计算机网络：IPv6协议

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背景

IPv4只能支持43亿设备，不够用。

工作原理

  • IPv6和IPv4两者工作原理相似，为切片、增加封包头、路由(寻址)几个阶段。 IPv6

与IPv4的主要区别

  • 地址

    • 地址数量：IPv4有4个8位，共16位，IPv6有8个16位，共128位
    • 分割符号：
      • IPv4的地址用 . 分割，如 103.28.7.35 。每一个是8位，用0-255的数字表示。
      • IPv6的地址用 : 分割，如 0123:4567:89ab:cdef:0123:4567:89ab:cdef 。每个是一个16位的16进制数字，就是4个符。
    • IPv6地址： IPv6地址

  • 寻址

    • 全局单播

      • 站点前缀（Site Prefix)：48bit，一般是由ISP（Internet Service Providor，运营商）或者RIR(Regional Internet Registry， 地区性互联网注册机构)。RIR将IP地址分配给运营商。
      • 子网号（Subnet ID)：16bit，用于站点内部区分子网。
      • 接口号（Interface ID)：64bit，用于站点内部区分设备。 寻址

    • 本地单播

      • 给定地址，本地网定位设备 本地单播地址格式
      • ⚠️ 注意：Link-local必须以fe80开头

    • 分组多播

      • 需要以8个1，也就是 ff00 开头，后面跟上一个分组的编号。
      • 所在的网络中已经定义了该分组编号，而且有设备可以识别这个编号。
      • 拥有分组下设备的完整清单，并把数据发送给对应的设备们。
      • IPv4也支持分组多播，但需要网络配置整体配合。

新设备接入

  • 新设备接入IPv6后，会使用IPv6的邻居发现协议(Neighbour Discover Protocol)为自己申请一个IP地址。当新设备需要发送信息到目的地时，还可以通过ND协议广播查询目标设备。然后如果需要路由，还可以通过ND查找路由器。 新设备接入

  • 传统：ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）。每个节点存储许多额外信息。

  • IPv6: 更加无状态化，减少数据冗余带来的风险和负担

优势

  • 解决了IP地址耗尽的问题
  • 解决了网络区域、站点划分的问题。
  • 协议层支持多播。
  • Ipv6可以有专门的地址用作多播。
  • 支持邻居发现协议，自动分配地址，做到了无状态接入设备。