IT知识大全:IPv6详解

2019/6/10 13:17:59 来源:IT民工李农 浏览:

作为互联网用户,或多或少听过IPv4地址枯竭的消息,而对于定义IPv4的IETF(互联网工程任务组)来说,也没有预料到如今的互联网会出现如此庞大的用户量增长。

IPv4的网络地址资源局限,已经严重制约了互联网的应用和发展。目前常用的NAT(网络地址转换)技术只能缓解公网IP数量不足的燃眉之急,而真正能从根本解决IP地址数量问题和推进互联网发展的技术方案还得依靠IPv6(Internet Protocol Version 6,互联网协议第6版)。

随着各国及各大运营商对IPv6的发展推动,IPv6已经渐渐进入用户的生活当中,例如我们在打开某些APP的开启画面中会看到IPv6的标示。

那么为什么越来越多的APP会将IPv6的标示写入启动界面,IPv6仅仅只是让IP地址数量变多吗?


一、IPv6地址数量

在IPv4中规定IP地址长度为32位二进制数,约等于2^32个网络地址。而IPv6具有更大的地址空间,长度为128位二进制数,约等于2^128个网络地址(约3.4×10^38),这个数量已经远远大于人们对互联网发展规模的想象。

二、IPv6地址格式

IPv6因为地址长度较大,相对的地址格式也会复杂不少,而且采用的为16进制的表示方式(数字0-9加上字母A-F),想要记住一个IPv6地址并不容易。

IPv6地址是可以进行缩写表示的,例如冒号分隔的每组数值前面的0可以省略不写,例如:

冒号分隔的一组或者连续几组全0数值,可以用双冒号表示(一个IP地址最多只可出现一次::缩写),例如:

三、ipv6的网络标示与主机标示

在IPv4中,大多数用户知道是用子网掩码来划分IP地址的网络号和主机号,从而得知IP地址所属的网段,例如:192.168.1.2 (255.255.255.0),我们可以通过这个IP的掩码长度来确定这个IP的网络标识为前24位,即192.168.1.0为它的网段,主机标识为后8位。

那么IPv6如何划分网段?

IPv6的地址长度为128位(比特),默认后64位(比特)为接口ID,即主机标识。主机标识默认是由48位MAC地址加上IEEE分配的ID,依照EUI64转换算法,进行转换得来的,这就可以极大地降低IP地址出现重复的可能。

全局单播地址

全局单播地址是最常用的IPv6地址类型,即全球唯一的IP地址,等同于IPv4的公网IP地址。

除了大多数全局单播地址,以下还有几个特殊地址类型需要进行区分:

四、IPv6的优点

1、更庞大的网络地址数量

2、更小的路由表

因为IPv6在地址分配时遵循聚类原则,相同区域默认分配相同前缀IP地址。当路由在查找和传递过程中,可以更高效地选择最优路由进行传递,大大节省传递时的开销。

3、IPv6的分段处理

在IPv4的网络中,数据包在传输过程中,路由器会根据其设置的MTU值(最大传输单元,默认为1500字节)来对数据包进行分片传输。

而在IPv6的网络中,主机在发出数据包时,就已经对数据包进行分片处理(默认最小MTU为1280字节),这样在数据传输的过程中就不需要路由器来担任分片工作,大大提高了数据传输的效率。

4、即插即用

在IPv4的网络中,如果用户不想手动配置IP地址,就得依赖DHCP服务来进行地址自动分配。在IPv6中同样可以通过DHCPv6进行有状态地址分配,但是也可以不依赖DHCPv6来进行无状态地址分配(SLAAC)。

IPv6可以通过NDP进行路由请求和通告,获取IPv6地址的网络前缀,而 IPv6地址的后64位是由网卡的物理地址(MAC)加上转换算法得来,本身就是全球唯一的地址,所以也就很难遇到IP地址冲突现象。

5、传输安全性

在IPv6网络中,除了对以往IPv4的报文精简改进,最大的区别就是强制使用IPSec安全加密传输,让用户不再担心数据抓包导致信息泄密,也避免了大多数据数欺骗攻击。

五、IPv6与IPv4如何互通

文章开头提到,为什么那么多APP会特别标注支持IPv6网络,原因就是,IPv4与IPv6之间网络默认是不能互通的,而支持IPv6的APP即可以在IPv6网络下直接进行访问。

那么,目前互联网上绝大多数设备依然在使用IPv4网络,不可能让所有设备同时切换到IPv6的网络上,在IPv4向IPv6过渡的漫长阶段中,如何使二者网络下的设备能正常访问互联网及互相通讯呢?

