IPv6
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。
由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
组成结构
表示方法
IPv6的地址长度为128b，是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。
IPv6的长分布式结构图
一、冒分十六进制表示法
格式为X:X：X:X：X:X：X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
这种表示法中，每个X的前导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
二、0位压缩表示法
在某些情况下，一个IPv6地址中问可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“：：”。但为保证地址解析的唯一性，地址中”：：”只能出现一次，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 → ：：
三、内嵌IPv4地址表示法
为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X：X:X：X:X：d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如：：192.168.0.1与：：FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b中，压缩0位的方法依旧适用［3］ 。
报文内容
IPv6报文的整体结构分为IPv6报头、扩展报头和上层协议数据3部分。IPv6报头是必选报文头部，长度固定为40B，包含该报文的基本信息；扩展报头是可选报头，可能存在0个、1个或多个，IPv6协议通过扩展报头实现各种丰富的功能；上层协议数据是该IPv6报文携带的上层数据，可能是ICMPv6报文、TCP报文、UDP报文或其他可能报文。
IPv6的报文头部结构如图：
IPv6协议技术特点
3.1 IPv6相对于IPv4有哪些较为显著的优势？
相对于IPv4，IPv6有如下一些显著的优势：
（1）地址容量大大扩展，由原来的32位扩充到128位，彻底解决IPv4地址不足的问题；支持分层地址结构，从而更易于寻址；扩展支持组播和任意播地址，这使得数据包可以发送给任何一个或一组节点；
（2）大容量的地址空间能够真正的实现无状态地址自动配置，使IPv6终端能够快速连接到网络上，无需人工配置，实现了真正的即插即用；
（3）报头格式大大简化，从而有效减少路由器或交换机对报头的处理开销，这对设计硬件报头处理的路由器或交换机十分有利；
（4）加强了对扩展报头和选项部分的支持，这除了让转发更为有效外，还对将来网络加载新的应用提供了充分的支持；
（5）流标签的使用让我们可以为数据包所属类型提供个性化的网络服务，并有效保障相关业务的服务质量；
（6）认证与私密性：IPv6把IPSec作为必备协议，保证了网络层端到端通信的完整性和机密性；
（7）IPv6在移动网络和实时通信方面有很多改进。特别地，不像IPv4，IPv6具备强大的自动配置能力从而简化了移动主机和局域网的系统管理。
3.2 报头结构
3.2.1 IPv6的报头结构是怎样的？
新的IPv6报头的结构比IPv4简单得多， IPv6报头中删除了IPv4报头中许多不常用的域，放入了可选项和报头扩展中；IPv6中的可选项有更严格的定义。IPv4中有10个固定长度的域、2个地址空间和若干个选项，IPv6中只有6个域和2个地址空间。
虽然IPv6报头占40字节，是24字节IPv4报头的1.6倍，但因其长度固定（IPv4报头是变长的），故不需要消耗过多的内存容量。
IPv4中的报头长度（header length）、服务类型（type of service，TOS）、标识符（identification）、标志（flag）、分段偏移（fragment offset）和报头校验和（header checksum）这6个域被删除。报文总长（total length）、协议类型（protocol type）和生存时间（time to live，TTL）3个域的名称或部分功能被改变，其选项（options）功能完全被改变，新增加了2个域，即优先级和流标签。
下图为具体的IPv4与IPv6报头比较。
表1 IPv4包头格式
4bit版本号
4bit报头长度
8bit服务类型
16bit数据包长度
标识符（16bit）
标志（4bit）
分段偏移（12bit）
生存时间（8bit）
传输协议（8bit）
报头校验和（16bit）
源IP地址（32bit）
目的IP地址（32bit）
选项（24bit）
填充（8bit）
表2 ipv6包头格式
4bit版本号
4bit优先级
24bit流标签
净荷长度（16bit）
下一报头（8bit）
HOP限制（8bit）
源IP地址（128bit）
目的IP地址（128bit） |
