部分。且v6的首部改为8字节对齐，而非v4的4字节对齐。
3. IPV6不在需要DHCP协议。
4. 可以进行资源预分配。
5. IPV6新增了身份验证和保密功能
6. 其他一些改动…

IPV6地址

一般来讲，IPv6的目的地址可以是以下三种基本地址中的一种：

• 单播：传统的一对一传输
• 多播：一对多通信，类似于IPV4中的广播，但是v6中没有广播这个概念，而是将广播视为是多播的一种特例。
• 任播：IPV6新增的一种广播类型。终点是一组计算机，但是只交付给这组计算机的其中一个。

IPV6的记法

由于v6的长度已经拓展到了128位，所以用点分十进制法表示已经不再方便了，于是我们用**“冒号十六进制法”** 代替原有的点分十进制法。冒号十六进制法，顾名思义就是用十六进制法表示地址。
下面看一个实例，下图是一个用点分十进制法表示的128位的ip地址：

现在转换为用十六进制表示。我们知道，点分十进制法中，8位二进制数分开表示为一个十进制数。而我们在ipv6版本中，我们用16位二进制数表示，并用冒号代替传统的点。于是有了以下的表示方法：

注意，计算的时候，传统的104.230不能直接用104230直接转换，而是先将104转为十六进制数，再将230转为十六进制数，最后拼接为IP地址。由于十六进制表示法中可以把多余的0去掉，所以上图中的0.0表示应该是0000，这里简单记为0.
这里还有一种称为0压缩的技术，即一串0可以用冒号表示：

IPv4向v6过渡的方式有两种：双协议栈和隧道技术。