IPV6地址

IPV6的诞生
网络最初开始发展只是限于学术和研究领域，但随着万维网的出现导致网络用户群体的增多，就出现了一个比较严重的技术问题–IPV4地址不够使用。
为了解决这一问题，人们着手研究出了新的地址协议IPV6。
但是一个新的标准实施起来需要时间，而IPV4地址消耗的速度之快已让人们有点等不起了。于是就有了NAT技术的诞生。

NAT（network address translation）网络地址转换
NAT技术允许多台主机共享一个或较少的公用IP地址，很好的减缓了IPV4地址耗尽问题。这项技术的出现让人们对接着使用IPV4又重新有了希望，因为要重新部署IPV6的话，需要的是时间、人力、财力。网络设备的硬件、软件都要修改，这是庞大的工程，所以不到万不得已，没人希望改变。所以口号喊了很多年，实际却。。。（现在是2019.1.21）
NAT技术的广泛使用把原来具有透明、开放、对等特点的Internet变成看上去更像一个具有客户——服务器结构的网络的巨大集合，成了单向的Internet 为用户服务。用户成了单纯的消费者。

推动IPV6地址协议应用的两个基本动力
1.对使用诸如移动IP协议、服务质量保证、端到端的安全、网络计算以及点到点网络互联等核心概念的新型应用的先见之明。NAT技术遏制了这些技术的创新，因而摒弃NAT技术的唯一手段就是提供充足且易于使用的公共IP地址。
2.拥有众多人口的国家快速的现代化发展对网络的需求。
总结一下就是，非IPV6不行了，就让长痛不如短痛吧。

ipv4到ipv6的改进
1.更大的地址空间：128位的地址空间是IPV4的4倍
2.扩展的地址层次：地址更多，分类更多
3.灵活的首部结构：IPV6中定义了更多的扩展首部，比IPV4的功能更多，而且提高的路由器处理效率，因为路由不对扩展首部进行处理（除逐跳扩展头部）
4.改进的选项：IPV6首部固定，将选项放到了有效负载中。
5.允许协议扩充
6.支持即插即用（不使用DHCP）
7.支持资源预分配

IPV6的地址表示
IPV4的地址是32位的，分为4个8位段，是点分十进制表示。
IPV6的地址是128位的，分为8个16位段，是冒分十六进制表示。
192.168.1.1
ff02:0cda:33ac:0000:0560:0000:0000:0100
地址空间增大了，但是记忆难度和书写难度也同样增大了，为了方便书写和记忆，我们可以按照以下两条简化规则将其进行简化：
1.任何一个十六位段中起始的0可以省略；任何一个十六位段中如果少于4个十六位数，则人为忽略书写的数字是起始的0.
ff02:cda:33ac:0:560:0:0:100
注意：只能是起始的0可以被省略，末尾的0不能省略。
2.任何由全0组成的一个或多个十六位段的单个连续的字符串都可以用一个双冒号“：：”来表示。
ff02:cda:33ac:0:560::100或ff02:cda:33ac::560:0:0:100
注意：只能是‘单个连续不间断的全0字符串分段’部分能用一个双冒号“：：”表示。若写成ff02:cda:33ac::560::100,这样就不能唯一的还原出IPV6地址了。

IPV6的前缀只能用位计数的方式来表示。
ff02:cda:33ac::560:0:0:100/64

IPV6的缺省地址和未指定地址（仅前缀不同）

缺省地址—— ：：/0 代表所用。
未指定地址—— ：：/128 用来标识一个还未确定的实际IPV6地址。

IPV6地址的分类：
单播地址
任意播地址
多播地址

1.全球单播地址
单播地址是用来表示单台设备的地址，全球单播地址是其具有指全球唯一性。

主机部分被称为接口ID，用来标识主机的接口，比标识主机更加的精确。一个接口可以有多个地址。
IPV4 与IPV6之间除了地址长度的差异外，又一个不同就是两者子网标示符的位置不同，IPV4一个地址的子网部分来自于该地址的主机部分，减少了主机位，导致IPV4的主机部分不仅仅使它的分类产生变化，而且导致用户子网的位数产生变化。IPV6的子网标识符是的位置是网络域的一部分，这样设计的一个直接好处就是，所有IPV6地址的主机位大小一致，这样就简化了地址的解析复杂度。而且使地址的两个部分分工清除：
网络部分提供了一台设备到下行专用数据链路的定位；主机部分提供了这条数据链路上设备的标识。
网络部分：要去哪
主机部分：要找谁
除了极少数的例外，全球单播IPV6地址的标准字段大小：
全球路由选择前缀：48位
子网ID：16位
接口ID：64位

标识IPV6地址的类型
IPV6的地址类型由IPV6地址起始的一些二进指明

链路本地地址：只在单条链路上具有唯一性。
地区本地地址：仅在一个给定的地区内该地址唯一。（目前存在争议）

2.IPV6的任意播地址
一个任意播地址表示的更像是一种服务，而不是一台设备，并且同一地址可以驻留在相同服务的一台或多台设备中。

如图，某些服务是由3台服务器提供的，但都是通过IPV6地址3ffe:205:1100::15来进行该服务的所有通告。
接收到包含该服务通告的路由器并不知道是由3台不同的服务器发通告给它，而是认为有3条路由到达同一目的地。并且它会选择一条代价最低的路由，图中选择服务器C，因为到C的代价最低。
这样做的好处：路由器总是选择到达“最近的”或“代价最低”的服务器的路由。这样可以使网络中的流量模型更有效，而且，当其中一台服务器不能使用时，路由器会把路由指向下一个“最近”的路由器。
任意播地址仅是根据它们提供的服务功能而定义的，而不是根据它们的格式。

3.IPV6的多播地址：
多播地址标识的不是一台设备而是一组设备———多播组。
一个多播数据包通常包括一个单播地址作为它的源地址，一个多播地址作为它的目的地址。多播地址从来不会作为源地址出现。
一个多播组的成员可以是一台设备，也可以是该网络中所有的设备。IPV6没有广播地址，而是以一个包含所有节点的多播地址来实现广播地址的功能。
多播前缀：FF,标识多播
标记：前3位保留，最后1位是别地址

0：表示永久、公认地址
1：暂时性地址

范围：表示地址的范围

0x0：保留
0x1：节点本地
0x2：链路本地
0x5：地区本地
0x8：组织本地
0xE：全球地址
0xF：保留

组ID:表示各个不同的多播组，目前的用法是，保留前80位，使用后32位。
公认的多播地址：

FF02::1——所有节点
FF02::2——所有路由器
FF02::5——OSPFV3
FF02::6——OSPFV3指定路由器
FF02::9——RIPNG路由器
FF02::A——EIGRP路由器
FF02::C——DHCP

6 to 4技术
把IPV4地址转换为IPV6地址的方法
10.23.1.5转化为IPV6地址为2002：0A17：0105 ：：148
0A 17 01 05是10.23.1.5的16进制表示。