IPv6
IPv6技術背景
IPv6介紹
IPv6（Internet Protocol Version 6，因特網協議版本6）是網絡層協議的第二代標準協議，也被稱為IPng（IP Next Generation，下一代因特網），它是IETF（Internet Engineering Task Force，Internet工程任務組）設計的一套規范，是IPv4 的升級版本。IPv6 和IPv4 之間最顯著的區別為：IP 地址的長度從32 比特增加到128 比特。
IPv6地址
IPv6 地址被表示為以冒號（:）分隔的一連串16 比特的十六進制數。每個IPv6 地址被分為8 組，每組的16 比特用4 個十六進制數來表示， 組和組之間用冒號隔開， 比如：2001:da8:258:0000:0000:00C0:0000:1。
為了簡化 IPv6 地址的表示，對于IPv6 地址中的“0”可以有下面的處理方式：
- 每組中的前導“0”可以省略，即上述地址可寫為2001:da8:258:0:0:0:0:1。
- 如果地址中包含連續兩個或多個均為 0 的組，則可以用雙冒號“::”來代替，即上述地址可寫為2001:da8:258::1。
IPv6 地址由兩部分組成：地址前綴與接口標識。其中，地址前綴相當于IPv4 地址中的網絡號碼字段部分，接口標識相當于IPv4 地址中的主機號碼部分。
地址前綴的表示方式為：IPv6 地址/前綴長度。其中，IPv6 地址是前面所列出的任一形式，而前綴長度是一個十進制數，表示IPv6 地址最左邊多少位為地址前綴。
IPv6地址的分類
IPv6 主要有三種類型的地址：單播地址、組播地址和任播地址，IPv6 中沒有廣播地址，廣播地址的功能通過組播地址來實現。
- 單播地址：用來唯一標識一個接口，類似于 IPv4 的單播地址。發送到單播地址的數據報文將被傳送給此地址所標識的接口。
- 組播地址：用來標識一組接口（通常這組接口屬于不同的節點），類似于 IPv4 的組播地址。發送到組播地址的數據報文被傳送給此地址所標識的所有接口。
- 任播地址：用來標識一組接口（通常這組接口屬于不同的節點）。發送到任播地址的數據報文被傳送給此地址所標識的一組接口中距離源節點最近（根據使用的路由協議進行度量）的一個接口。
地址類型與格式前綴的對應關系
地址類型 |
格式前綴（二進制） |
IPv6 前綴標識 |
|
|
單播地址 |
未指定地址 |
00...0 (128 bits) |
::/128 |
|
環回地址 |
00...1 (128 bits) |
::1/128 |
|
|
鏈路本地地址 |
1111111010 |
FE80::/10 |
|
|
站點本地地址 |
1111111011 |
FEC0::/10 |
|
|
全球單播地址 |
其他形式 |
|
|
|
組播地址 |
11111111 |
FF00::/8 |
|
|
任播地址 |
從單播地址空間中進行分配，使用單播地址的格式 |
||
IPv6和IPv4組網技術
在目前 IPv6和IPv4共存的情況下，實現IPv4和IPv6互聯互通的組網技術有：
- 雙棧策略
雙棧策略是指在網元中同時具有 IPv4和IPv6兩個協議棧，它既可以接收、處理、收發IPv4的分組，也可以接收、處理、收發IPv6的分組。對于主機（終端）來講，“雙棧”是指其可以根據需要來對業務產生的數據進行IPv4封裝或者IPv6封裝。對于路由器來講，“雙棧”是指在一個路由器設備中維護IPv6和IPv4兩套路由協議棧，使得路由器既能與IPv4主機也能與IPv6主機通信，分別支持獨立的IPv6和IPv4路由協議，IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由協議進行計算，維護不同的路由表。IPv6數據報按照IPv6路由協議得到的路由表轉發，IPv4數據報按照IPv4路由協議得到的路由表轉發。
- 隧道策略
隧道策略是 IPv4/v6綜合組網技術中經常使用到的一種機制。所謂“隧道”，簡單地講就是利用一種協議來傳輸另一種協議的數據技術。隧道包括隧道入口和隧道出口（隧道終點），這些隧道端點通常都是雙棧節點。在隧道入口以一種協議的形式來對另外一種協議數據進行封裝，并發送。在隧道出口對接收到的協議數據解封裝，并做相應的處理。在隧道的入口通常要維護一些與隧道相關的信息，如記錄隧道MTU等參數。在隧道的出口通常出于安全性的考慮要對封裝的數據進行過濾，以防止來自外部的惡意攻擊。 隧道的配置方法分為手工配置隧道和自動配置隧道，而自動配置隧道又可以分為兼容地址自動隧道、 6to4隧道、6over4、ISATAP、MPLS隧道、GRE隧道等，這些隧道的實現原理和技術細節都不相同，相應的，其應用場景也就不同。
