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解决IP地址耗尽问题的措施主要有以下三种
- 采用无类别编址CIDR，使IP地址的分配更加合理
- 采用网络地址转换NAT方法以节省全球IP地址
- 采用具有更大地址空间的新版本的IPv6
其中前两种方法仅仅是延长了IPv4地址分配结束的时间，而只有第三种方法从根本上解决了IP地址耗尽的问题
一：IPv6数据报格式
（1）IPv4首部和IPv6首部
IPv4首部和IPv6首部区别如下，主要体现在
- 取消了首部校验和字段：因为在数据链路层和传输层都会校验，因此IPv6直接取消了IP 的校验
- 取消了分片/重新组装相关字段：分片与重组是耗时的过程，IPv6 不允许在中间路由器进行分片与重组，这种操作只能在源与目标主机，这将大大提高了路由器转发的速度
- 取消选项字段：选项字段不再是标准IP首部的一部分了，但它并没有消失，而是可能出现在IPv6首部中的【下一个首部】指出的位置上。删除该选项字段使的IPv6的首部成为固定长度的40字节
（2）IPv6数据报格式
IPv6数据报格式如下
- 版本：指IP的版本，IPv6
- 优先级：区分数据报的类别和优先级
- 流标签：“流"是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标签
- 有效载荷长度：指明有效载荷的长度（扩展首部+数据）
- 下一个首部：标识下一个扩展首部或上层协议首部
- 跳数限制：相当于IPv4中的生存时间（TTL）
- 源地址和目的地址：相比于IPv4的32位做出了非常大的扩充，大到地球上的每一个沙粒都可以分到一个IP地址
二：IPv6和IPv4的区别
IPv6和IPv4的区别主要体现在以下几个方面
- IPv6将地址从32位(4B)扩大到128位(16B)，更大的地址空间
- IPv6将IPv4的校验和字段彻底移除，以减少每跳的处理时间
- IPv6将IPv4的可选字段移出首部，变成了扩展首部，成为灵活的首部格式，路由器通常不对扩展首部进行检查，大大提高了路由器的处理效率
- IPv6支持即插即用( 即自动配置)，不需要DHCP协议
- IPv6首部长度必须是8B的整数倍，IPv4 首部是4B的整数倍
- IPv6只能在主机处分片，IPv4可以在路由器和主机处分片
- ICMPv6:附加报文类型“分组过大”
- IPv6支持资源的预分配，支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用。
- IPv6取消了协议字段，改成下一个首部字段
- IPv6取消了总长度字段，改用有效载荷长度字段
- IPv6取消了服务类型字段
三：IPv6地址
（1）IPv6地址表示方法
IPv6 地址长度是 128 位，是以每 16 位作为一组，每组用冒号：隔开、如下
如果出现连续的 0 时还可以将这些 0 省略，并用两个冒号：：隔开。但是，一个 IP 地址中只允许出现一次两个连续的冒号
（2）IPv6基本地址类型
IPv6数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一
- 单播：传统的点对点通信
- 多播：一点对多点的通信，分组被交付到一组计算机的每台计算机
- 任播：这是IPv6增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一台计算机，通常是距离最近的一台计算机
四：IPv6向IPv4过渡的策略
IPv4和IPv6是不能相互兼容，想要全面普及IPv6不但要我们电脑、手机之类的设备支持，还需要网络运营商对现有的设备进行升级。IPv6向IPv4过渡的策略主要有两类
-
双栈协议：双协议栈技术就是指在一台设备上同时启用IPv4协议栈和IPv6协议栈。这样的话，这台设备既能和IPv4网络通信，又能和IPv6网络通信。如果这台设备是一个路由器，那么这台路由器的不同接口上，分别配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分别连接了IPv4网络和IPv6网络。如果这台设备是一个计算机，那么它将同时拥有IPv4地址和IPv6地址，并具备同时处理这两个协议地址的功能
-
隧道协议：通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据( 或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送
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