一、IPv6 诞生的原因

解决“IP地址耗尽”问题的措施有以下三种:
①采用无类别编址 CIDR，使 IP地址的分配更加合理;
②采用网络地址转换(NAT)方法以节省全球 IP地址;
③采用具有更大地址空间的新版本的 IPv6。

其中前两种方法只是延长了 IPv4地址分配完毕的时间，只有第三种方法从根本上解决了 IP 地址的耗尽问题。

二、IPv6 数据报格式

固定40B基本首部

IPv4 与 IPv6的区别

更大的地址空间。IPv6将地址从IPv4的32位增大到了128位。IPv6 的字节数 (16B) 是 IPv4字节数 (4B）的平方。
IPv6 将 IPv4 的校验和字段彻底移除，以减少每跳的处理时间。
IPv6 将 IPv4 的可选字段移出首部，变成了扩展首部，成为灵活的首部格式，路由器通常不对扩展首部进行检查，大大提高了路由器的处理效率。
支持即插即用（即自动配置)，不需要DHCP协议。
支持资源的预分配，支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用。
IPv6 只有在包的源结点才能分片，是端到端的，传输路径中的路由器不能分片，所以从一般意义上说，IPv6不允许分片（不允许类似IPv4的路由分片)。
IPv6 首部长度必须是 8B 的整数倍，而 IPv4首部是 4B 的整数倍。
IPv6取消了协议字段，改成下一个首部字段。
IPv6取消了总长度字段，改用有效载荷长度字段。
IPv6取消了服务类型字段。
增大了安全性。身份验证和保密功能是IPv6的关键特征。

IPv6 的主要特点

虽然 IPv6与 IPv4不兼容，但总体而言它与所有其他的因特网协议兼容，包括 TCP、UDP、ICMP、IGMP、OSPF、BGP 和 DNS，只是在少数地方做了必要的修改（大部分是为了处理长的地址)。IPv6 相当好地满足了预定的目标，主要体现在：
1）首先也是最重要的，IPv6 有比IPv4 长得多的地址。IPv6 的地址用16个字节表示，地址空间是 IPv4 的 2 128 − 32 = 2 96 2^{128-32}=2^{96} 2128−32=296 倍，从长远来看，这些地址是绝对够用的。
2）简化了IP分组头，它包含8个域 (IPv4是12个域)。这一改变使得路由器能够更快地处理分组，从而可以改善吞吐率。
3）更好地支持选项。这–改变对新的分组首部很重要，因为一些从前必要的段现在变成了可选段。此外，表示选项的方式的改变还能加快分组的处理速度。

三、IPv6地址

IPv6 基本地址类型

IPv6数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一：

单播。单播就是传统的点对点通信。
多播。多播是一点对多点的通信，.分组被交付到一组计算机的每台计算机。
任播。这是IPv6增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一台计算机，通常是距离最近的一台计算机。

IPv6地址表示形式

IPv4 地址通常使用点分十进制表示法。如果 IPv6 也使用这种表示法，那么地址书写起来将会相当长。在IPv6标准中指定了一种比较紧凑的表示法，即把地址中的每4位用一个十六进制数表示，并用冒号分隔每16位，

如4BF5:AA12:0216:FEBC:BA5F:039A:BE9A:2170。
通常可以把 IPv6地址缩写成更紧凑的形式。当16位域的开头有一些0时，可以采用一种缩写表示法，但在域中必须至少有一个数字。

例如，可以把地址4BF5:0000:0000:0000:BA 5F:039A:000A:2176 缩写为4BF5:0:0:0:BA5F:39A:A:2176。

当有相继的 0 值域时，还可以进一步缩写。这些域可以用双冒号缩写(::)。当然，双冒号表示法在一个地址中仅能出现一次，因为 0 值域的个数没有编码，需要从指定的总的域的个数来推算。这样一来，前述地址可被更紧凑地书写成 4BF5::BA5F:39A:A:2176.

