IPv6的前世今生和IPv4的对比

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 。

发展历史

至1992年初，一些关于互联网地址系统的建议在IETF(互联网工程任务组)上提出，并于1992年底形成白皮书。在1993年9月，IETF建立了一个临时的ad-hoc下一代IP(IPng)领域来专门解决下一代IP的问题。这个新领域由Allison Mankin和Scott Bradner领导，成员由15名来自不同工作背景的工程师组成。IETF于1994年7月25日采纳了IPng模型，并形成几个IPng工作组。

从1996年开始，一系列用于定义IPv6的RFC发表出来，最初的版本为RFC1883。由于IPv4和IPv6地址格式等不相同，因此在未来的很长一段时间里，互联网中出现IPv4和IPv6长期共存的局面。在IPv4和IPv6共存的网络中，对于仅有IPv4地址，或仅有IPv6地址的端系统，两者无法直接通信的，此时可依靠中间网关或者使用其他过渡机制实现通信。

2003年1月22日，IETF发布了IPv6测试性网络，即6bone网络。它是IETF用于测试IPv6网络而进行的一项IPng工程项目，该工程目的是测试如何将IPv4网络向IPv6网络迁移。作为IPv6问题测试的平台，6bone网络包括协议的实现、IPv4向IPv6迁移等功能。6bone操作建立在IPv6试验地址分配基础上.并采用3FFE::/16的IPv6前缀，为IPv6产品及网络的测试和试商用部署提供测试环境。

截至2009年6月，6bone网络技术已经支持了39个国家的260个组织机构。6bone网络被设计成为一个类似于全球性层次化的IPv6网络，同实际的互联网类似，它包括伪顶级转接提供商、伪次级转接提供商和伪站点级组织机构。由伪顶级提供商负责连接全球范围的组织机构，伪顶级提供商之间通过IPv6的lBGP-4扩展来尽力通信，伪次级提供商也通过BGP-4连接到伪区域性顶级提供商，伪站点级组织机构连接到伪次级提供商。伪站点级组织机构可以通过默认路由或BGP-4连接到其伪提供商。6bone最初开始于虚拟网络，它使用IPv6-over-IPv4隧道过渡技术。因此，它是一个基于IPv4互联网且支持IPv6传输的网络，后来逐渐建立了纯IPv6链接。

中国IPV6主干节点示意图

从2011年开始，主要用在个人计算机和服务器系统上的操作系统基本上都支持高质量IPv6配置产品。例如，Microsoft Windows从Windows 2000起就开始支持IPv6，到Windows XP时已经进入了产品完备阶段。而Windows Vista及以后的版本，如Windows 7、Windows 8等操作系统都已经完全支持IPv6，并对其进行了改进以提高支持度。Mac OS X Panther(10.3)、Linux 2.6、FreeBSD和Solaris同样支持IPv6的成熟产品。一些应用基于IPv6实现.如BitTorrent点到点文件传输协议等，避免了使用NAT的IPv4私有网络无法正常使用的普遍问题。

2012年6月6日，国际互联网协会举行了世界IPv6启动纪念日，这一天，全球IPv6网络正式启动。多家知名网站，如Google、Facebook和Yahoo等，于当天全球标准时间0点(北京时间8点整)开始永久性支持IPv6访问。

根据飓风电子统计，截至2013年9月，互联网318个中的283个顶级域名支持IPv6接入它们的DNS。约占89.0%，其中276个域名包含IPv6黏附记录，共5,138,365个域名在各自的域内拥有IPv6地址记录 。

2017年11月26日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》 。

2018年6月，三大运营商联合阿里云宣布，将全面对外提供IPv6服务，并计划在2025年前助推中国互联网真正实现"IPv6 Only"。 7月，百度云制定了中国的IPv6改造方案。 8月3日，工信部通信司在北京召开IPv6规模部署及专项督查工作全国电视电话会议，中国将分阶段有序推进规模建设IPv6网络，实现下一代互联网在经济社会各领域深度融合。

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。

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地址中间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 。

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。

（编辑：核心网）

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