IPv6 的主要特点
1. 更大的地址空间
Q: IPv6 的地址空间比 IPv4 大多少？
A: IPv6 的地址空间是 IPv4 的
3. 灵活的首部格式
Q: IPv6 的首部格式有什么不一样的特点？
A: IPv6 定义了许多可选的扩展首部，不仅可提供比 IPv4 更多的功能，而且能提高路由器的处理效率。
Q: 路由器如何处理 IPv6 的扩展首部？
A: 路由器对扩展首部不进行处理。
4. 改进的选项
Q: IPv6 的选项有什么特点？
A: IPv6 首部长度是固定的，其选项放在有效载荷中，选项是灵活可变的。
Q: IPv4 的选项有什么特点？
A: IPv4 所规定的选项是固定不变的，其选项放在首部的可变部分。
5. 允许协议继续扩充
Q: IPv6 和 IPv4 在协议扩充方面有什么区别？
A: IPv6 允许不断扩充功能，而 IPv4 的功能是固定不变的。
6. 支持即插即用
Q: IPv6 如何实现即插即用？
A: IPv6 支持自动配置，因此不需要使用 DHCP。
8. 分片机制
Q: IPv6 的分片机制有什么特点？
A: IPv6 只有源主机才能分片，是端到端的，不允许类似 IPv4 传输路径中的路由分片。
9. 首部长度
Q: IPv6 和 IPv4 的首部长度有什么区别？
A: IPv6 首部长度是固定的 40 字节，而 IPv4 首部长度是可变的（必须是 4 字节的整数倍）。
10. 增强的安全性
Q: IPv6 如何增强安全性？
A: 身份鉴别和保密功能是 IPv6 的扩展首部。
兼容性
Q: IPv6 与 IPv4 兼容吗？
A: IPv6 与 IPv4 不兼容，但总体而言它与所有其他的互联网协议兼容，包括 TCP、UDP、ICMP、IGMP 和 DNS 等，只是在少数地方做了必要的修改（大部分是为了处理长地址）。
ipv6数据报的基本首部
IPv6 数据报由两部分组成: 基本首部和有效载荷 (也称净负荷)。有效载荷由零个或多个扩展首部（扩展首部不属于 IPv6 数据报的首部）及其后面的数据部分构成
因为取消了首部中不必要的功能, IPv6 基本首部的字段数减少到只有 8 个, 但由于 IPv6 地址长度为 128 位,所以 IPv6 基本首部的长度反而增大到 40B
IPv6 基本首部字段
1. 版本
Q: ipv6基本首部中版本字段占多少位？
A: 4 位
Q: ipv6基本首部中版本字段的值是多少？
A: 6
2. 通信量类
Q: ipv6基本首部中通信量类字段占多少位？
A: 8 位
Q: 通信量类字段的作用是什么？
A: 用来区分不同的 IPv6 数据报的类别或优先级
3. 流标号
Q: ipv6基本首部中流标号字段占多少位？
A: 20 位
Q: ipv6基本首部中流标号字段的作用是什么？
A: IPv6 提出流的抽象概念，流是指互联网上从特定源点到特定终点（单播或多播）的一系列数据报，而在这个“流”所经过的路径上的路由器都保证指明的服务质量。所有属于同一个流的数据报都具有相同的流标号
4. 有效载荷长度
Q: ipv6基本首部中有效载荷长度字段占多少位？
A: 16 位
Q: ipv6基本首部中有效载荷长度字段的作用是什么？
A: 指明 IPv6 数据报除基本首部以外的字节数（所有扩展首部都算在有效载荷之内）
Q: ipv6基本首部中有效载荷长度字段的最大值是多少？
A: 65535 字节
5. 下一个首部
Q: ipv6基本首部中下一个首部字段占多少位？
A: 8 位
Q: ipv6基本首部中下一个首部字段的作用是什么？
A: 当 IPv6 没有扩展首部时，其作用与 IPv4 的协议字段一样，它指明 IPv6 数据报所运载的数据是何种协议数据单元；当 IPv6 带有扩展首部时，它就标识后面第一个扩展首部的类型
6. 跳数限制
Q: ipv6基本首部中跳数限制字段占多少位？
A: 8 位
Q: ipv6基本首部中跳数限制字段的作用是什么？
A: 类似于 IPv4 首部的 TTL 字段。源点在每个数据报发出时即设定某个限制值（最大为 255）。路由器每次转发时将其值减 1，减为零时就将该数据报丢弃。
7. 源地址和目的地址
