一、介绍
随着工信部推进 IPv6 规模部署，中国 IPv6 用户占全国互联网用户比例的提高，如果网站不支持 ipv6，则 IPV6 客户端访问会出现内容无法加载、无法打开等问题。
IPv6逐渐成为趋势，不少网站特别是政府机构类网站，在国家的大力推动下，企业也势必再今后逐步向 IPV6 升级。
正文开始前，先说一点就是ipv6普及略有放缓主要有几点：
1.IPV4地址还足够：主要得力于NAT的广泛使用，IPv4 地址的利用率相对较高， IPv4 地址的短缺并没有像预期的那么严重。
2.ipv6部署难度高：IPv6 部署需要相当大的投资，需要更新硬件和软件，重新配置网络和安全设备，以及进行人员培训等。
3.ipv6兼容性问题：有些设备和应用程序可能无法使用 IPv6,因为它与 IPv4 不完全向后兼容。
二、IPv6编址
1.地址空间
地址长度为128bits或16bytes
可分配的地址数量为:3.4x10的38次方
每个地球人可拥有的地址数量为:5x10的28次方
2.IPv6的地址格式
32个16进制数，每4个一段，共有8段，段与段之间以':'分隔
在每个段中的前导位0可以不写
在同一个地址中，若干个连续的为0的段可以简写为'::'
IPv6地址示例:
2031:0000:130f:0000:0000:09c0:876a:130b 正确
2031:0:130f:0:0:09c0:876a:130b 正确
2031:0000:130f:09c0:876a:130b 正确
2031::130f::09c0:876a:130b 正确
0:0:0:0:0:0:0:1=::1 正确
0:0:0:0:0:0:0:0=:: 正确
表示方法
IPv6 地址是一个 128 位的二进制数。
- 在IPv6地址的冒号十六进制记法的基础上，再使用**“左侧零”省略和“连续零”压缩**，可使IPv6地址的表示更加简洁。
- “左侧零”省略是指两个冒号间的十六进制数中最前面的一串0可以省略不写。
- “连续零”压缩是指一连串连续的0可以用一对冒号取代。
- 在一个IPv6地址中只能使用一次“连续零”压缩，否则会导致歧义。
- 例：
- 冒号十六进制记法还可结合点分十进制的后缀。这在IPv4向IPv6过渡阶段非常有用。
- CIDR的斜线表示法在IPv6中仍然可用。
- 例：
分类
IPv6数据报的目的地址有三种基本类型：
- 单播地址 (unicast address)：传统的点对点通信。
- 多播地址 (multicast address)：一点对多点的通信。数据报发送到一组计算机中的每一个。IPv6没有采用广播的术语，而将广播看作多播的一个特例。
- 任播地址 (anycast address)：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离发送方最近（由路由协议度量）的一个计算机。
[RFC 4291]对IPv6地址进行了分类：
- 未指明地址
- 128个比特为“全0”的地址，可缩写为两个冒号“
::/128”。 - 该地址不能用作目的地址，只能用于还没有配置到一个标准IPv6地址的主机用作源地址。
- 未指明地址仅有一个。
- 环回地址
- 最低比特为
1，其余127个比特为“全0”，即0:0:0:0:0:0:0:1，可缩写为::1/128。 - 该地址的作用与IPv4的环回地址相同。
- IPv6的环回地址只有一个。
- 多播地址（组播地址）
- 最高
8比特为“全1”的地址，可记为FF00::/8。
- 标志位字段：最高位保留，设为
0；T位为1表示是熟知组播地址；T位为0表示是临时组播地址；P标志表示组播地址的生成方式；R标志用于构成组播RP地址 - 范围：用来限制组播组的范围。
- 组标识符：指定范围内的组播标识符，分为永久分配和临时分配两种。
- IPv6多播地址的功能与IPv4多播地址相同。
- 这类地址占IPv6地址空间的
1/256。
- 本地链路单播地址
- 最高
10比特为1111111010的地址，可记为FE80::/10。
- 即使用户网络没有连接到因特网，但仍然可以使用TCP/IP协议。连接在这种网络上的主机都可以使用本地链路单播地址进行通信，但不能和因特网上的其他主机通信。
- 这类地址占IPv6地址空间的
1/1024。
- 全球单播地址
- 全球单播地址是使用得最多的一类地址。
- IPv6全球单播地址采用三级结构，这是为了使路由器可以更快地查找路由。
- 全球路由选择前缀：分配给公司和机构，用于因特网中路由器的路由选择，相当于IPv4分类地址中的网络号。
- 子网标识符：用于各公司和机构构建自己的子网。
- 接口标识符：用于指明主机或路由器的单个网络接口，相当于IPv4分类地址中的主机号，不需要使用ARP。
- IPv4地址也可以表示为全局IPv6地址：
子网路由任播地址：
- 一个任播地址可以被分配给一组接口，且通常这组接口属于不同节点
- 发往一个任播地址的分组会被路由协议转发给离发送方最近的接口
- 任播接口的地址结构无法与单播地址相区分，包含在单播地址空间（包括本地链路单播地址和全球单播地址）中。
- 当一个单播地址分配给多个接口时，它就是一个任播地址
- 被分配了任播地址的一组主机往往分散在不同网络中，这些网络的最长共同前缀构成一个拓扑区域。
三、从 IPv4 到 IPv6 的迁移
双栈 (dual-stack)
使用该方法的 IPv6 节点还具有完整的 IPv4 实现，具有 IPv6 和 IPv4 两种 IP 地址。这样的节点被称为 IPv6/IPV4 节点，具有发送和接收 IPv4 和 IPv6 两种数据报的能力。
可以通过 DNS 来判定一个阶段是否是 IPv6 使能的或仅 IPv4 使能的。如果要解析的节点名字是 IPv6 使能的，那么 DNS 返回一个 IPv6 地址；否则，返回一个 IPv4 地址。如果发出 DNS 请求的节点是仅 IPv4 使能的，那么 DNS 只返回一个 IPv4 地址。
在双栈方法中，如果发送方或接收方任意一个仅为 IPv4 使能的，则必须使用 IPv4 数据报。本质上，两个 IPv6 使能的节点不应互相发送 IPv4 数据报。
如上图，A 和 B 之间可以交换 IPv6 数据报，B 和 C 之间则必须通过 IPv4 数据报交流。
在执行 IPv6 到 IPv4 的转换时，有些 IPv6 特有的字段的信息将会丢失。
建隧道 (tunneling)
假定两个 IPv6 节点要使用 IPv6 数据报进行交互，但是它们是经由中间 IPv4 路由器互联的。我们将两台 IPv6 路由器之间的中间 IPv4 路由器集合称为一个隧道。借助隧道，在隧道发送端的 IPv6 节点 (B)，可将整个 IPv6 数据报放到一个 IPv4 数据报的载荷中。
