Friday, November 22, 2019

IPv6互聯網協議

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯為“互聯網協議”。 IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用於替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議。目前IP協議的版本號是4(簡稱為IPv4),它的下一個版本就是IPv6。

目前我們使用的第二代互聯網IPv4技術,核心技術屬於美國。它的最大問題是網絡地址資源有限,從理論上講,編址1600萬個網絡、40億台主機。但採用A、B、C三類編址方式後,可用的網絡地址和主機地址的數目大打折扣,以至目前的IP地址近乎枯竭。其中北美佔有3/4,約30億個,而人口最多的亞洲只有不到4億個,中國只有3千多萬個,只相當於美國麻省理工學院的數量。地址不足,嚴重地制約了我國及其他國家互聯網的應用和發展。

一方面是地址資源數量的限制,另一方面是隨着電子技術及網絡技術的發展,計算機網絡將進入人們的日常生活,可能身邊的每一樣東西都需要連入全球因特網。在這樣的環境下,IPv6應運而生。單從數字上來說,IPv6所擁有的地址容量是IPv4的約8×10^28倍(符號^表示升冪,下同),達到2^128-1個。這不但解決了網絡地址資源數量的問題,同時也為除電腦外的設備連入互聯網在數量限制上掃清了障礙。

IPv6格式

IPv6二進位制下為128位長度,以16位為一組,每組以冒號“:”隔開,可以分為8組,每組以4位十六進制方式表示。例如:2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344 是一個合法的IPv6地址。

同時IPv6在某些條件下可以省略:
每項數字前導的0可以省略,省略後前導數字仍是0則繼續,例如下組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

可以用雙冒號“::”表示一組0或多組連續的0,但只能出現一次:
如果四組數字都是零,可以被省略。遵照以上省略規則,下面這兩組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,因為雙冒號出現了兩次。它有可能是下種情形之一,造成無法推斷。
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

如果這個地址實際上是IPv4的地址,後32位可以用10進制數表示;因此::ffff:192.168.89.9 相等於::ffff:c0a8:5909,但不等於::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位址可以很容易的轉化為IPv6格式。舉例來說,如果IPv4的一個地址為135.75.43.52(十六進制為0x874B2B34),它可以被轉化為0000:0000:0000:0000:0000:ffff:874B:2B34 或者::ffff:874B:2B34。同時,還可以使用混合符號(IPv4-compatible address),則地址可以為::ffff:135.75.43.52。

參考資料:
https://zh.wikipedia.org/wiki/IPv6
http://baike.baidu.com/item/IPv6

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