网络科普知识之——IPv6

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

随着互联网设备的快速增长，IPv4地址资源早已面临枯竭。为解决这一问题，IPv6（Internet Protocol version 6）应运而生，作为下一代互联网协议，它是未来网络的基石。

一、IPv6 的定义

IPv6 是互联网工程任务组（IETF）设计的新一代 IP 协议，替代现有的 IPv4 协议。它使用 128 位地址，可以提供 2¹²⁸（约 3.4×10³⁸）个唯一地址，理论上可为地球上的每一粒沙子分配一个地址。

IPV6格式

IPv6二进位制下为128位长度，以16位为一组，每组以冒号“:”隔开，可以分为8组，每组以4位十六进制方式表示。例如：
2001:0db8:86a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 是一个合法的IPv6地址。

IPv6在某些条件下可以省略连续的0:

每项数字前导的0可以省略，省略后前导数字仍是0则继续，例如下组IPv6是等价的:

2001:0db8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13 2001:db8:2de:0000:0000:0000:0000:e13 2001:db8:2de:000:000:000:000:e13 2001:db8:2de:00:00:00:00:e13 2001:db8:2de:0:0:0:0:e13

可以用双冒号“::”表示一组0或多组连续的0，但只能出现一次：

如果四组数字都是零，可以被省略。遵照以上省略规则，下面这两组IPv6都是相等的。

#分组一 2001:db8:2de:0:0:0:0:e13 2001:db8:2de::e13 #分组二 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0db8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab 2001:0db8:0::0:1428:57ab 2001:0db8::1428:57ab

如果这个地址实际上是IPv4的地址，后32位可以用IPv4的点分十进制方式表示；因此::ffff:192.168.89.9 相等于::ffff:c0a8:5909。这种地址格式叫做IPv4映射地址。

因此我们得到最简单的省略方式：

2001:0db8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13 2001:db8:2de::e13

二、IPv6 与 IPv4 的主要区别

三、IPv6 地址类型

IPv6 定义了几种地址类型，用于不同场景：

• 单播地址（Unicast）：指向单一主机，单播地址包括可聚类的全球单播地址(地址范围为16进制：2000~3fff 开头)、链路本地地址(地址为fe80开头)等。
• 多播地址（Multicast）：一次发送给多个主机，多播地址也被指定到一群不同的接口，送到多播地址的数据包会被发送到所有的地址。多播地址由皆为一的字节起始，亦即：它们的前置为FF00::/8，例如FF02::1:2地址就是DHCPV6的多播地址。
• 任播地址（Anycast）：任播像是Unicast（单点传播）与Broadcast（多点广播）的综合。单点广播在来源和目的地间直接进行通信；多点广播存在于单一来源和多个目的地进行通信。而Anycast则在以上两者之间，它像多点广播（Broadcast）一样，会有一组接收节点的地址列表，但指定为Anycast的数据包，只会发送给距离最近或发送成本最低（根据路由表来判断）的其中一个接收地址，当该接收地址收到数据包并进行回应，且加入后续的传输。但是目前Anycast地址只能分配给中间设备（如路由器、三层交换机等），不能分配给终端设备（手机、电脑等），而且不能作为发送端的地址。

常见IPV6前缀

四、IPv6 的自动配置

IPv6 支持自动生成地址，主要方式有：

• SLAAC（无状态地址自动配置）：终端通过接收路由器广播信息自动配置地址，当连接到IPv6网络上时，IPv6主机可以使用邻居发现协议对自身进行自动配置。当第一次连接到网络上时，主机发送一个链路本地路由器请求（solicitation）多播请求来获取配置参数。路由器使用包含Internet层配置参数的路由器宣告（advertisement）报文进行回应[6]。
• DHCPv6：状态化配置，适合企业环境。

五、IPv6 的优势

1. 巨大的地址空间
2. 支持端到端连接（无需 NAT）
3. 原生安全（IPsec）
4. 更高效的路由和组播
5. 更适合移动网络和物联网

六、常见 IPv6 地址示例对照

七、IPv6 使用现状

目前全球越来越多的地区和运营商已经启用了 IPv6。我国、美国、印度在 IPv6 部署方面较为活跃，越来越多的主流网站（如百度、Google、Facebook）支持 IPv6 访问。

查询自己的网络是否支持IPv6，可以访问：https://test-ipv6.com

如果想查询网站是否支持ipv6，可以访问：
https://ipw.cn/ipv6webcheck

八、总结

IPv6 是面向未来的网络协议，解决了 IPv4 的地址瓶颈、安全与配置复杂性问题。虽然迁移过程需要时间，但掌握 IPv6 基础知识是网络工程师的必修课。但IPV6相关的网络知识非常多，例如ICMP6、邻居网络、路由协议、OSPFv3等等，掌握IPV6相关的技术还需要进一步了解更多的网络知识。