随着Internet规模的扩大，IPv4地址空间已经消耗殆尽。针对IPv4的地址短缺问题，曾先后出现过CIDR和NAT等临时性解决方案，但是CIDR和NAT都有各自的弊端，并不能作为IPv4地址短缺问题的彻底解决方案。另外，安全性、QoS(服务质量)、简便配置等要求也表明需要一个新的协议来根本解决目前IPv4面临的问题。

IETF在20世纪90年代提出了下一代互联网协议－IPv6，IPv6支持几乎无限的地址空间。IPv6使用了全新的地址配置方式，使得配置更加简单。IPv6还采用了全新的报文格式，提高了报文处理的效率、安全性，也能更好的支持QoS。

IPv6地址

版本 长度 地址数量

IPv4 32 bit 4,294,967,296

IPv6 128 bit 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456

IPv4地址空间已经消耗殆尽，近乎无限的地址空间是IPv6的最大优势。

IPv6基本报头

IPv6的基本报头在IPv4报头的基础上，增加了流标签域，去除了一些冗余字段，使报文头的处理更为简单、高效。

IPv6扩展报头

IPv6扩展报头是跟在IPv6基本报头后面的可选报头，可以有一个或多个。

如图所示的扩展报头是分片扩展报头。

IPv6地址格式

IPv6地址长度为128比特，每16比特划分为一段，每段由4个十六进制数表示，并用冒号隔开。

IPv6地址包括网络前缀和接口标识两部分。

IPv6地址压缩格式

每一组中的前导“0”都可以省略。

地址中包含的连续全为0的组，可以用双冒号“::”来代替。

IPv6地址表示

冒号十六进制表示法

把128比特划分成8段，每段为16比特用十六进制表示

CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020

1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B

2000:0:0:0:0:0:0:1

压缩表示法

将多个连续分段的0用双冒号表示

2000::1

地址前缀表示法

23E0:0:A4:/48 路由前缀

23E0:0:A4:/64 子网前缀

少于64位前缀要么是路由前缀要么是地址范围

IPv6地址分配机构

目前由IANA负责进行IPv6地址的分配，主要由三个地方组织来执行

欧洲地区的RIPE-NCC(RIPE Network Coordination Centre)

北美地区的INTERNIC(www.internic.net)

亚太地区的APNIC(Home | APNIC)

IPv6地址分类

IPv6地址分为单播地址、任播地址、组播地址三种类型。

IPv6单播地址

链路本地地址

每个设备的接口在启动IPv6的时候会自动配置一个链路本地地址

IPv6的“邻居发现”机制要用到IPv6的链路本地地址

链路本地地址以“FE80”开头

Interface ID是通过EUI－64自动生成

路由器绝不会转发链路本地地址

地址范围：FE80::/64

站点本地地址

相当于IPv4中的私网地址

不会路由到公网上

前缀为FEC0::/10

用于打印机、交换机的管理地址等

在IPv6大规模实现时,站点本地地址将不复使用

特殊IPv6地址和兼容地址

特殊IPv6地址

未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 或 :: 相当于IPv4的0.0.0.0

环回地址（0:0:0:0:0:0:0:1 或 ::1）标识一个环回接口 ,相当于IPv4的127.0.0.1

兼容地址

与 IPv4 兼容的地址，0:0:0:0:0:0:w.x.y.z 或 ::w.x.y.z

IPv4 映射地址，0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z 或::FFFF:w.x.y.z

6to4 地址用于IPv4的网络上传送IPv6的包

IPv6组播地址

所有IPv6组播地址都以FF开始。

IPv6为需要使用组播发送数据的协议预留了一些组播组。

IPv6任播地址

如果一个全局单播地址被指定给多于一个接口，那么该地址就成为了任播地址

源节点不需要关心如何选择最近的任播节点，这个工作由路由系统完成

当路由发生变化时，发往同一个任播地址的包可能会被发往不同的任播节点

目前，任播地址不能指定给IPv6 主机，只能指定给IPv6 路由器

EUI-64规范

将FFFE插入MAC地址的前24位与后24位之间，并将第7位的值取反（比如0改为1）即可生成接口ID。

IPv6无状态地址自动配置

网络节点向相连的路由器发送RS，请求地址前缀信息。

路由器通过发送路由器通告RA，回复地址前缀信息。

IPv6无状态地址DAD检查

自 1998 年以来，IPv6 一直在努力解决 IPv4 可用 IP 地址的不足的问题，然而尽管 IPv6 在效率和安全方面具有优势，但其采用速度仍然缓慢。

• 来源：linux.cn • 作者：Keith Shaw, Josh Fruhlinger • 译者：Xingyu.Wang •

（本文字数：3016，阅读时长大约：4 分钟）

在大多数情况下，已经没有人一再对互联网地址耗尽的可怕境况发出警告，因为，从互联网协议版本 4（IPv4）的世界到 IPv6 的迁移，虽然缓慢，但已经坚定地开始了，并且相关软件已经到位，以防止许多人预测的地址耗竭。

