跳转至

11 我已经没地方住了吗 - IPv6

IPV6 的成长史

IPV6 其实已经是一位 80 后。它生于八十年代后期，当时的工程师们已经意识到 IPV4 的空间正在迅速耗尽。然后到了 1995 年左右，IPV4 进行了一次挣扎。那就是实现了子网技术（我们前面有讲过），这样就可以缓解 IP 地址不足和遍及全球的问题。从那时起已经过去了 20 多年，我们现在才刚刚开始看到 IPV6 在世界上的快速发展和部署。（我记得我 2011 年的时候想要去考 CCNA，IPV6 的知识设计的很少）。那么这是否意味着我们将立即转成 IPV6 吗？那当然是极不可能的。比如在医疗保健领域。IT 的技术不是那么的先进。整个商业领域中尚不支持 IPV6。因此，我们必须要找到一种折中的办法。你先去洗一下脸，清醒一下。忘记 IPV6 已经三十多岁了还一事无成。忘记某些领域完全不支持 IPV6。我希望当你读到这篇文章的时候，内心是充满希望，是充满着对明天美好的憧憬。我们来看一下 IPV6 的工作原理。他本身是一个阳光帅气的中年大叔（每位大叔都是潜力股）。只是还没有完全的开花。

IPV4 vs IPV6

俗话说的话，没有对比就没有伤害，但是不对比，我们又怎么能知道两者的区别以及强弱呢。那我们就来无情的对比一下 IPV4 和 IPV6。

IPV4

首先 IPV4 是 32 字节长，有 4 个八位位组。 比如 192.168.0.10。转成二进制就是 11000000 1010100 00000000 00001010

IPV6

IPV6 呢却比 IPV4 要长很多。有 128 位。表示的方式呢，也是 16 进制的。比如这个例子 2001:0DB8:0123:007D:0000:0000:00A5:53B5。

IPV6 的话，也同样分为网络部分和主机部分。一般是前 64 位作为网络部分，这个不是必须的。却是极力推荐的，因为 IPV6 就是这么设计的。可能你会觉得这个 IPV6 的地址太长了，这是不是太难记了。这位 80 后的钻石王老五已经想到了。为了可以吸引更多的漂亮妹子。它做了一些改变。比如前缀 0 优化。这是什么意思呢？

比如说你现在手上有1元，那你写成01元还有001元还有0001元有区别吗？是不是都等于1元。
但是如果0在后面比如10元，100元，1000元，还等于1元吗？当然不等于是不是。所以前置的0是可以省略的。那么我们上面的IPV6地址就可以写成
2001:0DB8:0123:007D:0000:0000:00A5:53B5 全写
2001:DB8:123:7D:0:0:A5:53B5 简写 还可以写成更简写
2001:DB8:123:7D::A5:53B5
复制

这里提示一个潜在的错误，那就是：：这种简写只能用一次。比如下面这个例子就是错误的

2001:DB8:123::A5::53B5 (X) 你想一下这个为什么是错误的呢？
因为你无法判断前面和后面0的个数
2001:DB8:123:0:A5:0:0:53B5 (第一种可能)
2001:DB8:123:0:0:A5:0:53B5（第二种可能）
复制

如果你都无法判断，你怎么可能要求计算机知道哪种是你需要的呢？所以这个是要切记的点。

我们知道了 IPV6 的结构，那 IPV6 是怎么运作的呢，理论上来说和 IPV4 运作非常相似。如果有两台设备用电缆连接在一起。他们想要互相通信的话，这些地址的网络部分必须匹配。比如这个例子

192.168.10.10
255.255.255.0 
和
192.168.10.12
255.255.255.0
复制

img

如果我的 IPV4 不具有相同的网络部分，那么这些设备就无法就行通信。比如下面这个例子。

192.168.55.10
255.255.255.0 
和
192.168.10.12
255.255.255.0
复制

img

从这个图的红色范围里，你可以清楚的看到两个 IP 地址的网络部分是完全不同的。所以无法直接进行通信。除非你在中间添加一个路由器。

IPV6 和 IPV4 的原理是相似的。如果网络部分相同，之间是可以互相通信的。比如

2001：CA7:3:B::10/64
和
2001：CA7:3:B::11/64
复制

如果我稍微的修改一下，比如下面这样，那他们就不能直接通信了。当然路由器还是可以解决问题的

2001：CA7:3:A::10/64
和
2001：CA7:3:B::11/64
复制

我们来放大我们的场景到 Internet。当在 Internet 上进行通信时，我们需要使用的是称为 IPV6 的全球单播地址，用于全球通信。还需要一个链路本地地址来进行本地的通信。让我们继续向下一起来看一下 IPV6 的地址类型。

IPV6 的地址类型

  • 单播地址
  • 全球单播地址
  • 链路本地地址 - 用于本地的通信。格式必须是 FE80::/10
  • 环回地址 - ::1/128 (还记得 IPV4 的环回地址是多少吗 127.0.0.1)
  • 未指定地址 ::/128
  • 唯一本地地址 FC00::/7, 这个地址是不可以和公共网络进行交流的，这点和 IPV4 不同，IPV4 的话，即使是私有地址，通过 NAT 还是可以和公网通信。但是在 IPV6 中，却无法左到这一点。所以这个唯一本地地址对你做实验和练习的时候比较有用，但是不适合设置你的网络环境来和公网通信。
  • 组播地址
  • 一对多的通信。主要用于企业内部
  • 任播地址
  • 一个 IPV6 地址赋给多态机器（Wait a Sec。这时候你是不是会有疑惑，这样是不是违规了？你的猜测是正确的，那你开动脑瓜想一想，有什么场景可以这么使用）→ 负载均衡（Load Balancing）

IPV6 的地址数量

你是不是会有一个疑问？就是我们之所以使用 IPV6 就是因为 IPV4 的地址太少了，快被用完了，所以才有了 IPV6，那么 IPV6 有多少地址呢？我可以负责任的告诉你，很多很多。真的是太难以计算了，我们来看一个单一的网络地址吧。比如网络部分已经确定了，然后只考虑主机部分的 64 位。就是说一个确定的 IPV6 网络地址上有多少个主机地址可以分配，就是 2 的 64 次方，计算出来是 18,446,744,073,709,600,000。我已经不知道这个数字怎么念出来了，所以就给你一个“准确的”数字，那就是很多很多。你觉得 IPV6 会用尽吗？我只能说世事无绝对，但是基本上我们这一代是不用操心这个问题了。估计你不需要学习 IPV8 了。