大家好，我是IT售前工程师Bernie。
自1981年9月开始，IPv4开始大行其道。作为互联网通信协议的第四个版本，在长达30多年的时间里，IPv4一直作为网络层的核心。
它是一种无连接的协议，即：通信的两台设备不需要事先建立好一条稳定的连接通道，系统只需要选定路线做传输即可。
IPv4好用是好用，但随着互联网高速发展，连接数呈现指数级暴增。32位的IPv4最多只能提供大概43亿个地址（2的32次方，4294967296），2011年9月，43亿个IPv4地址被使用完了！
于是，IPv6走向前台。IPv6号称“可以为地球上每一粒沙标注地址”，这话听着有点大，实际上是有道理的。因为它有128位长度，可以提供的地址数量也就是2的128次方（3.4028237e 38，256万亿亿亿亿）。
IPv6的发展时间线
- 1992年，IETF（互国际互联网工程任务组）提出关于下一代IP地址的发展建议，并形成白皮书。
- 1994年，用于定义IPv6的RFC（Request For Comments，需求文件）发表，并且确定了IPv4和IPv6并行使用的指导方针。
- 2003年，IETF发布IPv6的测试网络（6bone网络），验证IPv4向IPv6迁移的方案可行性。
- 2009年，用于验证IPv6协议的6bone网络架构开始在全球39个国家的260个组织施行。
- 2011年，大部分服务器、计算机的操作系统都支持IPv6。
- 2012年，世界互联网协会举办IPv6纪念日，全球IPv6网络正式启动。
- 2017年，我国印发《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》，各大企业纷纷加入轰轰烈烈的升级计划。
地址表示
与IPv4采用“点分十进制”不同，IPv6采用的是“冒分十六进制”，整个地址包含网络前缀和接口标识两个方面。网络前缀就是网络的ID，接口标识就是主机ID，IPv6有3种表示方法。
① 冒分16进制
格式：x:x:x:x:x:x:x:x，每个X表示地址中的16b，以十六进制表示
举例：
5BCD:E901:23C5:6789:AEC7:E
② 0位压缩
如果一个IPv6地址中间包含连续的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。
举例：AB00:0:0:0:0:0:0:1101 → AB00::1101
③ 内嵌IPv4
IPv6地址可以嵌入一段IPv4：前96位是v6地址，后32位是v4地址 x:x:x:x:d.d.d.d
举例：::192.168.10.1 ::FF:169.167.3.1
地址类型
IPv6协议的地址类型有三种：单播地址（Unicast Address）、组播地址（Multicast Address）和任播地址（Anycast Address）。
需要注意的是：IPv4地址的广播地址在IPv6中取消了，IPv6用组播替代了。
单播地址
跟IPv4地址中大单播地址一样，用来唯一地标识某一个端口。发送到单播地址的数据报文将被传送给此地址所标识的一个端口。
比如：采用单播地址通信，PC1就可以在同一个交换机下的端口中唯一找到PC2进行通信。
组播地址
用来标识一组端口，发送到组播地址的数据报文被传送给此地址所标识的所有接口。
比如，采用组播地址方式，PC1可以跟PC2/3/4同时通信。
任播地址
发送到任播地址的数据报文被传送给此地址所标识的一组端口中距离源节点最近的一个端口。
注意：这里说的距离是根据路由协议计算出来的，不是物理长度的地址。
IPv6报头
IPv6的报文的整体结构包括报头、扩展报头和上层的协议数据。报头包括如图的以下内容。
- Version：四位版本号，IPv6对应的是6
- Traffic Class：流量等级，主要是QoS的等级
- 流标签：标识同一个流里面的报文内容
- 数据长度：当前IPv6包头后面包含的字节数，也包含扩展报头
- 下一报头：当前报头后面接的报文的报头类型
- 跳数限制：转发一次就做自减，类似于IPv4的TTL
1.6. IPv6与IPv4的对比
与IPv4相比，IPv6可不是数量多这么简单。它还有很多的优点，比如支持QoS网络质量等级、可以做路由聚合提高路由的转发效率等等。列举一小部分区别如下。
1.7. 总结
以上是对IPv6的简要介绍，管中窥豹，很多技术细节没有谈到。比如IPv6的编址技术、重要的基础协议ICMPv6等。
2023年，互联网技术、物联网技术迅猛发展，全球移动连接数已突破55亿，IP地址也超过了42.9亿个。这两个数量都已经超过了IPv4地址总数，但对于IPv6来说这个数量还不够塞牙缝的。有了IPv6，我们再也不必担心连接数过多的情况。
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