2020-07-29 IP 基礎(chǔ)知識“全家桶”——「 IPv6 基本認(rèn)識」

IPv4 的地址是 32 位的,大約可以提供 42 億個地址,但是早在 2011 年 IPv4 地址就已經(jīng)被分配完了。

但是 IPv6 的地址是 128位的,這可分配的地址數(shù)量是大的驚人,說個段子 IPv6 可以保證地球上的每粒沙子都能被分配到一個 IP 地址

但 IPv6 除了有更多的地址之外,還有更好的安全性和擴(kuò)展性,說簡單點(diǎn)就是 IPv6 相比于 IPv4 能帶來更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

但是因?yàn)?IPv4 和 IPv6 不能相互兼容,所以不但要我們電腦、手機(jī)之類的設(shè)備支持,還需要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行升級,所以這可能是 IPv6 普及率比較慢的一個原因。

IPv6 的亮點(diǎn)

IPv6 不僅僅只是可分配的地址變多了,他還有非常多的亮點(diǎn)。

  • IPv6 可自動配置,即使沒有 DHCP 服務(wù)器也可以實(shí)現(xiàn)自動分配IP地址,真是便捷到即插即用啊。

  • IPv6 包頭包首部長度采用固定的值 40 字節(jié),去掉了包頭校驗(yàn)和,簡化了首部結(jié)構(gòu),減輕了路由器負(fù)荷,大大提高了傳輸?shù)男阅堋?/p>

  • IPv6 有應(yīng)對偽造 IP 地址的網(wǎng)絡(luò)安全功能以及防止線路竊聽的功能,大大提升了安全性。

  • … (由你發(fā)現(xiàn)更多的亮點(diǎn))


IPv6 地址的標(biāo)識方法

  • IPv4 地址長度共32 位,是以每 8位作為一組,并用點(diǎn)分十進(jìn)制的表示方式。

  • IPv6 地址長度是 128 位,是以每 16位作為一組,每組用冒號 「:」 隔開。

    IPv6 地址表示方法

如果出現(xiàn)連續(xù)的 0 時還可以將這些 0 省略,并用兩個冒號 「::」隔開。但是,一個 IP 地址中只允許出現(xiàn)一次兩個連續(xù)的冒號。

Pv6 地址缺省表示方


IPv6 地址的結(jié)構(gòu)

IPv6 類似 IPv4,也是通過 IP 地址的前幾位標(biāo)識 IP 地址的種類。

IPv6 的地址主要有一下類型地址:

  • 單播地址,用于一對一的通信

  • 組播地址,用于一對多的通信

  • 任播地址,用于通信最近的節(jié)點(diǎn),最近的節(jié)點(diǎn)是由路由協(xié)議決定

  • 沒有廣播地址

IPv6地址結(jié)構(gòu)

IPv6 單播地址類型

對于一對一通信的 IPv6 地址,主要劃分了三類單播地址,每類地址的有效范圍都不同。

  • 在同一鏈路單播通信,不經(jīng)過路由器,可以使用鏈路本地單播地址,IPv4 沒有此類型

  • 在內(nèi)網(wǎng)里單播通信,可以使用唯一本地地址,相當(dāng)于 IPv4 的私有 IP

  • 在互聯(lián)網(wǎng)通信,可以使用全局單播地址,相當(dāng)于 IPv4 的公有 IP

IPv6 中的單播通信

IPv4 首部與 IPv6 首部

IPv4 首部與 IPv6 首部的差異如下圖:


IPv4 首部與 IPv6 首部的差異

IPv6 相比 IPv4 的首部改進(jìn):

  • 取消了首部校驗(yàn)和字段。 因?yàn)樵跀?shù)據(jù)鏈路層和傳輸層都會校驗(yàn),因此 IPv6 直接取消了 IP 的校驗(yàn)。

  • 取消了分片/重新組裝相關(guān)字段。 分片與重組是耗時的過程,IPv6 不允許在中間路由器進(jìn)行分片與重組,這種操作只能在源與目標(biāo)主機(jī),這將大大提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)的速度。

  • 取消選項(xiàng)字段。 選項(xiàng)字段不再是標(biāo)準(zhǔn) IP 首部的一部分了,但它并沒有消失,而是可能出現(xiàn)在 IPv6 首部中的「下一個首部」指出的位置上。刪除該選項(xiàng)字段是的 IPv6 的首部成為固定長度的 40 字節(jié)。

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