IPv6

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IPv6是網際網路協議的第六版；最初它在IETF的 IPng選取過程中勝出時稱為網際網路下一代網際協議（IPng），IPv6是被正式廣泛使用的第二版網際網路協議。

現有標準IPv4只支持大概40億（2³²）個網路地址，而IPv6支持2¹²⁸（約3.4 ×10³⁸）個，這等價于在地球上每平方英寸有4.3×10²⁰地址（6.7×10¹⁷地址/mm²）。（IPv5不是IPv4的繼承，而是實驗性的面向流的數據流協議，用來對聲音，圖像等提供支持。）

背景與目標

促使IPv6形成的主要原因是網路空間的匱乏。從1990年開始，網際網路工程任務小組（Internet Engineering Task Force，簡稱IETF）開始規劃IPv4的下一代協定，除要解決即將遇到的IP位址短缺問題外，還要發展更多的擴充功能，為此IETF小組創建IPng，以讓後續工作順利進行。1994年，各IPng領域的代表們於多倫多舉辦的IETF會議中正式提議IPv6發展計劃，該提議直到同年的11月17日才被認可，並於1998年 8月10日成為IETF的草案標準。

IPv6的計劃是建立未來網際網路擴充的基礎，其目標是取代IPv4，預計在2025年以前IPv4仍會被支持，以便給新協議的修正留下足夠的時間。

雖然IPv6在1994年就已被IETF指定作為IPv4的下一代標準，然而在世界範圍內使用IPv6部署的公眾網[1]與IPv4相比還非常的少[2]。

IPv6 編址

從IPv4到IPv6最顯著的變化就是網路地址的長度。RFC 2373 和RFC 2374定義的IPv6地址，就像下面章節所描述的，有128位長；IPv6地址的表達形式一般採用32個十六進位數。

IPv6中可能的地址有2¹²⁸ ≈ 3.4×10³⁸個.也可以想象為16³²個因為32位地址每位可以取16個不同的值（參考組合數學）。

在很多場合，IPv6地址由兩個邏輯部分組成：一個64位的網路前綴和一個64位的主機地址，主機地址通常根據物理地址自動生成，叫做EUI-64（或者64-位擴展唯一標識）

IPv6地址表示

IPv6地址為128位元長但通常寫作8組每組四個十六進位數的形式。例如：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

是一個合法的IPv6地址。

如果四個數字都是零，可以被省略。例如：

2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344

等價于

2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344

遵從這些規則，如果因為省略而出現了兩個以上的冒號的話，可以壓縮為一個，但這種零壓縮在地址中只能出現一次。因此：

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

都是合法的地址，並且他們是等價的。但

2001::25de::cade

是非法的。（因為這樣會使得搞不清楚每個壓縮中有幾個全零的分組）

同時前導的零可以省略，因此：

2001:0DB8:02de::0e13

等價于

2001:DB8:2de::e13

如果這個地址實際上是IPv4的地址，後32位元可以用10進位數表示；因此：

ffff:192.168.89.9 等價于 ::ffff:c0a8:5909, 但不等價于 ::192.168.89.9 和 ::c0a8:5909。

ffff:1.2.3.4格式叫做IPv4映射地址，是不建議使用的。而::1.2.3.4格式叫做IPv4一致地址。

IPv4 地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（十六進位為0x874B2B34），它可以被轉化為0000:0000:0000:0000:0000:0000:874B:2B34或者::874B:2B34。同時，還可以使用混合符號（IPv4-compatible address），則地址可以為::135.75.43.52。

IPv6 封包

IPv6封包的架構說明。

IPv6封包由兩個主要部分組成：頭部和負載。

包頭是包的前40位元組並且包含有源和目的地址，協議版本，通信類別（8位元，包優先順序），流標記（20位元，QoS服務質量控制），負載長度（16位），下一個頭部（用於向後兼容性），和跳段數限制（8位元，生存時間，相當於IPv4中的TTL）。後面是負載，至少1280位元組長，或者在可變MTU（最大傳輸單元）大小環境中這個值為1500位元組。負載在標準模式下最大可為65535位元組，或者在擴展包頭的"jumbo payload"選項進行設置。

