爷爷问：IPv6为什么还没有完全替换掉IPv4 ？区别是什么？

news2024/10/2 22:27:51

首先IPV6之所以提出，很大一部分原因是IPV4的地址不够用了，再出现新设备就没得地址分配，所以才会提出新的IP版本以满足分配需求。在对IPV6进行一个基本了解后来看看两者的区别。

IPV6基本了解

1.层次化的地址结构

地址长度为128bit，这就意味着它极大的地址容量，不用日后基本上就不用担心地址稀缺的问题。由于其强大的地址空间，IPV6就可以在不同的使用场景划分各不同的地址段，同时对于地址段的延续性要求较高（对比IPV4来看，就是说在IPV4初期发展的时候，没有进行很好的规划分配，就造成了很多地址分配不连续，不好进行链路聚合，IPV6就可以有意识的避免这个问题），这样也不会造成地址的浪费。IPV6地址是用冒号分割为8段每段16字节，每一段都是用十六进制表示，同时它也有自己的子网掩码。

由于IPV6地址长度较长，其中可能会出现多个连续0的情况，针对这个，咱有一套缩写规范.

2.IPV6地址的分类

按照前缀分，可分为单播、组播以及任播三类地址（没有了IPV4中的广播地址）

（1）单播地址：和IPV4相同的是，目的地址是单播地址的报文会被发送被标识的接口中；不同的是，IPV4的一个接口一般只分配一个IP地址，而IPV6一个接口有多个IPV6地址。这些地址包括全球单播地址、唯一本地地址、链路本地地址。

（2）组播地址：标识一组接口，把数据包发送给所有被标识的接口

（3）任播地址：标识一组接口，把数据包发送给最近的那个接口

3.单播工作流程

IPV6报文的发送可以分为三个阶段，分别是地址配置、DVD、地址解析：

（1）地址配置：与IPV4一样，要进行数据包发送首先对自己的地址进行配置，一个接口上面可以有多个IPV6地址

（2）DAD：就是重复地址检测，看看网络中有没有和自己的配置的IP冲突的，类似于IPV4中免费ARP的作用。

（3）地址解析：类似于IPV6的普通ARP的作用，通过地址解析实现设备MAC地址与IPV6地址的映射关系。

IPV4与IPV6的区别

1.地址长度不同

IPV4地址是只有32位，而IPv6 把 IP 地址由 32 位增加到 128 位，所以能够支持更大的地址空间，有2^128-1个 IPv6 地址，估计在地球表面每平米有 4*10^18 个IPv6 地址，使 IP 地址在可预见的将来不会用完。

2.表示方法不同

IPV4地址的表示是使用点分十进制，IPV6地址的表示是使用冒分十六进制

3.首部

IPv6的首部长度是40个字节，相对IPv4的首部长度24字节要长，但是，IPv6首部结构比IPv4简单，在IPv6中，IPv 4 报头格式中一些冗余的域或被丢弃或被列为扩展报头，从而降低了包处理和报头带宽的开销。

4.对可选项更大的支持

IPv6 的可选项不放入报头，而是放在一个个独立的扩展头部。如果不指定路由器不会打开处理扩展头部 . 这大大改变了路由性能。 IPv6 放宽了对可选项长度的严格要求 (IPv4 的可选项总长最多为 40 字节 ) ，并可根据需要随时引入新选项。IPV6 的很多新的特点就是由选项来提供的，如对 IP 层安全 (IPSEC) 的支持，对巨报 (jumbogram) 的支持以及对 IP 层漫游 (Mobile-IP) 的支持等。

5.配置方法不同（即自动配置）

IPV4地址可以自动获取也可以手动配置。而IPv6地址必须要辅助协议才能获取，IPV6协议支持地址自动配置，这是一种即插即用的机制。IPv6节点通过地址自动配置得到IPv6地址和网关地址。IPv6支持无状态地址自动配置和状态地址自动配置两种地址自动配置方式。它会给配置128位的地址带来很大的方便，特别是无状态地址自动配置。