Q: ipv6基本首部中源地址和目的地址字段占多少位？
A: 128 位。
IPv6 地址
IPv6 地址类型
Q: IPv6 数据报的目的地址有哪些类型？
A: 1. 单播
2. 多播
3. 任播
Q: 为什么 IPv6 不使用 IPv4 的广播地址？
A: 因为多播地址可以包括广播地址的功能。在 IPv4 中，广播地址用于发送数据包给同一个局域网中的所有节点。在 IPv6 中，可以使用多播地址来实现广播功能，将所有主机地址添加到一个多播组中，然后将数据包发送到这个多播组即可。
多播地址只能作为目的地址，不能作为源地址。
任播地址
Q: IPv6 数据报的目的地址中的任播地址是什么？
A: 任播地址是 IPv6 增加的一种类型，任播的终点是一组计算机，但数据报只交付其中的一台计算机，通常是距离最近的一台计算机。
ipv6 中任播地址只能作为目的地址。
Q: 请总结任播地址的特点和应用场景。
A: 任播地址是 IPv6 的独有地址，它是一种一对多通信方式，但实质上还是一对一通信，只是表现形式好像是一个跟多个主机通信。任播地址只能作为目的地址，当 IP 数据包的目的地址是任播地址时，数据包会发送给任播组内离发送方最近的一台主机。任播地址可以用于将数据发送给最近的服务器或路由器。
IPv6 地址表示法
Q: IPv6 地址如何表示？
A: ipv6 标准使用冒号十六进制记法，即把地址中的每 4 位用一个十六进制数表示，并用冒号分隔每 16 位。
Q: ipv6 地址如何缩写？
A: 1. 当 16 位域的开头有一些 0 时，可以采用一种缩写表示法，但在域中必须至少有一个数字。
2. 当有相继的 0 值域时，还可以进一步缩写。这些域可用双冒号缩写
IPv6 地址分类
Q: IPv6 地址有哪些分类？
A: 1. 未指明地址
2. 环回地址
3. 多播地址
4. 本地链路单播地址
5. 全球单播地址
未指明地址
Q: IPv6 的地址分类中的未指明地址的作用是什么？
A: 该地址不能用作目的地址，只能用于还未配置 IPv6 地址的主机作为源地址。
环回地址
Q: IPv6 的地址分类中的环回地址的作用是什么？
A: 该地址的作用与 IPv4 的环回地址相同，但 IPv6 的环回地址仅此一个。
多播地址
Q: IPv6 的地址分类中的多播地址的作用是什么？
A: 该地址的作用和 IPv4 的一样。这类地址占 IPv6 地址空间的 1/256。
本地链路单播地址
Q: IPv6 的地址分类中的本地链路单播地址的作用是什么？
A: 该地址的作用类似于 IPv4 的私有 IP 地址。
全球单播地址
Q: IPv6 的地址分类中的全球单播地址的结构是什么？
A: 全球单播地址采用三级结构：
- 全球路由选择前缀（48 比特）
- 子网标识符（16 比特）
- 接口标识符（64 比特）
Q: 全球单播地址中的全球路由选择前缀的作用是什么？
A: 用于互联网中的路由选择，相当于 IPv4 分类地址中的网络号。
Q: 全球单播地址中的子网标识符的作用是什么？
A: 用于各机构构建自己的子网。
Q: 全球单播地址中的接口标识符的作用是什么？
A: 用于指明主机或路由器的单个网络接口，相当于 IPv4 分类地址中的主机号。
Q: IPv6 地址的接口标识符有什么特点？
A: IPv6 地址的接口标识符有 64 位之多，足以对各种接口的硬件地址直接进行编码。
Q: IPv6 如何利用接口标识符？
A: IPv6 可直接从 128 位地址的最后 64 位中直接提取出相应的硬件地址，而不需要使用地址解析协议 (ARP) 进行地址解析。
IPv4 向 IPv6 过渡策略
1. 双协议栈
Q: 双协议栈是什么？
A: 双协议栈是指在一台设备上同时装有 IPv4 和 IPv6 两个协议栈，分别配置了一个 IPv4 地址和一个 IPv6 地址，因此这台设备既能和 IPv4 网络通信，又能和 IPv6 网络通信。
Q: 双协议栈主机如何选择使用 IPv4 还是 IPv6 地址？
A: 双协议栈主机使用应用层的域名系统 (DNS) 获知目的主机采用的是哪种地址。若 DNS 返回的是 IPv4 地址，则双协议的源主机就使用 IPv4 地址。若 DNS 返回的是 IPv6 地址，则双协议栈的源主机就使用 IPv6 地址。
