探索IPv6：未来互联的新时代

首先可以看下思维导图，以便更好的理解接下来的内容。

一、IPv4的问题

• 地址资源枯竭： 由于IPv4地址长度有限，可用地址已经被全部耗尽，这限制了互联网的扩展和连接新设备。
• 配置复杂： 分配IPv4地址需要手动配置或依赖DHCP服务器，这在大型网络中变得繁琐且容易出错。
• 安全性和QoS限制： IPv4协议在设计初期没有考虑强大的安全性需求，也没有内置的服务质量（QoS）支持，这导致网络容易受到攻击，并且无法有效地处理多样化的数据流量。

二、IPv6的优势

• 庞大的地址空间： IPv6采用128位地址，约为3.4 x 10^38个可用地址，这为未来的互联设备提供了充足的地址资源。
• 零配置： IPv6引入了无状态地址自动配置（SLAAC），使终端设备能够自动获得全球唯一的IPv6地址，消除了手动配置的烦恼。
• 内建安全性和QoS支持： IPv6协议加强了安全性，引入IPSec协议作为标准部分，同时支持QoS，确保网络数据的可靠传输和流量管理。

三、地址格式与地址书写压缩

IPv6地址使用冒号分隔的十六进制数表示，每个数字对应4位二进制。
地址由8个16位的片段构成，共计128位。

段内前导0压缩：IPv6允许省略片段前导的0，使地址更加紧凑。
全0段压缩：连续的全0片段可以用"::"表示，但一个IPv6地址只能使用一次全0段压缩。

四、网段划分

• 前缀： 通过前缀长度来划分不同的子网，前缀长度决定了网络的规模。
• 接口标识符： 通过基于设备MAC地址的计算，保证每个设备都有唯一的接口标识符。
• 前缀长度： 前缀中网络部分的位数。

五、地址分类

单播地址:

• 未指定地址：::/128，表示未明确指定的地址。
• 本地环回地址：::1/128，类似于IPv4的127.0.0.1，用于本地测试。
• 链路本地地址：FE80::/10，仅在同一链路内通信，自动生成，格式为FE80::接口标识符/10。
• 站点本地地址：FEC0::/10，用于站点内通信，类似于IPv4的私有地址。
• 全球单播地址：2000::/3，用于全球范围通信。

• 组播地址： 用于多点通信，标识一组设备，其中广播地址是一种特殊的组播地址。

• 任播地址： 用于智能路由，将数据发送到最近的下一跳，从一组单播地址中选择。

六、IPv6邻居发现协议

• 地址解析： 类似于IPv4中的ARP，将IPv6地址解析为物理地址。
• 邻居关系管理： 建立和维护邻居关系，包括路由器发现和前缀发现。
• 地址自动配置： 自动为设备分配IPv6地址，包括请求前缀、路由器回复和生成IPv6地址。
• 地址重复检测： 确保新生成的IPv6地址在网络中唯一。

七、常用命令

[h3c-GigabitEthernet 0/0]ipv6 address 'ipv6 address'             # 配置静态IPv6地址
[h3c-GigabitEthernet 0/0]ipv6 address auto                       # 配置为自动产生IPv6地址
[h3c-GigabitEthernet 0/0]undo ipv6 nd ra halt                    # 解除路由器ND消息抑制

如有不详或错误，敬请指出。