简述
IPv4 的继任者不是为了向后兼容而设计的。为了保持 IP 寻址的基本功能,IPv6 被完全重新设计。它提供以下功能:
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更大地址空间
与 IPv4 相比,IPv6 使用 4 倍多的位来寻址 Internet 上的设备。如此多的额外位可以提供大约3.4×10 38 个不同的地址组合。这个地址可以为这个世界上几乎所有的东西积累地址分配的激进要求。据估计,这个地球上每平方米可以分配1564个地址。
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简化的标头
通过将所有不必要的信息和选项(存在于 IPv4 标头中)移动到 IPv6 标头的末尾,简化了 IPv6 的标头。IPv6 标头仅比 IPv4 大两倍,前提是 IPv6 地址长四倍。
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端到端连接
现在每个系统都有唯一的 IP 地址,可以在不使用 NAT 或其他转换组件的情况下穿越 Internet。IPv6 全面实施后,每台主机都可以直接访问 Internet 上的其他主机,但存在一些限制,如防火墙、组织策略等。
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自动配置
IPv6 支持其主机设备的有状态和无状态自动配置模式。这样,没有 DHCP 服务器不会停止网段间通信。
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更快的转发路由
简化的标题将所有不必要的信息放在标题的末尾。包含在首部第一部分的信息足以让路由器做出路由决定,从而像查看强制首部一样快速做出路由决定。
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IPSec
最初决定 IPv6 必须具有 IPSec 安全性,使其比 IPv4 更安全。此功能现已成为可选功能。
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没有广播
虽然以太网/令牌环被认为是广播网络,因为它们支持广播,但 IPv6 不再有任何广播支持。它使用多播与多个主机进行通信。
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Anycast支持
这是 IPv6 的另一个特点。IPv6 引入了数据包路由的 Anycast 模式。在这种模式下,Internet 上的多个接口都分配有相同的 Anycast IP 地址。路由器在路由时将数据包发送到最近的目的地。
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移动性
IPv6 的设计考虑到了移动性。此功能使主机(如手机)可以在不同的地理区域漫游,并使用相同的 IP 地址保持连接。IPv6 的移动特性利用了自动 IP 配置和扩展报头。
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增强优先支持
IPv4 使用 6 位 DSCP(差分服务代码点)和 2 位 ECN(显式拥塞通知)来提供服务质量,但它只能在端到端设备(即源设备和目标设备)支持的情况下使用并且底层网络必须支持它。
在 IPv6 中,Traffic class 和 Flow 标签用于告诉底层路由器如何有效地处理数据包并对其进行路由。
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平稳过渡
IPv6 中的大 IP 地址方案可以为设备分配全球唯一的 IP 地址。这种机制节省了 IP 地址,不需要 NAT。因此,设备可以相互发送/接收数据,例如,可以非常有效地使用 VoIP 和/或任何流媒体。
另一个事实是,报头加载较少,因此路由器可以做出转发决定,并在它们到达时尽快转发。
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可扩展性
IPv6 报头的主要优点之一是可以在选项部分添加更多信息。IPv4 仅提供 40 字节的选项,而 IPv6 中的选项可以与 IPv6 数据包本身的大小一样多。