IPv6

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IPv6是zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;协议的第六版；最初它在IETF的 IPng选取过程中胜出时称为zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;下一代网际协议（IPng），IPv6是被正式广泛使用的第二版zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;协议。

现有标准IPv4只支持大概40亿（2³²）个网络地址，而IPv6支持2¹²⁸（約3.4 ×10³⁸）个，这等价于在地球上每平方英寸有4.3×10²⁰地址（6.7×10¹⁷地址/mm²）。（IPv5不是IPv4的继承，而是实验性的面向流的数据流协议，用来对声音，图像等提供支持。）

[编辑] 背景与目标

促使IPv6形成的主要原因是网络空间的匮乏。從1990年開始，網際網路工程任務小組（Internet Engineering Task Force，簡稱IETF）開始規劃IPv4的下一代協定，除要解決即將遇到的IP位址短缺問題外，還要發展更多的擴充功能，為此IETF小組創建IPng，以讓後續工作順利進行。1994年，各IPng領域的代表們於多倫多舉辦的IETF會議中正式提議IPv6發展計劃，該提議直到同年的11月17日才被認可，並於1998年 8月10日成為IETF的草案標準。

IPv6的计划是建立未来zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;扩充的基础，其目标是取代IPv4，预计在2025年以前IPv4仍会被支持，以便给新协议的修正留下足够的时间。

虽然IPv6在1994年就已被IETF指定作为IPv4的下一代標準，然而在世界范围内使用IPv6部署的公众网[1]与IPv4相比还非常的少[2]。

[编辑] IPv6 编址

从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址的长度。RFC 2373 和RFC 2374定义的IPv6地址，就像下面章节所描述的，有128位长；IPv6地址的表达形式一般采用32个十六进制数。

IPv6中可能的地址有2¹²⁸ ≈ 3.4×10³⁸个.也可以想象为16³²个因为32位地址每位可以取16个不同的值（参考组合数学）。

在很多场合，IPv6地址由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址，主机地址通常根据物理地址自动生成，叫做EUI-64（或者64-位扩展唯一标识）

[编辑] IPv6地址表示

IPv6地址为128位元长但通常写作8组每组四个十六进制数的形式。例如：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

是一个合法的IPv6地址。

如果四个数字都是零，可以被省略。例如：

2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344

等价于

2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344

遵从这些规则，如果因为省略而出现了两个以上的冒号的话，可以压缩为一个，但这种零压缩在地址中只能出现一次。因此：

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

都是合法的地址，并且他们是等价的。但

2001::25de::cade

是非法的。（因为这样会使得搞不清楚每个压缩中有几个全零的分组）

同时前导的零可以省略，因此：

2001:0DB8:02de::0e13

等价于

2001:DB8:2de::e13

如果这个地址实际上是IPv4的地址，后32位元可以用10进制数表示；因此：

ffff:192.168.89.9 等价于 ::ffff:c0a8:5909, 但不等价于 ::192.168.89.9 和 ::c0a8:5909。

ffff:1.2.3.4格式叫做IPv4映射地址，是不建议使用的。而::1.2.3.4格式叫做IPv4一致地址。

IPv4 地址可以很容易的转化为IPv6格式。举例来说，如果IPv4的一个地址为135.75.43.52（十六进制为0x874B2B34），它可以被转化为0000:0000:0000:0000:0000:0000:874B:2B34或者::874B:2B34。同时，还可以使用混合符号（IPv4-compatible address），则地址可以为::135.75.43.52。

[编辑] IPv6 封包

IPv6封包的架構說明。

IPv6封包由两个主要部分组成：头部和负载。

包头是包的前40字节并且包含有源和目的地址，协议版本，通信类别（8位元，包优先级），流标记（20位元，QoS服务质量控制），负载长度（16位），下一个头部（用于向后兼容性），和跳段数限制（8位元，生存时间，相当于IPv4中的TTL）。后面是负载，至少1280字节长，或者在可变MTU（最大传输单元）大小环境中这个值为1500字节。负载在标准模式下最大可为65535字节，或者在扩展包头的"jumbo payload"选项进行设置。