但在我们看到 IPv6 的现状和发展方向之前，让我们先回到互联网寻址的早期。

什么是 IPv6，为什么它很重要？

IPv6 是最新版本的 互联网协议(Internet Protocol)（IP），它可以跨互联网识别设备，从而确定它们的位置。每一个使用互联网的设备都要通过自己的 IP 地址来识别，以便可以通过互联网通信。在这方面，它就像你需要知道街道地址和邮政编码一样，以便邮寄信件。

之前的版本 IPv4 采用 32 位寻址方案，可以支持 43 亿台设备，本以为已经足够。然而，互联网、个人电脑、智能手机以及现在物联网设备的发展证明，这个世界需要更多的地址。

幸运的是， 互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force)（IETF）在 20 年前就认识到了这一点。1998 年，它创建了 IPv6，使用 128 位寻址方式来支持大约 340 亿亿亿(trillion trillion)（或者 2 的 128 次幂，如果你喜欢用这种表示方式的话）。IPv4 的地址可表示为四组一至三位十进制数，IPv6 则使用八组四位十六进制数字，用冒号隔开。

IPv6 的好处是什么？

IETF 在其工作中为 IPv6 加入了对 IPv4 增强的功能。IPv6 协议可以更有效地处理数据包，提高性能和增加安全性。它使互联网服务提供商（ISP）能够通过使他们的路由表更有层次性来减少其大小。

网络地址转换（NAT）和 IPv6

IPv6 的采用被推迟，部分原因是 网络地址转换(network address translation)（NAT）导致的，NAT 可以将私有 IP 地址转化为公共 IP 地址。这样一来，拥有私有 IP 地址的企业的机器就可以向位于私有网络之外拥有公共 IP 地址的机器发送和接收数据包。

如果没有 NAT，拥有数千台或数万台计算机的大公司如果要与外界通信，就会吞噬大量的公有 IPv4 地址。但是这些 IPv4 地址是有限的，而且接近枯竭，以至于不得不限制分配。

NAT 有助于缓解这个问题。有了 NAT，成千上万的私有地址计算机可以通过防火墙或路由器等 NAT 设备呈现在公共互联网上。

NAT 的工作方式是，当一台拥有私有 IP 地址的企业计算机向企业网络外的公共 IP 地址发送数据包时，首先会进入 NAT 设备。NAT 在翻译表中记下数据包的源地址和目的地址。NAT 将数据包的源地址改为 NAT 设备面向公众的地址，并将数据包一起发送到外部目的地。当数据包回复时，NAT 将目的地址翻译成发起通信的计算机的私有 IP 地址。这样一来，一个公网 IP 地址可以代表多台私有地址的计算机。

谁在部署 IPv6？

运营商网络和互联网服务供应商是最早开始在其网络上部署 IPv6 的群体，其中移动网络处于领先地位。例如，T-Mobile USA 有超过 90% 的流量通过 IPv6，Verizon Wireless 紧随其后，占 82.25%。根据行业组织 World Ipv6 Launch 的数据，Comcast 和 AT&T 的网络分别为 63% 和 65%。

主要网站则排在其后 —— World IPv6 Launch 称，目前 Alexa 前 1000 的网站中只有不到 30% 可以通过 IPv6 到达。

企业在部署方面比较落后，根据 互联网协会(Internet Society)的 《2017年 IPv6 部署状况》报告 ，只有不到四分之一的企业宣传其 IPv6 前缀。复杂性、成本和完成迁移所需时间都是他们给出的理由。此外，一些项目由于软件兼容性的问题而被推迟。例如，一份 2017 年 1 月的报告 称，Windows 10 中的一个 bug “破坏了微软在其西雅图总部推出纯 IPv6 网络的努力”。

