IPv6与IPv4差异及工作原理探究

"IPV6调研" 本文主要探讨了IPv6与IPv4的主要区别，以及IPv6的工作原理。IPv6是互联网协议版本6，旨在解决IPv4地址耗尽的问题，提供更大的地址空间、更高的网络效率和更强的安全性。 首先，IPv6与IPv4的最大区别在于地址长度。IPv4地址由32位组成，可以表示大约43亿个唯一的IP地址，这在当前互联网的规模下已经远远不够用。而IPv6地址则扩展到了128位，理论上可以提供约3.4×10^38个地址，极大地缓解了地址短缺的问题。 在IPv6中，地址被分为链路本地地址（Link-Local Address）、全球单播地址（Global Unicast Address）和站点本地地址（Site-Local Address）等类型。链路本地地址用于节点在同一链路上的通信，类似于IPv4的局域网地址。全球单播地址是全局唯一，用于互联网上的通信。站点本地地址在IPv6中已被废弃，取而代之的是更灵活的前缀分配机制。 IPv6的地址配置方式也更为先进，它支持无状态地址自动配置（Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC）和有状态地址配置（Stateful Address Configuration）。SLAAC允许设备根据路由器广播的路由广告（Router Advertisements, RA）自动配置地址，而无需通过DHCP服务器。另一方面，有状态地址配置通常涉及DHCPv6，它允许服务器为客户端分配和管理地址。 DHCPv6是IPv6环境下的动态主机配置协议，它与IPv4中的DHCP类似，但功能更加强大。DUID（DHCP Unique Identifier）是每个DHCP参与者（客户端或服务器）的唯一标识符。IA（Identity Association）是一组分配给客户端的地址，每个IA都有一个关联的IAID。客户端可能有多个IA，例如，每个接口一个。 在DHCPv6的地址配置流程中，客户端可能会因以下情况触发请求：1）收到NORA（Neighbor Solicitation for Other Stateful Information）响应；2）收到RA报文，其Managed Address Configuration Flag或Other Stateful Configuration Flag置1。具体到Hitron Technologies的3.0CM测试，当收到NORA响应时，CM不会立即发起DHCPv6请求，需要等待特定标志位的RA报文才能触发。 在DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）系统中，Cable Modem（CM）的自动配置遵循RFC2461定义的路由器发现过程。CM通过接收RA来识别相邻和默认路由器，并根据这些信息进行地址配置。 IPv6的引入不仅解决了IPv4地址耗尽的问题，还引入了更高效、安全和自动化的地址管理和配置机制，为未来互联网的发展奠定了坚实的基础。