IPv6曾有两个有着细微差别的版本; 在RFC 1883中定义的原始版本（现在废弃）和RFC 2460中描述的现在提议的标准版本。两者主要在通信类别这个选项上有所不同，它的位数由4位变为了8位。其他的区别都是微不足道的。

分段（Fragmentation）只在IPv6的主机中被处理。在IPv6中，可选项都被从标准头部中移出并在协议字段中指定，类似于IPv4的协议字段功能。

[编辑] IPv6和域名系统

IPv6地址在域名系统中为执行正向解析表示为AAAA记录（所谓4A记录）（类似的IPv4表示为A记录A records）；反向解析在ip6.arpa （原先ip6.int）下进行，在这里地址空间为半字节16进制数字格式。这种模式在RFC 3596给与了定义。

AAAA模式是IPv6结构设计时的两种提议之一。另外一种正向解析为A6记录并且有一些其他的创新像二进制串标签和DNAME记录等。RFC 2874和它的一些引用中定义了这种模式。

AAAA模式只是IPv6域名系统的简单概括，A6模式使域名系统中检查更全面，也因此更复杂：

A6记录允许一个IPv6地址在分散于多个记录中，或许在不同的区域；举例来说，这就在原则上允许网络的快速重编号。
使用域名系统记录委派地址被DNAME记录（类似于现有的CNAME，不过是重命名整棵树）所取代。
一种新的叫做比特标签的类型被引入，主要用于反向解析。

2002年8月的RFC 3363中对AAAA模式给与了有效的标准化（在RFC 3364有着对于两种模式优缺点的更深入的讨论）。

[编辑] IPv6部署与应用

2004年七月的ICANN声称zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;的根域名服务器已经经过改进同时支持IPv6和IPv4[3]。

缺点：

需要在整个zh-hans:互联网; zh-hant:網際網路; zh-hk:互聯網; zh-sg:互联网;和它所连接到的设备上建立对IPv6的支持
从IPv4访问时的转换过程中，在网关路由器（IPv6<-->IPv4）还是需要一个IPv4地址和一些NAT（=共享的IP地址），增加了它的复杂性，还意味着IPv6许诺的巨大的空间地址不能够立刻被有效的使用。
遗留的结构问题，例如在对IPv6 multihoming支持上一致性的匮乏。

工作：

6bone
ICMPv6
IPv6 multihoming

[编辑] 转换机制

直到IPv6获得广泛的使用和路由下部构造的支持之前，还是需要一种机制来在IPv4网中使用IPv6。需要做的是：

在双协议栈节点间配置静态IPv6-in-IP通道。
6to4，一种自动的非对称的隧道机制。

这些隧道通过将IPv6包包装在IPv4包中，这些包头的协议字段值为41，因此叫做proto-41。类似的，ISATAP允许IPv6包在下层组织都是IPv4的网络中传输。它也使用协议号41。

当使用NAT（网络地址转换）设备的网络使用IPv6时，大多数并没有对proto-41进行正确的转发，可以使用Teredo协议在IPv4中基于UDP包装IPv6。还可以使用IPv6-to-IPv4和IPv6-to-IPv6代理，尽管它是在应用层的（例如HTTP）。

[编辑] 主要的IPv6公告

在2003年，日本經濟新聞（在2003年被CNET亚洲机构引用）报告中说日本、中国和韩国声称已经决定要在网络技术中寻求领先，将部分参与IPv6的开发并在2005年开始全面采用IPv6。
ICANN在2004年 7月20日发表声明，称DNS根服务器已经建立了对应日本（.jp）和韩国（.kr）的顶级域名服务器的AAAA记录，序列号为2004072000。对应法国的（.fr）IPv6记录会再晚一点时间加入。这就开放了IPv6的运作。

[编辑] 参看

[编辑] 相关的IETF工作组

6bone：IPv6 Backbone
ipng：IP Next Generation （concluded）
ipv6：IP Version 6
ipv6mib：IPv6 MIB （concluded）
multi6：Site Multihoming in IPv6
v6ops：IPv6 Operations

[编辑] 相关读物

RFC 2460 - Internet Protocol, Version 6 - current version
RFC 1883 - Internet Protocol, Version 6 - old version

[编辑] 外部链接

分类: 网络协议 | 互联网标准 | 互联网结构 | 网络层协议

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