IPv6 - 功能特性

IPv4 的後續版本並非設計為向後相容。IPv6 在保持 IP 地址的基本功能的同時，進行了徹底的重新設計。它提供了以下功能：

• 更大的地址空間

  與 IPv4 相比，IPv6 使用 4 倍的位元數來為網際網路上的裝置分配地址。如此多的額外位元位可以提供大約 3.4×10³⁸ 個不同的地址組合。這個地址可以滿足世界上幾乎所有事物的地址分配需求。據估計，地球上每平方米可以分配 1564 個地址。

• 簡化的報頭

  IPv6 的報頭透過將所有不必要的資訊和選項（存在於 IPv4 報頭中）移到 IPv6 報頭的末尾來簡化。考慮到 IPv6 地址長度是 IPv4 的四倍，IPv6 報頭僅比 IPv4 大兩倍。

• 端到端連線

  每個系統現在都有唯一的 IP 地址，並且可以透過網際網路傳輸而無需使用 NAT 或其他轉換元件。在 IPv6 完全實施後，每個主機都可以直接訪問網際網路上的其他主機，但會涉及一些限制，例如防火牆、組織策略等。

• 自動配置

  IPv6 支援其主機裝置的有狀態和無狀態自動配置模式。這樣，即使沒有 DHCP 伺服器，也不會阻止段間通訊。

• 更快的轉發/路由

  簡化的報頭將所有不必要的資訊放在報頭的末尾。報頭第一部分包含的資訊足以讓路由器做出路由決策，從而使路由決策像檢視強制報頭一樣快。

• IPSec

  最初決定 IPv6 必須具有 IPSec 安全性，使其比 IPv4 更安全。此功能現在已成為可選功能。

• 無廣播

  儘管乙太網/令牌環被認為是廣播網路，因為它們支援廣播，但 IPv6 不再支援任何廣播。它使用組播與多個主機通訊。

• Anycast 支援

  這是 IPv6 的另一個特性。IPv6 引入了 Anycast 資料包路由模式。在這種模式下，網際網路上的多個介面被分配相同的 Anycast IP 地址。路由器在路由時，將資料包傳送到最近的目標。

• 移動性

  IPv6 的設計考慮了移動性。此功能使主機（例如手機）能夠在不同的地理區域漫遊並保持與同一 IP 地址的連線。IPv6 的移動性功能利用了自動 IP 配置和擴充套件報頭。

• 增強的優先順序支援

  IPv4 使用 6 位 DSCP（差分服務程式碼點）和 2 位 ECN（顯式擁塞通知）來提供服務質量，但只有在端到端裝置支援的情況下才能使用，即源裝置和目標裝置以及底層網路必須支援它。

  在 IPv6 中，流量類和流標籤用於告訴底層路由器如何有效地處理資料包並進行路由。

• 平滑過渡

  IPv6 中的大型 IP 地址方案能夠為裝置分配全域性唯一的 IP 地址。此機制節省了 IP 地址，並且不需要 NAT。因此，裝置可以相互發送/接收資料，例如，VoIP 和/或任何流媒體都可以更有效地使用。

  另一個事實是，報頭負載較少，因此路由器可以儘快做出轉發決策並轉發它們。

• 可擴充套件性

  IPv6 報頭的主要優點之一是它可以擴充套件以在選項部分新增更多資訊。IPv4 僅為選項提供 40 位元組，而 IPv6 中的選項可以達到 IPv6 資料包本身的大小。