2.5 IP地址（IPv6）

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP（IPv4）的下一代IP。

IPv6的出现一方面是随着电子技术及网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，甚至人们身边的每样东西都可能需要连入到全球因特网。由于IPv4下IP地址资源数量的限制，已远不能满足这个要求。另一方面是IPv4在参考模型低层对安全性没有考虑，在协议安全性选项上不多，缺乏安全性，协议配置复杂，也需要从根本上改变。

IPv6特点

① IPv6地址长度为128比特，地址空间增大了296倍。

单从数字上来说，IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×1028倍，达到2128-1个。这不但解决了网络地址资源数量不足的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。但是与IPv4一样，IPv6一样会造成大量的IP地址浪费。严格地说，使用IPv6的网络并没有2128-1个能充分利用的地址。首先，要实现IP地址的自动配置，网络所使用的子网前缀必须等于64，但是很少有一个局域网能容纳264个网络终端。其次，由于IPv6的地址分配必须遵循聚类的原则，地址的浪费在所难免。

② 灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPv4中可变长度的选项字段。IPv6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单跳过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度。

③ 简化了报文头部格式，字段只有7个，加快报文转发，提高了吞吐量。

④ 安全性得到提高，身份认证和隐私权是IPv6的关键特性。

⑤ 支持更多的服务类型。

⑥ 允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。

IPv6编址

从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址长度的变化。RFC 2373和RFC 2374定义的IPv6地址，有128位长，表达形式一般采用32个十六进制数，可能的地址有3.4×1038个。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-位扩展唯一标志）。

在表示方法上，通常将IP地址写成8组，每组为4个十六进制数形式。如2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344就是一个合法的IPv6地址。如果4个数字都是零，可以被省略。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，可以压缩为一个，但这种零压缩在地址中只能出现一次。

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

上述5个IPv6地址都是合法的地址，并且它们是等价的。但若写成2001::25de::cade则是非法的（因为这样会使得搞不清楚每个压缩中有几个全零的分组）。另外，前导的零也可以省略，如2001:0DB8:02de::0e13等价于2001:DB8:2de::e13。

IPv4地址可以很容易地转化为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），则地址可以表示为::135.75.43.52。

IPv4与IPv6的比较

IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有232-1个地址，而IPv6中IP地址的长度为128，即有2128-1个地址。

IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。

IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow Control），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台。

IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。这是对DHCP的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大地增强了网络的安全性。

如果IPv4实现的是人机对话，那么IPv6则扩展到任意事物之间的对话，它不仅可以为人类服务，还将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等，它将无时不在、无处不在地深入到社会每个角落，形成真正的宽带网。

当然，IPv6并非十全十美、一劳永逸，不可能解决所有问题。IPv6只能在发展中不断完善，仍然需要时间和成本过渡。但从长远来看，IPv6肯定是有利于互联网的持续和长久发展的一种新技术、新协议。