计算机网络———ipv6简解

1.前言：

因特网地址分配组织)宣布将其最2011年2月3日，IANA (Internet Assigned Numbers Authority，的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR (Regionallnternet Registry，区域互联网注册管理机构)，此后IANA再没有可分配的IPV4地址

❓可能有小伙子问了为什么新买服务器或者装宽带依旧有ipv4呢？
❗️ 因为只是INNA分完了，但是下层机构或者运营商并没有分完，由于现在机构加以节省，商用或者特殊用途还是能分得到的。

❗️❗️❗️❗️突击检查,ipv4有多少个地址？

IPv4地址总数是2^32，即约42.9亿个。

由于有一些地址被保留为特殊用途，实际上可用于分配的IPv4地址数量比总数少。

当然，这并不能解决ipv4不够用的问题，那么为了解决ipv4地址枯竭问题，引入了ipv6

2. ipv6简单分析：

下面简单分析下ipv6的结构。以便于了解ipv6的特点以及优势。

2.1.地址长度对比

项目	特点	最大ip
ipv4	2^32个	255.255.255.255（10进制）
ipv6	2^128个	f*32（16进制）

那么可以明显看出ipv6的总容量是ipv6的79,228,162,514,264,337,593,543,950,336（2^96） 倍，几乎不可能分的完。那么最大的长度问题就解决了。

2.2. ipv6包头分析

我们可以通过ipv4对比，可以很清楚的了解为什么改进，改进的目的是什么。

我们可以看出ipv6删除了首部长度，分组相关的内容

ipv6变化	目的
删除Identification，·Flags，Fragment Offset	精简包头，网络层不拆包
删除options，padding	精简包头，payload length，next header功能取代
新增Flow Label	标识数据包类型，中间设备可以高效区分数据流
变化 Traffic Class	和Tos功能相似，用于qos。
变化Hop Limit	类似ttl，包跳数限制
变化 Next Header	类似协议protocal，0为尾包，该字段同时实现了协议控制和部分拓展的功能。

ipv6拓展包头的长度不受限制

2.3. ipv6地址的压缩表示：

即便ipv6使用十六进制表示也要八组这么多

IPv6 地址的压缩表示是一种简化和缩写的方式，用于更紧凑地表示较长的 IPv6 地址。IPv6 地址由 128 位构成，通常以 8 个 16 位的块（每个块使用四个十六进制数字表示）表示。IPv6 地址的压缩表示通过省略一些连续的零块，以及使用 :: 符号来表示零块，从而使地址更短。

2001:0db8:0000:0042:0000:8a2e:0370:7334
=>
2001:db8:0:42::8a2e:370:7334

一个地址只能压缩一次，且必须压缩最长的字段。

2.3. NDP：

• 地址解析（Address Resolution）： 类似于IPv4中的ARP，IPv6中的NDP用于将目标IPv6地址解析为对应的链路层地址（通常是MAC地址）。

• 邻居发现（Neighbor Discovery）： NDP允许节点发现其附近的IPv6邻居。这包括确定邻居是否仍然可达，以及发现新邻居。节点可以通过发送Neighbor Solicitation和Neighbor Advertisement消息进行邻居发现。

• Router发现： NDP允许IPv6节点在同一链路上发现路由器。通过Router Advertisement和Router Solicitation消息，节点可以了解到可用的IPv6路由器，并配置其IPv6地址。

• 重定向（Redirect）： NDP支持重定向消息，允许节点更新其路由表，以便将数据包发送到更合适的下一跳。

• Prefix Discovery： NDP还用于发现链路上可用的IPv6前缀，以便节点能够自动配置其IPv6地址。

• NDP通过使用ICMPv6（Internet Control Message Protocol version 6）消息来实现上述功能。它在IPv6协议栈的数据链路层和网络层之间起到桥梁的作用，使IPv6节点能够在链路层和网络层之间进行有效的通信和协同工作。

2.4. ipv6地址动态分配：

1. 有状态分配
   

dhcpv6，故名思意，和dhcp差不多，需要部署dhcpv6服务器，如dns

由dhcp服务器统一下发ip地址好处是便于统一管理。
2. 无状态分配

由路由器周期性通知ipv6前缀，拿到前缀的客户机可以根据本地硬件地址动态生成唯一的ipv6地址

好处是路由器没有过高的功能要求，客户机配置简单方便，坏处是难以获取过多的信息。