Tuesday, August 22, 2017

IPv6互联网协议

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协议(IPv4)的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4),它的下一个版本就是IPv6。

目前我们使用的第二代互联网IPv4技术,核心技术属于美国。它的最大问题是网络地址资源有限,从理论上讲,编址1600万个网络、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后,可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3千多万个,只相当于美国麻省理工学院的数量。地址不足,严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。

一方面是地址资源数量的限制,另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,可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网。在这样的环境下,IPv6应运而生。单从数字上来说,IPv6所拥有的地址容量是IPv4的约8×10^28倍(符号^表示升幂,下同),达到2^128-1个。这不但解决了网络地址资源数量的问题,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。

IPv6格式

IPv6二进位制下为128位长度,以16位为一组,每组以冒号“:”隔开,可以分为8组,每组以4位十六进制方式表示。例如:2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 是一个合法的IPv6地址。

同时IPv6在某些条件下可以省略:
每项数字前导的0可以省略,省略后前导数字仍是0则继续,例如下组IPv6是相等的。
2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13
2001:DB8:2de:0000:0000:0000:0000:e13
2001:DB8:2de:000:000:000:000:e13
2001:DB8:2de:00:00:00:00:e13
2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13

可以用双冒号“::”表示一组0或多组连续的0,但只能出现一次:
如果四组数字都是零,可以被省略。遵照以上省略规则,下面这两组IPv6都是相等的。
2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13
2001:DB8:2de::e13
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

2001::25de::cade 是非法的,因为双冒号出现了两次。它有可能是下种情形之一,造成无法推断。
2001:0000:0000:0000:0000:25de:0000:cade
2001:0000:0000:0000:25de:0000:0000:cade
2001:0000:0000:25de:0000:0000:0000:cade
2001:0000:25de:0000:0000:0000:0000:cade

如果这个地址实际上是IPv4的地址,后32位可以用10进制数表示;因此::ffff:192.168.89.9 相等于::ffff:c0a8:5909,但不等于::192.168.89.9 和::c0a8:5909。

另外,::ffff:1.2.3.4 格式叫做IPv4映射地址。而::1.2.3.4 格式叫做IPv4一致地址,目前已被取消。

IPv4位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:ffff:874B:2B34 或者::ffff:874B:2B34。同时,还可以使用混合符号(IPv4-compatible address),则地址可以为::ffff:135.75.43.52。

参考资料:
https://zh.wikipedia.org/wiki/IPv6
http://baike.baidu.com/item/IPv6

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