IPv6網絡科研實驗室

什麼是IPv6？

所謂的IPv6，就是互聯網通信協議第6版（Internet Protocol version 6）。它是由IETF（Internet Engineering Task Force，互聯網工程任務小组）制定的互聯網協定的最新版本，用於封包交換互聯網絡的網絡層協議。

IPv6中的IP地址長度為128位元，所以有 2¹²⁸個地址，幾乎可以不受限制地提供IP地址。 IPv6 地址由8個部分組成，每個部分由一個在0x0000~0xFFFF之間的十六進制數宇表示，並用“:”分隔開。
例如：2001:0000:0000:0000:0009:0730:360D:326B。

為了更方便地表示IPv6地址，可用兩種方式進行簡化。第一種是省略每一個十六進制數字起始的0，例如，上述地址可以簡化為：1220:0:0:0:9:730:360D:326B。第二種是使用雙冒號“::”來表示全0組成的1個或多個的十六進制數字，但一個地址中只能出現一次雙冒號。使用這種方法可以將上述地址表示為2001::9:730:360D:326B。

在IPv4和IPv6的混合環境中工作時，可使用將 IPv4 地址嵌入到 IPv6 地址中的表示方式。其中，IPv6地址中的最低32位可以用於表示十進制的IPv4地址，剩下的96位用於表示十六進制的IPv6地址。這樣的表達方式可以確保IPv6 節點和IPv4節點之間的兼容性。

爲什麽要使用IPv6？

IPv6解決了現時IPv4網絡上的IP地址短缺問題。 IPv4中的IP地址長度為32，最大地址個數為( 2³²)，但由於互聯網的迅速發展，IPv4地址將不能滿足用戶需求；而IPv6的地址空間比IPv4多了( 2⁹⁶)倍容量，不僅如此，IPv6還針對IPv4出現的問題作出改進，包括提高路由器轉發封包的效率、保證服務品質（QoS）、地址自動配置（Auto Configuration）、提高安全性等等。

IPv6地址如何設定？

IPv6地址設定方式有手動設定和自動設定兩種。自動設定又分為：(1) 無狀態自動配置（Stateless Autoconfiguration）、(2) 有狀態自動配置（Stateful Autoconfiguration）和(3) 靜態配置（Static）。

（1）無狀態自動配置（Stateless Autoconfiguration）

無狀態自動配置使用NDP協議即可完成主機及路由器間的地址自動分配任務。首先確定本地單點廣播地址，然後向鄰居驗證其地址的唯一性。接著用此地址作爲源地址向路由器作多點廣播的請求，收到網絡首碼後進行地址自動配置，一旦地址配置完成即可與其他設備通信。

優點：透過設定路由器就可改變網絡所有主機的IP位址。

（2）DHCPv6

在有狀態自動配置（Stateful autoconfiguration）的方法中，IPv6繼承了IPv4的DHCP（Dynamic Host Configuration Protoco），即動態主機配置協議，達到自動設置主機IP地址及相關配置的目的。DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6)協議協助主機（客戶端）從DHCP服務器的地址池中獲取IPv6地址及相關信息。

優點：比手動配置快捷，減少出錯；可以分配IPv6前綴，更好控制地址的分配，便於網絡管理。

（3）靜態配置（Static）

靜態配置需要由管理員作手動地址設定。它與IPv4靜態配置類似，適用於結構比較簡單的網絡。

優點：可在簡單的IPv6網絡，配置IPv6靜態地址使網絡正常運作，節省由NDP網絡協議所使用頻寬。

缺點：一旦網路發生故障或者拓撲發生變化，可能會出現路由錯配的問題，從而導致網絡中斷，這時，必須由管理員手動重新配置。

如何設定IPv6？

IPv6強調自動定址的機制以便簡化主機IP位址的設定，但在某些場合，仍然需要手動設定IPv6位址，例如需要指定固定不變的靜態IP的情況