IPv6是因特网协议（IP）的一个新版本，Internet 协议允许通过网络将数据传输到 IP 地址（IPv4 或 IPv6），这些地址标识连接到 Internet 的不同设备，允许它们之间进行通信。

IPv6 最终应该取代 IPv4，向 IPv6 过渡是技术进步所必需的，特别是鉴于物联网 (IoT) 的发展带来的连接设备呈指数级增长。

此外，IPv6 协议在效率、性能和安全性方面都有显着改进。

1、IPv6地址如何？

与 IPv4 相比，IPv6 的最大变化之一是网络地址的长度，IPv6 地址有 128 位，也就是 32 个十六进制数字。这是对具有 32 位的 IPv4 地址的重要改进。

此外，IPv6 地址可以由两个逻辑部分组成：64 位前缀和 64 位接口标识符。

2、IPv6协议的优点

2.1、几乎无限数量的唯一IP 地址

这种新协议使连接到 Internet 的每个设备都拥有自己的 IP 地址，由于物联网的不断发展，这种优势正在慢慢成为一种需求，因此不再需要 NAT（网络地址转换）。

2.2、对移动设备的本机支持

IPv6 支持移动 IPv6 协议 MIPv6，该协议允许移动设备从一个网络切换到另一个网络并接收行程通知，而不管它们的物理位置如何。

2.3、自动配置

新协议包括更好的自动配置方法，与 IPv4 中使用的经典 DHCP 相比，带来了显着的改进。

2.4、安全

IPv6 可以通过 IPsec（互联网协议安全）进行改进，以便管理主机之间的加密和身份验证，这种新协议为数据传输提供了强大的端到端安全框架，但是，由于RFC 6434，仅建议支持 IPsec，而不是强制支持，如RFC 4292 中所指定，要从其身份验证和加密功能中受益，必须积极应用 IPsec。

2.5、效率

IPv6 中的包管理效率更高，因为它简化了包头，IPv6 还通过减少路由表的大小使路由更加分层和高效。

2.6、不再有私人地址冲突

3、IPv4 与 IPv6

在Internet协议版本4或IPv4是互联网协议的第一个版本，在1983年IPv4是目前全球范围内最广泛的IP版本ARPANET部署到生产环境。

尽管如此，自 2010 年以来，IPv4 地址的终结已成为一个令人担忧的问题，这就是为什么在RFC 2460 中定义 IPv6的目的是替换“耗尽”的 IPv4，RFC 791。

IPv6 的设计由施乐 PARC 的 Steve Deering 和 Craig Mudge 负责。目标是增加 Internet 上可用 IP 地址的数量，自 2016 年以来，IPv6 已开始在大多数连接到 Internet 的设备中实施。

3.1、IPv4协议有什么问题？

当前协议 IPv4 的问题在于它允许的 IP 地址限制 - 最多约 430 万个唯一 IP 地址。

• IANA的全球可用 IPv4 地址库存在 2011 年耗尽。

• RIPE在 2019 年 11 月用完了 IP 地址。

新标准 IPv6 的诞生不仅能够为连接到 Internet 的每个设备提供唯一的 IP 地址，而且还可以改善全球的 Internet 服务。

IPv4 允许 4.294.967.296 个不同的主机地址，如此数量的 IP 地址完全不足以为地球上的每个人分配一个地址，更不用说为现在和将来连接到 Internet 的每个设备分配一个地址。

然而，IPv6 允许 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456（2128 或 340 六亿个地址）——近6.7 x 10 17（地球表面每平方毫米的 670 平方毫米）地址 毫无疑问，这是推动 IPv6 协议真正大规模采用的关键之一。

3.2、IPv4 和 IPv6 之间的差异

尽管 IPv4 和 IPv6 都用于标识连接到网络的机器，但这两种协议之间存在许多差异，这些是其中一些：

IP地址的大小

• IPv4：32 位

• IPv6：128 位

寻址方式

• IPv4：用点 (.) 分隔的数字和二进制位。

• IPv6：由冒号 (:) 分隔的字母数字和二进制位。

IP 地址的类别

• IPv4：五种不同类别的 IP 地址。

• IPv6：几乎无限数量的 IP 地址，此外，它还支持被视为“私有”的范围。

配置

• IPv4：必须配置每个系统才能与其他系统通信。网络也是手动设置或使用 DHCP 设置的。

• IPv6：根据需要的功能进行可选配置，它支持 IPv6 设备之间的自动配置。

互操作性

• IPv4：网络拓扑相当受限，互操作性和移动能力有限。

• IPv6：网络设备中包含的互操作性和移动性功能。

3.3、IPv4 /24 和 IPv6 /64 中有多少个 IP 地址？

斜线 (/) 后面的数字是分配给 IP 地址的块的大小，这表示块内的 IP 地址数。

斜线后面的数字越大，块中包含的 IP 地址数量越少，反之亦然。

IPv4 /24 中的 IP 地址

在 IPv4 /24 中有 256 个 IPv4 地址。/24 表示 IPv4 地址的 32 位中的前 24 位由网络定义，剩下的 8 位由主机定义。

可以分配给 IPv4 的最大块是 /8；这些是分配给区域寄存器（例如 ARIN 或 LACNIC）的块，例如，IPv4 /8 有 16.777.216 个 IP 地址。可以分配给 IPv4 的最小块是 /32，它对应于唯一的 IP 地址。

IPv4 中的分配示例

IPv6 /64 中的 IP 地址

在 IPv6 /64 中有 18.446.744.073.709.551.616 IPv6 地址，/64 是 IPv6 地址的默认前缀，/64 表示 IPv6 的 128 位中的前 64 位由网络定义，剩下的 64 位由主机定义，在 IPv6 中，地区和国家注册机构分配给 ISP 的最小块是 /32。

CIDR：无类别域间路由

这种分配 IP 地址的新方法被称为“CIDR”（无类别域间路由），CIDR 是用于分配 IP 地址和 IP 路由的网络标准，它是由1993年的IETF（互联网工程任务组）推出牛逼他CIDR分配方法有助于减缓IPv4地址的枯竭速度快。

每个区域的 IPv4 池状态

上图显示了 IPv4 范围如何在所有地区快速耗尽，即便如此，IPv6协议的普及进展还是太慢了，原因之一是 ADSL 和光纤供应商对 IPv6 的采用缓慢，他们应该是确保采用 IPv6 的主要负责组织，以便所有用户开始使用新协议进行本地导航

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