第1章 绪论
单独的计算机即使功能再强大，也是信息孤岛，只有将计算机组建成互联网才能充分发挥更大的效能。20世纪70年代，计算机网络开始兴起，比较著名的有美国国防部的高级研究计划局网（Advanced Research Projects Agency Network，ARPANET）和美国数字设备（Digital Equipment Corporation，DEC）公司的数字化网络架构（Digital Network Architecture，DNA）等。在那时，计算机网络还没有统一完善的协议，因此各个网络之间互不兼容，无法方便地实现互联。直到20世纪80年代，ARPANET重新采用TCP/IP协议框架，凡是想接入ARPANET网络的主机和网络都必须运行TCP/IP协议，TCP/IP协议框架自此也成为当前互联网的标准协议。
TCP/IP协议主要分为传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）和网际协议（Internet Protocol，IP）。IP主要负责网络数据包的路由选择，而TCP则负责提供IP层之上的如分段重装、差错检测等功能。在TCP/IP协议框架下的互联网中，每一个网络终端都需要有一个逻辑上的唯一标识，这个标识就是常说的IP地址。
IP地址有多个版本，现在常用的版本是IPv4（版本4的IP）地址，它使用32位作为每个网络终端的标识，根据理论值，可以为全球近43亿终端各分配一个IPv4地址。但是IPv4本身在设计和管理等方面存在缺陷，这导致IPv4地址分配不均，有些国家和地区握着大量利用率不足的IPv4地址，而一些国家和地区却面临无IPv4地址可用的境地。加之当前访问互联网的终端类型越来越丰富，包括手机、手持终端、智能家电、汽车，甚至物联网的传感器和读卡器等都需要使用IP地址，IPv4地址实际早已分配完毕。
为解决IPv4地址枯竭的问题，Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）组织设计了IPv6协议，其主要目的是采用128位（理论IP地址数能达到2128个）来解决IP地址不够用的问题，并在IPv4的基础上做了改进，以更好地支持互联网的发展。