2. 隧道技术
Q: 隧道技术是什么？
A: 隧道技术是指在 IPv6 数据报要进入 IPv4 网络时，把整个 IPv6 数据报封装成 IPv4 数据报的数据部分，使原来的 IPv6 数据报就好像在 IPv4 网络的隧道中传输。当 IPv4 数据报离开 IPv4 网络时，再将其数据部分交给主机的 IPv6 协议。
IPv6 数据报首部长度
字段数量
IPv6将IPv4数据报首部中不必要的功能取消了，这使得IPv6数据报基本首部中的字段数量减少到只有8个
首部长度
但由于IPv6地址的长度扩展到了128比特，因此使得IPv6数据报基本首部的长度反而增大到了40字节
与 IPv4 首部长度对比
Q: IPv6 数据报基本首部的长度比 IPv4 数据报首部固定部分的长度增加了多少？
A: 20 字节。
Q: 为什么 IPv6 数据报基本首部长度比 IPv4 数据报首部固定部分的长度更长？
A: 虽然 IPv6 取消了 IPv4 数据报首部中不必要的功能，减少了字段数量，但由于 IPv6 地址的长度扩展到了 128 比特，因此使得 IPv6 数据报基本首部的长度反而增大了。
IPv6比IPv4数据报首部固定部分的长度（20字节）增大了20字节
IPv6 首部变化
1. 首部长度字段
Q: IPv6 首部为什么取消了首部长度字段？
A: 因为 IPv6 数据报的首部长度是固定的 40 字节。
Q: IPv6 和 IPv4 的首部长度有什么区别，分别是多少的整数倍？
A: IPv6 首部长度必须是 8B 的整数倍，IPv4 首部是 4B 的整数倍。
2. 区分服务字段
Q: IPv6 首部为什么取消了区分服务字段？
A: 因为 IPv6 数据报首部中的通信量类和流标号字段实现了区分服务字段的功能。
Q: IPv6 和 IPv4 的服务类型字段有什么区别？
A: IPv6 取消了服务类型字段。
3. 总长度字段
Q: IPv6 首部为什么取消了总长度字段？
A: 因为 IPv6 数据报的首部长度是固定的 40 字节，只有其后面的有效载荷长度是可变的。
Q: IPv6 和 IPv4 的总长度字段有什么区别？
A: IPv6 取消了总长度字段，改用有效载荷长度字段。
4. 标识、标志和片偏移字段
Q: IPv6 首部为什么取消了标识、标志和片偏移字段？
A: 因为这些功能已包含在 IPv6 数据报的分片扩展首部中。
Q: IPv6 和 IPv4 的分片机制有什么区别？
A: IPv6 只能在主机处分片，IPv4 则可以在路由器和主机处分片。
Q: IPv6 只能够在主机处分片，那若是在传输的链路层时 MTU 最大传输单元规定很小，但是当前的 IPv6 数据包很大，需要进行分片怎么办？
A: 此时就需要在路由器这里将它丢弃掉，返回一个差错报告报文，注意这里这里的差错报告报文是 ICMPv6 协议。
ICMP 协议
Q: IPv6 和 IPv4 的 ICMP 协议有什么区别？
A: IPv6 使用 ICMPv6 协议，它包含了 IPv4 ICMP 协议中没有的报文类型，例如 “分组过大”。
ICMPv6：针对于上面链路层若是要求 MTU 大小范围 < 当前传输 IVP6 数据包大小，会附加报文类型 "分组过大"。
ICMPv6比ICMPv4要复杂得多，它合并了原来的地址解析协议ARP和网际组管理协议IGMP的功能。因此与IPv6配套使用的网际层协议就只有ICMPv6这一个协议。
5. 生存时间 TTL 字段
Q: IPv6 首部为什么把生存时间 TTL 字段改称为跳数限制字段？
A: 这样名称与作用更加一致。
6. 协议字段
Q: IPv6 首部为什么取消了协议字段？
A: 改用下一个首部字段。
7. 首部检验和字段
Q: IPv6 首部为什么取消了首部检验和字段？
A: 这样可以加快路由器处理 IPv6 数据报的速度。
8. 选项字段
Q: IPv6 首部为什么取消了选项字段？
A: 改用扩展首部来实现选项功能，路由器通常不对扩展首部进行检查，大大提高了路由器的处理效率。
