導(dǎo)讀：歡迎你來(lái)到站長(zhǎng)在線的站長(zhǎng)百科欄目，你正在學(xué)習(xí)的是IPv6的定義，IPv6的發(fā)展歷史，IPv6表示方法，IPv6報(bào)文內(nèi)容，IPv6地址類(lèi)型，IPv6的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，IPv6的安全性能等。

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IPv6的定義：

IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）的縮寫(xiě)，是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）設(shè)計(jì)的用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議，其地址數(shù)量號(hào)稱(chēng)可以為全世界的每一粒沙子編上一個(gè)地址。

由于IPv4最大的問(wèn)題在于網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。IPv6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問(wèn)題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙 。

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu)（IANA）在2016年已向國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）提出建議，要求新制定的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)只支持IPv6，不再兼容IPv4。

IPv6的發(fā)展歷史：

1992年初，一些關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)地址系統(tǒng)的建議在IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）上提出，并于1992年底形成白皮書(shū)。

1993年9月，IETF建立了一個(gè)臨時(shí)的ad-hoc下一代IP（IPng）領(lǐng)域來(lái)專(zhuān)門(mén)解決下一代IP的問(wèn)題。這個(gè)新領(lǐng)域由Allison Mankin和Scott Bradner領(lǐng)導(dǎo)，成員由15名來(lái)自不同工作背景的工程師組成。

1994年7月25日，IETF采納了IPng模型，并形成幾個(gè)IPng工作組。

1996年開(kāi)始，一系列用于定義IPv6的RFC發(fā)表出來(lái)，最初的版本為RFC1883。

2003年1月22日，IETF發(fā)布了IPv6測(cè)試性網(wǎng)絡(luò)，即6bone網(wǎng)絡(luò)。

截至2009年6月，6bone網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)支持了39個(gè)國(guó)家的260個(gè)組織機(jī)構(gòu)。

從2011年開(kāi)始，主要用在個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)基本上都支持高質(zhì)量IPv6配置產(chǎn)品。

2012年6月6日，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)舉行了世界IPv6啟動(dòng)紀(jì)念日，這一天，全球IPv6網(wǎng)絡(luò)正式啟動(dòng)。多家知名網(wǎng)站，如google、Facebook和Yahoo等，于當(dāng)天全球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0點(diǎn)（北京時(shí)間8點(diǎn)整）開(kāi)始永久性支持IPv6訪問(wèn)。

截至2013年9月，互聯(lián)網(wǎng)318個(gè)頂級(jí)域名中的283個(gè)支持IPv6接入它們的DNS。約占89.0%，其中276個(gè)域名包含IPv6黏附記錄，共5,138,365個(gè)域名在各自的域內(nèi)擁有IPv6地址記錄。

2017年11月26日，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版（IPv6）規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》。

2018年6月，三大運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合阿里云宣布，將全面對(duì)外提供IPv6服務(wù)，并計(jì)劃在2025年前助推中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)真正實(shí)現(xiàn)“IPv6 Only”。7月，百度云制定了中國(guó)的IPv6改造方案。8月3日，工信部通信司在北京召開(kāi)IPv6規(guī)模部署及專(zhuān)項(xiàng)督查工作全國(guó)電視電話會(huì)議，中國(guó)將分階段有序推進(jìn)規(guī)模建設(shè)IPv6網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合。11月，國(guó)家下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在北京發(fā)布了中國(guó)首份IPv6業(yè)務(wù)用戶(hù)體驗(yàn)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，移動(dòng)寬帶IPv6普及率為6.16%，IPv6覆蓋用戶(hù)數(shù)為7017萬(wàn)戶(hù)，IPv6活躍用戶(hù)數(shù)僅有718萬(wàn)戶(hù)，與國(guó)家規(guī)劃部署的目標(biāo)還有較大距離。

2019年4月16日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2019年IPv6網(wǎng)絡(luò)就緒專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的通知》。 5月，中國(guó)工信部稱(chēng)計(jì)劃于2019年末，完成13個(gè)互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點(diǎn)IPv6的改造。

2020年3月23日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2020年IPv6端到端貫通能力提升專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的通知》，要求到2020年末，IPv6活躍連接數(shù)達(dá)到11.5 億，較2019年8億連接數(shù)的目標(biāo)提高了43%。

IPv6組成結(jié)構(gòu)

IPv6表示方法

IPv6的地址長(zhǎng)度為128位，是IPv4地址長(zhǎng)度的4倍。于是IPv4點(diǎn)分十進(jìn)制格式不再適用，采用十六進(jìn)制表示。IPv6有3種表示方法。

1、冒分十六進(jìn)制表示法

格式為X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個(gè)X表示地址中的16b，以十六進(jìn)制表示，例如：

ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

這種表示法中，每個(gè)X的前導(dǎo)0是可以省略的，例如：

2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A

2、0位壓縮表示法

在某些情況下，一個(gè)IPv6地址中間可能包含很長(zhǎng)的一段0，可以把連續(xù)的一段0壓縮為“::”。但為保證地址解析的唯一性，地址中”::”只能出現(xiàn)一次，例如：

FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101

0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1

0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

3、內(nèi)嵌IPv4地址表示法

為了實(shí)現(xiàn)IPv4-IPv6互通，IPv4地址會(huì)嵌入IPv6地址中，此時(shí)地址常表示為：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六進(jìn)制表示，而最后32b地址則使用IPv4的點(diǎn)分十進(jìn)制表示，例如::192.168.0.1與::FFFF:192.168.0.1就是兩個(gè)典型的例子，注意在前96b中，壓縮0位的方法依舊適用。

IPv6報(bào)文內(nèi)容

IPv6報(bào)文的整體結(jié)構(gòu)分為IPv6報(bào)頭、擴(kuò)展報(bào)頭和上層協(xié)議數(shù)據(jù)3部分。IPv6報(bào)頭是必選報(bào)文頭部，長(zhǎng)度固定為40B，包含該報(bào)文的基本信息；擴(kuò)展報(bào)頭是可選報(bào)頭，可能存在0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)，IPv6協(xié)議通過(guò)擴(kuò)展報(bào)頭實(shí)現(xiàn)各種豐富的功能；上層協(xié)議數(shù)據(jù)是該IPv6報(bào)文攜帶的上層數(shù)據(jù)，可能是ICMPv6報(bào)文、TCP報(bào)文、UDP報(bào)文或其他可能報(bào)文。

IPv6地址類(lèi)型

IPv6協(xié)議主要定義了三種地址類(lèi)型：?jiǎn)尾サ刂罚║nicast address）、組播地址（Multicast Address）和任播地址（Anycast Address）。與原來(lái)在IPv4地址相比，新增了“任播地址”類(lèi)型，取消了原來(lái)IPv4地址中的廣播地址，因?yàn)樵贗Pv6中的廣播功能是通過(guò)組播來(lái)完成的。

單播地址：用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)接口，類(lèi)似于IPv4中的單播地址。發(fā)送到單播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文將被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的一個(gè)接口。

組播地址：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組接口（通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn)），類(lèi)似于IPv4中的組播地址。發(fā)送到組播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的所有接口。

任播地址：用來(lái)標(biāo)識(shí)一組接口（通常這組接口屬于不同的節(jié)點(diǎn)）。發(fā)送到任播地址的數(shù)據(jù)報(bào)文被傳送給此地址所標(biāo)識(shí)的一組接口中距離源節(jié)點(diǎn)最近（根據(jù)使用的路由協(xié)議進(jìn)行度量）的一個(gè)接口。

IPv6的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

與IPV4相比，IPV6具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32，最大地址個(gè)數(shù)為2^32；而IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128，即最大地址個(gè)數(shù)為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間增加了2^128-2^32個(gè)。

二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開(kāi)始就遵循聚類(lèi)（Aggregation）的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄（Entry）表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長(zhǎng)度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。

三、IPv6增加了增強(qiáng)的組播（Multicast）支持以及對(duì)流的控制（Flow Control），這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長(zhǎng)足發(fā)展的機(jī)會(huì)，為服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

四、IPv6加入了對(duì)自動(dòng)配置（Auto Configuration）的支持。這是對(duì)DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展，使得網(wǎng)絡(luò)（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。

五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，在IPV6中的加密與鑒別選項(xiàng)提供了分組的保密性與完整性。極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

六、允許擴(kuò)充。如果新的技術(shù)或應(yīng)用需要時(shí)，IPV6允許協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充。

七、更好的頭部格式。IPV6使用新的頭部格式，其選項(xiàng)與基本頭部分開(kāi)，如果需要，可將選項(xiàng)插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間。這就簡(jiǎn)化和加速了路由選擇過(guò)程，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的選項(xiàng)不需要由路由選擇。

八、新的選項(xiàng)。IPV6有一些新的選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)附加的功能。

IPv6的安全性能

原來(lái)的Internet安全機(jī)制只建立于應(yīng)用程序級(jí)，如E-mail加密、SNMPv2網(wǎng)絡(luò)管理安全、接入安全（http、SSL）等，無(wú)法從IP層來(lái)保證Internet的安全。IP級(jí)的安全保證分組的鑒權(quán)和私密特性，其具體實(shí)現(xiàn)主要由IP的AH（Authentication Header）和ESP（Encapsulating Security Payload）標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)。IPv6實(shí)現(xiàn)了IP級(jí)的安全。

一、安全協(xié)議套：是發(fā)送者和接收者的雙向約定，只由目標(biāo)地址和安全參數(shù)索引（SPI）確定。

二、包頭認(rèn)證：提供了數(shù)據(jù)完整性和分組的鑒權(quán)。

三、安全包頭封裝：ESP根據(jù)用戶(hù)的不同需求，支持IP分組的私密和數(shù)據(jù)完整性。 它既可用于傳送層（如TCP、UDP、ICMP）的加密， 稱(chēng)傳送層模式ESP，同時(shí)又可用于整個(gè)分組的加密，稱(chēng)隧道模式ESP。

四、ESPDES-CBC方式：ESP處理一般必須執(zhí)行DES-CBC加密算法，數(shù)據(jù)分為以64位為單位的塊進(jìn)行處理，解密邏輯的輸入是現(xiàn)行數(shù)據(jù)和先前加密數(shù)據(jù)塊的與或。

五、鑒權(quán)加私密方式：根據(jù)不同的業(yè)務(wù)模式，兩種IP安全機(jī)制可以按一定的順序結(jié)合，從而達(dá)到分組傳送加密的目的。按順序的不同，分為鑒權(quán)之前加密和加密之前鑒權(quán)。

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