四、IPv6向IPv4过渡的策略

双栈协议

双协议栈技术就是指在一台设备上同时启用IPv4协议栈和IPv6协议栈。这样的话，这台设备既能和IPv4网络通信，又能和IPv6网络通信。如果这台设备是一个路由器，那么这台路由器的不同接口上，分别配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分别连接了IPv4网络和IPv6网络。如果这台设备是一个计算机，那么它将同时拥有IPv4地址和IPv6地址，并具备同时处理这两个协议地址的功能。

隧道技术

通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据（或负载）可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送。

习题

1.下列关于IPv6的描述中，错误的是（).
A. IPv6的首部长度是不可变的
B. IPv6不允许分片
C. IPv6采用了16B的地址，在可预见的将来不会用完
D. IPv6使用了酋部校验和来保证传输的正确性

IPv6的首部长度是固定的，因此不需要首部长度字段。IPv6取消了校验和字段，这样就加快了路由器处理数据报的速度。我们知道，数据链路层会丢弃检测出差错的帧，运输层也有相应的差错处理机制，因此网络层的差错检测可以精简掉。
答案：D

2.．如果一个路由器收到的IPv6数据报因太大而不能转发到链路上，那么路由器将把该数据报（).
A．丢弃
B．暂存
C. 分片
D、转发至能支持该数据报的链路上

IPv6中不允许分片。因此，如果路由器发现到来的数据报太大而不能转发到链路上，那么丢弃该数据报，并向发送方发送一个指示分组太大的ICMP报文。
答案：A

【计算机网络】网络层（五）—— IPv6总结相关推荐

计算机网络-网络层（IPV6，IPV4与IPV6对比，IPV6地址类型）
文章目录 1. IPV6 IPV4与IPV6对比 IPV6地址表示形式 IPV6地址类型 1. IPV6 为了解决IPV4地址不够用的问题,这里就引出的IPV6,IPV6根本上解决了IP地址不够用的问 ...
【王道】计算机网络网络层(三)
王道考研计算机网络网络层网络层 1.1.网络层功能 1.2.IP数据报格式 1.2.1.TCP/IP协议栈 1.2.2.IP数据报格式 1.2.3.IP数据报分片 1.最大传送单元MTU 2.IP数 ...
计算机网络实验五,计算机网络(实验五).docx
计算机网络(实验五).docx 实验五一.实验内容在这个实验室里,我们将探讨ICMP 协议得几个方面由 Ping 项目产生得P 信息Tracer ute程序生成得C消息关于 CM 信息得格式与内容.在 ...
计算机网络第五弹——运输层
计算机网络第五弹--运输层彩蛋计算机网络谢希仁第七版原版ppt获取方式:公众号后台回复"N3"即可获取. 由于公众号不支持显示LaTeX公式且公众号排版混乱,建议大家关注微信公 ...
计算机网络——网络层路由协议、IP组播、移动 IP、路由器
文章目录前言一.RIP 协议与距离向量算法 1.RIP 协议 2.距离向量算法二.OSPF 协议与链路状态算法 1.OSPF 协议 2.链路状态算法三.BGP 协议和三种路由协议的比较 1.B ...
计算机网络-网络层笔记
前言:今天听闫乐林老师讲了计算机网络的课,自我感觉真的特别棒,就感觉像是把知识揉碎了喂我们,每个知识都会用生活上的例子,来帮助我们理解.现在再来写篇笔记回顾一下,如果能帮到大家就更好了.如有不恰当部分 ...
计算机网络网络层习题答案
计算机网络网络层习题答案 1. 考虑使用32比特主机地址的某数据报网络.假定一台路由器具有4条链路,编号为0~3,分组能被转发到如下的各链路接口: a. 提供一个具有4个表项的转发表,使用最长前缀匹 ...
计算机网络实验五——应用层和传输层协议分析
计算机网络实验五--应用层和传输层协议分析一.实验目的二.实验内容三.实验步骤 (一)任务1: 从 PC 使用 URL 捕获 Web 请求 1.配置Packet Tracer文件 2.使用URL ...
王道计算机网络网络层整理超详细版
网络层功能概述主要任务是把分组从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务.网络层传输单位是数据报. 1.路由选择与分组转发 2.异构网络互联 3.拥塞控制数据交换方式电路交换在进行 ...
无连接可靠传输_计算机网络-网络层和传输层
计算机网络-网络层和传输层网络层概述面向连接的服务,即虚电路(virtual circuit) TCP/IP采用数据报服务,无连接的服务,因为网络层是整个互联网的核心,因此应当让网络层尽可能简单. ...

【计算机网络】网络层（五）—— IPv6总结