何时会有更多部署？

互联网协会表示，IPv4 地址的价格将在 2018 年达到顶峰，然后在 IPv6 部署通过 50% 大关后，价格会下降。目前， 根据 Google ，全球的 IPv6 采用率为 20% 到 22%，但在美国约为 32%。

随着 IPv4 地址的价格开始下降，互联网协会建议企业出售现有的 IPv4 地址，以帮助资助其 IPv6 的部署。根据 一个发布在 GitHub 上的说明 ，麻省理工学院已经这样做了。这所大学得出的结论是，其有 800 万个 IPv4 地址是“过剩”的，可以在不影响当前或未来需求的情况下出售，因为它还持有 20 个 非亿级(nonillion) IPv6 地址。（非亿级地址是指数字 1 后面跟着 30 个零）。

此外，随着部署的增多，更多的公司将开始对 IPv4 地址的使用收费，而免费提供 IPv6 服务。 英国的 ISP Mythic Beasts 表示，“IPv6 连接是标配”，而 “IPv4 连接是可选的额外服务”。

IPv4 何时会被“关闭”？

在 2011 年至 2018 年期间，世界上大部分地区 “用完”了新的 IPv4 地址 —— 但我们不会完全没有 IPv4 地址，因为 IPv4 地址会被出售和重新使用（如前所述），而剩余的地址将用于 IPv6 过渡。

目前还没有正式的 IPv4 关闭日期，所以人们不用担心有一天他们的互联网接入会突然消失。随着越来越多的网络过渡，越来越多的内容网站支持 IPv6，以及越来越多的终端用户为 IPv6 功能升级设备，世界将慢慢远离 IPv4。

为什么没有 IPv5？

曾经有一个 IPv5，也被称为 互联网流协议(Internet Stream Protocol)，简称 ST。它被设计用于跨 IP 网络的面向连接的通信，目的是支持语音和视频。

它在这个任务上是成功的，并被实验性地使用。它的一个缺点是它的 32 位地址方案 —— 与 IPv4 使用的方案相同，从而影响了它的普及。因此，它存在着与 IPv4 相同的问题 —— 可用的 IP 地址数量有限。这导致了发展出了 IPv6 并和最终得到采用。尽管 IPv5 从未被公开采用，但它已经用掉了 IPv5 这个名字。

via: www.networkworld.com

作者： Keith Shaw , Josh Fruhlinger 选题： lujun9972 译者： wxy 校对： wxy

本文由 LCTT 原创编译， Linux中国 荣誉推出

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近日，中央网信办秘书局等12部门联合印发通知，确定IPv6技术创新和融合应用试点名单，共确定了22个综合试点城市和96个试点项目。

通知要求，各试点城市和试点单位要认真落实《关于加快推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署和应用工作的通知》要求，制定具体的实施方案，明确可量化、可检查、可评估的试点目标和任务，细化工作计划，提出具体可操作、可落地的实施举措。加快推动IPv6关键技术创新、应用创新、服务创新、管理创新持续突破，积极构建“IPv6+”技术产业生态体系，形成一批可复制可推广的做法经验。银柿财经注意到，试点单位中包括中国电信、中国移动、中国联通三大运营商，此外还有百度、支付宝等知名的互联网企业。

川财证券认为IPv6市场具有良好的发展前景，其较于IPv4有着更多的优势，IPv6产业链市场规模快速扩大。从网络端到端IPv6渗透率看，运营商网络中无论是接入网、城域网和骨干网等领域，IPv6已经获得全面支持，认为后续运营商在IPv6改造方面投入景气度仍能维持，而第三方IDC、CDN及云计算基础设施IPv6改造仍有较大提升空间。

目前，A股市场中IPv6概念股主要有中兴通讯（000063.SZ）、烽火通信（600498.SH）、紫光股份（000938.SZ）、杰赛科技（002544.SZ）、中国联通（600050.SH）等。

国脉科技涨停收盘，收盘价9.23元。该股于9点35分涨停，未打开涨停，截止收盘封单资金为1.39亿元，占其流通市值1.5%。

3月2日的资金流向数据方面，主力资金净流入2.5亿元，占总成交额38.04%，游资资金净流出1.15亿元，占总成交额17.46%，散户资金净流出1.35亿元，占总成交额20.57%。

近5日资金流向一览见下表：

该股为6G，教育，IPv6概念热股，当日6G概念上涨4.07%，教育概念上涨1.28%，IPv6概念上涨1.09%。

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