IP地址(一)-IPv4与IPv6

IP(Internet Protocol Address,网际协议地址)是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此,IP协议也可以叫做“因特网协议”。

IP地址作为在网终端的识别码,和我们人类的身份证一样,是个体的唯一标识,通过这个识别码,终端才能互相通信,互相识别。



现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6以重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在20052010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它一些问题,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。

IPv4相比,IPv6主要有如下一些优势。第一,明显地扩大了地址空间。IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供IP地址,从而确保了端到端连接的可能性。第二,提高了网络的整体吞吐量。由于IPv6的数据包可以远远超过64k字节,应用程序可以利用最大传输单元(MTU),获得更快、更可靠的数据传输,同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法,使路由器加快数据包处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量。第三,使得整个服务质量得到很大改善。报头中的业务级别和流标记通过路由器的配置可以实现优先级控制和QoS保障,从而极大改善了IPv6的服务质量。第四,安全性有了更好的保证。采用IPSec可以为上层协议和应用提供有效的端到端安全保证,能提高在路由器水平上的安全性。第五,支持即插即用和移动性。设备接入网络时通过自动配置可自动获取IP地址和必要的参数,实现即插即用,简化了网络管理,易于支持移动节点。而且IPv6不仅从IPv4中借鉴了许多概念和术语,它还定义了许多移动IPv6所需的新功能。第六,更好地实现了多播功能。在IPv6的多播功能中增加了范围标志,限定了路由范围和可以区分永久性与临时性地址,更有利于多播功能的实现。

2011年开始,主要用在个人计算机和服务器系统上的操作系统基本上都支持高质量IPv6配置产品。例如,Microsoft WindowsWindows 2000起就开始支持IPv6,到Windows XP时已经进入了产品完备阶段。而Windows Vista及以后的版本,如Windows 7Windows 8等操作系统都已经完全支持IPv6,并对其进行了改进以提高支持度。Mac OS XPanther(10.3)Linux 2.6FreeBSDSolaris同样支持IPv6的成熟产品。一些应用基于IPv6实现.如BitTorrent点到点文件传输协议等,避免了使用NATIPv4私有网络无法正常使用的普遍问题。



表示方法

IPv6的地址长度为128b,是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用,采用十六进制表示。IPv63种表示方法。

冒分十六进制表示法
  格式为X:X:X:X:X:X:X:X,其中每个X表示地址中的16b,以十六进制表示,例如:
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
  这种表示法中,每个X的前导0是可以省略的,例如:

4000:0EF3:0000:0047:0002:0600:510D:243D→4000:EF3:0:47:2:600:510D:243D

0位压缩表示法
  在某些情况下,一个IPv6地址中问可能包含很长的一段0,可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性,地址中”::”只能出现一次,例如:
AA10:0:0:0:0:0:0:2310 →AA10::2310
0:0:0:0:0:0:0:23EF → ::23EF
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

内嵌IPv4地址表示法
  为了实现IPv4-IPv6互通,IPv4地址会嵌入IPv6地址中,此时地址常表示为:X:X:X:X:X:X:d.d.d.d,前96b采用冒分十六进制表示,而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示,例如::192.168.32.1::FFFF:192.168.32.1就是两个典型的例子,注意在前96b中,压缩0位的方法依旧适用。

以上就是对IPv6的简单介绍,它的作用主要就是解决IPv4地址范围过小的问题,大家如果有疑问可以留言

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