为何要部署IPV6

IPv4的局限性：

1.地址空间的局限性：IP地址空间的危机由来已久，并正是升级到IPv6的主要动力。

2.安全性：IPv4在网络层没有安全性可言，安全性一直被认为是由网络层以上的层负责。

3.自动配置：对于IPv4节点的配置比较复杂，让很多普通用户无所适从。

4.NAT：破坏了Internet端到端的网络模型。

5.由于IPv4地址分配杂乱无章，没有层次性，网络设备需要维护庞大的路由表项。

6.IPv4包头过于复杂，使得网络节点处理的效率不高。

IPV6的好处：

1、超大的地址空间

2、全球可达性，不需要再用NAT

3、全球重新部署，有规划，易于实现聚合

4、能自动配置，实现即插即用

5、方便的进行重编址

6、包头简单，通过扩展包头技术可实现以后的新技术扩展

ipv4 路由转发的时候，ip包会改变checksum(校验和) 和TTL(每经过一个路由器TTL值减一)ipv6 只变TTL，没有校验和，没有广播，组播代替广播。所以没有ARP。IPv4中的广播(broadcast)可以导致网络性能的下降甚至广播风暴(broadcast storm).在IPv6中,就不存在广播这一概念了,取而代之的是组播.(multicast)和任意播(anycast),任意播也称为泛播.

IPv6地址表示

我们知道，IPv4地址长度为32位（4个字节）。书写IPv4的地址是用一个字节来代表一个无符号十进制整数，四个字节写成由3个点分开的四个十进制数，例如：

10.1.123.56

对于128位的IPv6地址，定义相似的表示方法是必要的。考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：

3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39

从上面的例子我们看到了手工管理IPv6地址的难度，也看到了DHCP和DNS的必要性。为了进一步简化IPv6的地址表示，可以用0来表示0000，用1来表示0001，用20来表示0020，用300来表示0300，只要保证数值不便，就可以将前面的0省略。比如：

1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0A00:0001

可以简写为：

1080:0:0:0:8:800:200C:417A

0:0:0:0:0:0:A00:1

另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。那么上面的地址又可以简

化为：

1080::0:8:800:200C:417A

::A00:1

IPv6地址的前缀（FP, Format Prefix）的表示和IPv4地址前缀在CIDR 中的表示方法类似。比如 0020:0250:f002::/48表示一个前缀为48位的网络地址空间。

在IPV6中掩码只能使用CIDR表示法

2001:410:0:1::45ff/128

2001:410::1/64

IPV6的地址类型

可分为三大类：

1、单播地址

2、组播地址

3、任意播地址

可聚合全球单播地址可聚合全球单播地址相当于IPv4的公网地址，可以被路由的，可以正常使用的地址，但网络位最少为48位。可聚合全球单播地址的范围是 2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 到

3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

可聚合全球单播地址占IPv6总地址空间的8分之1，也就是说，所有IPv6地址中，只有8分之1是可以给网络正常使用的。

链路本地地址，链路本地地址只在一条链路中有效，也不能被路由，而不同链路的链路本地地址是可以重复的。因为在链路上没有链路本地地址的情况下，IPv6是不能通信的，所以每个节点必须拥有一个链路本地地址，当一个节点上正常启动了IPv6之后，链路本地地址是不需要人工干预，会自己生成的，但也可以自己手工配置链路本地地址。自动生成的链路本地地址，有默认的特殊格式，是以FE80::/10 (1111 1110 10)打头，再加54个0，还差64位，这后面的64位，再使用EUI-64来填充，

回环地址表示节点自身，类似IPv4的127.0.0.0/8 回环地址表示为

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 0:0:0:0:0:0:0:1 ::1

组播地址就是一个目标为组播地址的数据包将被多个节点收到，地址以

FF00::/8 (1111 1111)打头，.表示为

FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/8

FF00:0:0:0:0:0:0:0/8

任意播地址anycast：共享IPv6的单播地址空间。当一个单播地址被分配到多于一个的接口上时，发到该接口的报文被网络路由到路由协议度量的“最近”的目标接口上。 Unicast允许源结点向单一目标结点发送数据报，Multicast允许源结点向一组目标结点发送数据报，而Anycast则允许源结点向一组目标结点中的一个结点发送数据报，而这个结点由路由系统选择，对源结点透明；同时，路由系统选择“最近”的结点为源结点提供服务

EUI-64格式：扩展惟一标识符

在IPV6中，无状态自动配置机制使用EUI-64格式来自动配置IPV6地址

所谓无状态自动配置是指在网络中没有DHCP服务器的情况下，允许节点自行配置IPV6地址的机制。

EUI-64的构造规则–根据接口的MAC地址再加上固定的前缀来生成一个IPV6的地址

工作原理：自动将48bit的以太网MAC地址扩展成64bit，再挂在一个64bit的前缀后面，组成一个IPV6地址，将48位的MAC地址从中间分开，插入一个固定数值FFFE

0050:3EE4:4C00–>0050:3EFF:FEE4:4C00

ICMPV6用来向源节点报告关于向目的地传输IP数据包的错误和信息。定义了多种消息类型。

ICMP V6在IPV6中的协议号是58

在IPV6中ICMP的功能得到极大增强，除了原有的功能，还有以下几个主要作用在IPV6中ICMP的主要功能：

1、路径MTU发现–PMTUD

2、替代地址解析协议–NDP(邻居发现协议)

3、无状态自动配置–NDP

4、重复地址检测–NDP

5、前缀重新编址—NDP

为NDP特有的范畴定义了新的ICMPV6消息：

NS （Neighbor Solicitation） 135 邻居请求

NA （Neighbor Advertisement） 136 邻居通告

RS 133 发到FF02::2 路由器请求信息，发给所有路由器

RA 134 发到FF02::1 路由器通告信息，每200S发一次，发向所有节点

类型137 重定向消息

替代ARP

使用NS 135和NA 136消息

主机使用邻居请求消息NS135发向邻居的被请求节点组播地址，请求一个MAC 地址，邻居回应一个NA136邻居通告消息

公告前缀–类似于DHCP

路由器周期性地发出RA134公告，每200S一次，主机收到后自动生成IP地址只要在路由器的接口上配置了一个本地站点或全球可聚合单播地址，就启用了CISCO路由器上的IPV6前缀通告

默认情况下：无状态自动配置公告的前缀长度为64比特

RS 133 发到FF02::2 请求信息，发给所有路由器

RA 134 发到FF02::1 通告信息，每200S发一次，发向所有节点

IPV6静态路由配置：

IPv6 route命令添加静态ipv6路由:

Router(config)#ipv6 unicast-routing //全局启用IPV6单播路由功能Router(config)#ipv6 route ipv6-prefix/prefix-length

{next-hop|interface} [distance]