IPv6基础详解

IPv6

由于internet规模的扩大，IPv4地址空间已经消耗殆尽，IETF在90年代提出了下一代互联网协议IPv6，IPv6支持几乎无限的地址空间，并且配置更加简单，IPv6还采用全新的报文格式，提高了报文处理的效率，安全性。也能更好的支持Qos。
对比
IPv4 长度32bit 大约有40亿，256^4
IPv6 长度128bit 3x10^38 16 ^32

IPv6基本报头

数据帧    IPv6     tcp     data

  IPv6 报头    大体分为  版本号（version ） 流类别（traffic class） 流标签（flow label）

与IPv4相比，IPv6报头去除了IHL, IDENTIFIER , FLAGS, FRAGMENT OFFSET, HEADER CHECKSUM, OPTIONS, PADDING域，只增加了流标签域，因此IPv6报文头的处理较IPv4大大简化，提高了处理效率。

IPv6扩展报头

IPv6扩展报头是跟在IPv6基本报头后面的可选报文，可以有一个或多个。
报头按照一下顺序出现
1，IPv6基本报头
2，逐跳选项扩展报头
3，目的选项扩展报头
4，路由扩展报头
5，分片扩展报头
6，认证扩展报头
7，封装安全有效载荷扩展报头
8，目的选项扩展报头
9，上层协议数据报头
目的选项报头最多出现两次，其他最多只能出现一次。

IPv6地址格式

长度128bit，每16比特划分为一段，每段由4个16进制数表示，
一个IPv6地址由IPv6地址前缀（标识IPv6网络）和接口ID（标识接口）组成

IPv6地址压缩格式

每一组中的前导“0”都可以省略，
地址中包含的连续为0的组，可以用双冒号“：：”来代替，但是最多使用1次。
例
3287：0fe0：0000：0000：0000：0fa1：ffff：0234
压缩 3287：fe0：：fa1：ffff：234

IPv6地址分类

分为单播地址，任播地址，组播地址，没有广播地址。
2000：：/3 全球单播地址
fc00： ：/7 唯一本地地址
fe80 ：：/10 链路本地地址
ff00 ： ：/8 组播地址
：：/ 128 未指定地址
：：1/128 换回地址

2400：：/12 APNIC 亚太互联网
2600：：/12 ARIN 美国
2800：：/12 LACNIC 拉丁美洲
2A00：：/12 RIPE NCC 欧洲
2C00：：/12 AFRINIC 非洲

文档示例预留地址空间 2001 ：：/32
链路本地地址只能连接到同一本地链路的节点之间

IPv6无状态自动配置

过程
ipv6主机首先通过路由器发现功能来获取地址前缀信息，之后通过向接口已有的48比特mac地址中插入16比特的ffee生成接口ID，在生成了ipv6地址后通过重复地址检测来确认地址是否唯一。
RA报文 type134 由路由器自动发送，获取主机分配地址
RS报文 type133 由主机主动向路由器发送主动获取

EUI-64规范

为了通过IPv6网络进行通信，各接口必须获取有效的ipv6地址，
办法有三种， 手动配置， 通过系统软件生成， 采用扩展唯一标识符

MAC共48位，前24位代表厂商id，后24位代表制造商分配的唯一扩展标识
mac地址的第7高位是U/L位，值为0时表示mac地址全局唯一
为1时代表mac地址本地唯一

在mac地址向eui-64格式转换过程中，在mac地址前24位和后24位之间插入16比特的ffee，将U/L位值从0变成1，这样就生成一个64比特的接口id，且接口id的值全局唯一。

IPv6无状态地址DAD检查

当接口配置IPv6地址时，DAD用来在本地链路范围内检测将要使用的地址是否重复。
作用和ipv4的ARP类似。