1、双协议栈技术

双协议栈技术是指在路由器或者主机上同时运行IPv4和IPv6协议。

其中大多数应用服务器采用的为双栈主机的解决方案,严格意义上它并不是解决IPv4与IPv6互通的问题,而是适配两种网络模式来为不同网络下的客户端提供服务。

当IPv4网络下的客户端发起请求时,服务器及链路会在IPv4网络下进行响应。同理,当发起客户端处于IPv6网络时,服务器会在IPv6网络下进行响应。

反之,也可以在客户终端上配置双协议栈,来分别访问不同网络协议下的服务器。

2、隧道技术

目前常见的IPv6隧道传输方案有手工隧道与自动隧道,例如6 over 4、6 to 4等。其中自动隧道因为需要同时配置IPv4和IPv6地址,所以需要双协议栈路由器支持。

隧道技术是指将IPv6的数据包封装在IPv4的数据包里进行发送,它好处就是不需要对现有的IPv4网络进行改造,就可以直接利用隧道来传输IPv6的数据包。

隧道技术主要是为了向IPv6网络过渡过程中减少搭建设备的成本,但是它依然无法解决纯IPv4主机与IPv6主机的互通问题。

3、网络协议转换技术

IPv6上的网络协议转换技术类似于IPv4上经常使用的NAT技术,但是转换的内容不一样。早期的翻译网关采用的为NAT-PT技术,但是因为技术的局限性和安全性,最终还是改用了NAT64转换技术。

NAT64的工作原理就是搭建一台翻译网关位于IPv4与IPv6网络之间,将通过网关的IPv6与IPv4的数据包进行翻译传输。NAT64一般只能单方向的将发往IPv4网络的IPv6报文进行翻译,而不能主动翻译反方向的IPv4发往IPv6的报文,需要进行静态条目绑定才能真正实现IPv4访问IPv6网络,在技术实现上成本较高。

4、IVI技术

IVI技术是国内研发的翻译网关技术,虽然都属于翻译网关,但是NAT64转换基于状态,而IVI可以进行无状态的映射。

网络运营商通过对一部分IPv4和IPv6地址进行映射,生成IVI专用地址。IPv6网络的用户如果想访问IPv4网络,可以通过IVI网关的映射表获得IPv4地址来直接访问IPv4网络。而IPv4用户如果需要访问IPv6网络,则会通过IVI网关获得IVI-6地址来访问IPv6网络。

目前IVI是IPv4向IPv6过渡的较优方案,原因就是它不需要改变用户的使用习惯和成本,可以直接由运营商进行搭建翻译网关来进行双网互访。

六、总结

随着互联网规模的快速发展,IPv4向IPv6转变是必然趋势。

而各国和运营商对IPv6的推动,在不久的将来会有更多的设备和产品加入物联网大环境,原本的设备互联问题将发生巨大改变,作为普通互联网用户也能享受IPv6带来的便利。

看看网友怎么说

会织网的蜘蛛:转发了

不入烟水怎相逢:转发了

ancewu:转发了

东风41A洲际弹道导弹:学习了,

hbsdtxw:在拜读一遍

文章来源网络,版权归属原作者,未注明作者均因传阅太多无从查证。本站为公益性非盈利网站,在本网转载其他媒体稿件是为传播更多的信息,此类稿件不代表本网观点。如果本网转载的稿件涉及您的版权、名益权等问题,请尽快与我们联系,我们将第一时间处理!
  • 上周的一天晚上,我给三岁的儿子读绘本的时候,发生了一件让我非常惊叹的事情。那天工作很累,读绘本的时候有些心不在焉,想尽快给他读完让他睡觉,所以当时读的也比较快。但是儿子并不在意,他在认真的听。这是日本作家宫西达也的恐龙系列绘本,名字叫《我爱你》。当讲到三只小平头龙,被阿尔伯托龙伤害,霸王龙为了救它们...