IPv6曾有兩個有著細微差別的版本; 在RFC 1883中定義的原始版本（現在廢棄）和RFC 2460中描述的現在提議的標準版本。兩者主要在通信類別這個選項上有所不同，它的位數由4位變為了8位。其他的區別都是微不足道的。

分段（Fragmentation）只在IPv6的主機中被處理。在IPv6中，可選項都被從標準頭部中移出並在協議欄位中指定，類似於IPv4的協議欄位功能。

IPv6和域名系統

IPv6地址在域名系統中為執行正向解析表示為AAAA記錄（所謂4A記錄）（類似的IPv4表示為A記錄A records）；反向解析在ip6.arpa （原先ip6.int）下進行，在這裡地址空間為半位元組16進位數字格式。這種模式在RFC 3596給與了定義。

AAAA模式是IPv6結構設計時的兩種提議之一。另外一種正向解析為A6記錄並且有一些其他的創新像二進位串標籤和DNAME記錄等。RFC 2874和它的一些引用中定義了這種模式。

AAAA模式只是IPv6域名系統的簡單概括，A6模式使域名系統中檢查更全面，也因此更複雜：

A6記錄允許一個IPv6地址在分散於多個記錄中，或許在不同的區域；舉例來說，這就在原則上允許網路的快速重編號。
使用域名系統記錄委派地址被DNAME記錄（類似於現有的CNAME，不過是重命名整棵樹）所取代。
一種新的叫做比特標籤的類型被引入，主要用於反向解析。

2002年8月的RFC 3363中對AAAA模式給與了有效的標準化（在RFC 3364有著對於兩種模式優缺點的更深入的討論）。

IPv6部署與應用

2004年七月的ICANN聲稱網際網路的根域名伺服器已經經過改進同時支持IPv6和IPv4[3]。

缺點：

需要在整個網際網路和它所連接到的設備上建立對IPv6的支持
從IPv4訪問時的轉換過程中，在網關路由器（IPv6<-->IPv4）還是需要一個IPv4地址和一些NAT（=共享的IP地址），增加了它的複雜性，還意味著IPv6許諾的巨大的空間地址不能夠立刻被有效的使用。
遺留的結構問題，例如在對IPv6 multihoming支持上一致性的匱乏。

工作：

6bone
ICMPv6
IPv6 multihoming

轉換機制

直到IPv6獲得廣泛的使用和路由下部構造的支持之前，還是需要一種機制來在IPv4網中使用IPv6。需要做的是：

在雙協議棧節點間配置靜態IPv6-in-IP通道。
6to4，一種自動的非對稱的隧道機制。

這些隧道通過將IPv6包包裝在IPv4包中，這些包頭的協議欄位值為41，因此叫做proto-41。類似的，ISATAP允許IPv6包在下層組織都是IPv4的網路中傳輸。它也使用協議號41。

當使用NAT（網路地址轉換）設備的網路使用IPv6時，大多數並沒有對proto-41進行正確的轉發，可以使用Teredo協議在IPv4中基於UDP包裝IPv6。還可以使用IPv6-to-IPv4和IPv6-to-IPv6代理，儘管它是在應用層的（例如HTTP）。

主要的IPv6公告

在2003年，日本經濟新聞（在2003年被CNET亞洲機構引用）報告中說日本、中國和韓國聲稱已經決定要在網路技術中尋求領先，將部分參與IPv6的開發並在2005年開始全面採用IPv6。
ICANN在2004年 7月20日發表聲明，稱DNS根伺服器已經建立了對應日本（.jp）和韓國（.kr）的頂級域名伺服器的AAAA記錄，序列號為2004072000。對應法國的（.fr）IPv6記錄會再晚一點時間加入。這就開放了IPv6的運作。

參看

外部連結

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