IPv6 - 功能特性

IPv4 的后续版本并非设计为向后兼容。IPv6 在保持 IP 地址的基本功能的同时，进行了彻底的重新设计。它提供了以下功能：

• 更大的地址空间

  与 IPv4 相比，IPv6 使用 4 倍的比特数来为互联网上的设备分配地址。如此多的额外比特位可以提供大约 3.4×10³⁸ 个不同的地址组合。这个地址可以满足世界上几乎所有事物的地址分配需求。据估计，地球上每平方米可以分配 1564 个地址。

• 简化的报头

  IPv6 的报头通过将所有不必要的信息和选项（存在于 IPv4 报头中）移到 IPv6 报头的末尾来简化。考虑到 IPv6 地址长度是 IPv4 的四倍，IPv6 报头仅比 IPv4 大两倍。

• 端到端连接

  每个系统现在都有唯一的 IP 地址，并且可以通过互联网传输而无需使用 NAT 或其他转换组件。在 IPv6 完全实施后，每个主机都可以直接访问互联网上的其他主机，但会涉及一些限制，例如防火墙、组织策略等。

• 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，即使没有 DHCP 服务器，也不会阻止段间通信。

• 更快的转发/路由

  简化的报头将所有不必要的信息放在报头的末尾。报头第一部分包含的信息足以让路由器做出路由决策，从而使路由决策像查看强制报头一样快。

• IPSec

  最初决定 IPv6 必须具有 IPSec 安全性，使其比 IPv4 更安全。此功能现在已成为可选功能。

• 无广播

  尽管以太网/令牌环被认为是广播网络，因为它们支持广播，但 IPv6 不再支持任何广播。它使用组播与多个主机通信。

• Anycast 支持

  这是 IPv6 的另一个特性。IPv6 引入了 Anycast 数据包路由模式。在这种模式下，互联网上的多个接口被分配相同的 Anycast IP 地址。路由器在路由时，将数据包发送到最近的目标。

• 移动性

  IPv6 的设计考虑了移动性。此功能使主机（例如手机）能够在不同的地理区域漫游并保持与同一 IP 地址的连接。IPv6 的移动性功能利用了自动 IP 配置和扩展报头。

• 增强的优先级支持

  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，但只有在端到端设备支持的情况下才能使用，即源设备和目标设备以及底层网络必须支持它。

  在 IPv6 中，流量类和流标签用于告诉底层路由器如何有效地处理数据包并进行路由。

• 平滑过渡

  IPv6 中的大型 IP 地址方案能够为设备分配全局唯一的 IP 地址。此机制节省了 IP 地址，并且不需要 NAT。因此，设备可以相互发送/接收数据，例如，VoIP 和/或任何流媒体都可以更有效地使用。

  另一个事实是，报头负载较少，因此路由器可以尽快做出转发决策并转发它们。

• 可扩展性

  IPv6 报头的主要优点之一是它可以扩展以在选项部分添加更多信息。IPv4 仅为选项提供 40 字节，而 IPv6 中的选项可以达到 IPv6 数据包本身的大小。