  • 不论是以前还是现在,狙击手都是战场不可或缺的成员之一。狙击手的存在,一是可以精确击杀敌人的指挥员或者是重要武器的操作人员。另一方面,这种远距离的精确击杀,会对敌人的心里形成严重的影响,很可能迟滞降低敌人的攻击速度。ASDFFG狙击手射击有个特点,那就是一般距离敌人都比较远,而且为了防止敌人的狙击手还...

  • 现在想必很多朋友都有过一次或者多次出境游的经验了,因此也总结了不少关于旅行攻略以及办理签证方面的小贴士。不过一些朋友在这些经验的帮助下尽心游玩之后,发现在回国不久后就受到了领事馆要求“销签”的信息,让人顿时又开始惊恐起来。其实“销签”还算是一个比较常见的签证术语,即注销签证的意思,并不是领事馆对旅客...

  • 交通银行北京市分行供图千龙网发千龙网讯近日,交通银行北京市分行营业部金融服务小组一行五人,走进北京现代职业学校的课堂,面向金融专业的师生开展题为“防范电信诈骗”的金融知识讲座。宣传员们以积极创新的五四精神,用交行青年人的活力,践行着交行的社会责任,为创建安全、绿色的金融服务环境贡献自己的力量。此次金...

  • 1.北极熊会淹死?科学家表示,由于全球变暖,北极冰盖变小,北极熊必须游泳更远的距离才能找到冰块或者地表上去休息。有些北极熊由于长时间找不到休息的地方,游得太累,最终游不动没入海中淹死。2.以前很多人认为,深海生物由于阳光无法照射进来而生活在这种漆黑的环境,它们会通过其他方式来感受周围的环境,同时视觉...

  • 【夏季养生小知识,快来收藏吧!】1.应时起居。夏季宜早睡早起,中午尽可能午睡,尽量不要在楼道、屋檐下或通风口的阴凉处久坐、久卧;2.饮食清补。在饮食滋补方面,热天以清补、健脾、祛暑化湿为原则,多选择具有清淡滋阴功效的食品;3.皮肤瘙痒注意事项。夏季出游,因日晒而导致皮肤瘙痒、干疼时,可涂少量软膏,不...

  • 10个冷知识:铁球和羽毛同一高度释放,为什么会同时到达地面紫薇树01.紫薇树是世界上对振动最敏感的树,只要轻轻一碰它的树皮,树身就会颤抖不止,也因此得名“痒痒树”。大公鸡02.电影中的迅猛龙体型比一个成年人还要大上不少,但古生物学家研究发现,迅猛龙的实际体型和一只比较大的鸡相差不了多少。太阳系03....

  • 今天上午,本市高考实行“3+X”17年来的最后一次文综、理综考试落下帷幕。考生们和文综、理综正式说再见。明年,北京实施新高考,不分文理科,统考三门,选考三门,高考科目中将不再有文科综合、理科综合。最后一次的文综、理综给考生留下怎样的印记?一起来听听考生和专家怎么说文综:请考生出题“考前最怕历史会出时...

  • 一,太空对于人类来说无比的寂静,一点声音都没有。声音是由物体振动产生的声波;是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。人耳能识别的频率在20Hz~20kHz之间。太空中没有物质(介质),恒星与恒星之间对于人类的耳朵来说是永恒的寂静。但人类听不到,不代表太空中没有声音。...

  • 分布式消息队列是是大型分布式系统不可缺少的中间件,主要解决应用耦合、异步消息、流量削锋等问题。实现高性能、高可用、可伸缩和最终一致性架构。对于一个架构师来说,在大型系统设计中,会经常需要面对同步和异步等架构问题,搞明白这些问题,能更好地实现程序并行执行,减少等待或无效操作,以及充分利用计算机的性能!...