在企业内部，IP冲突问题已不是新鲜话题，在区域之间，IP地址有限可能带来了安全隐忧或影响了冲浪速度；在更高层面，地址不足甚至严重制约了一个国家互联网的应用和发展。究其原因，大致有二：一方面，地址资源数量本身非常有限；另一方面，随着互联网技术的普及，更多智能终端要求连入互联网，这让原本有限的地址资源更加捉襟见肘。
如此，IPv6便应运而生。有人曾形象地比喻：“IPv6可以让地球上每一粒沙子都拥有一个IP地址。”互联网当前使用的主要是基于IPv4协议的32位地址，地址总容量近43亿个。而IPv6地址采用128位标识，数量为2的128次方，相当于IPv4地址空间的4次幂。更令人欣慰的是，IPv6具备方便寻址及支持即插即用等特性，能更好地支持物联网业务。 IPv6并非简单的IPv4升级版本。作为互联网领域迫切需要的技术体系、网络体系，IPv6比任何一个局部技术都更为迫切和急需。这是因为，其不仅能够解决互联网IP地址的大幅短缺问题，还能够降低互联网的使用成本，带来更大经济效益，并更有利于社会进步。
在技术方面，IPv6能让互联网变得更大。互联网基于IPv4协议。但除了预留部分供过渡时期使用的IPv4地址外，全球IPv4地址即将分配殆尽。而随着互联网技术的发展，各行各业乃至个人对IP地址的需求还在不断增长。在网络资源竞争的环境中，IPv4地址已经不能满足需求。而IPv6恰能解决网络地址资源数量不足的问题。
在经济方面，IPv6也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍，这就是物联网产业发展的巨大空间。如果说，iPv4实现的只是人机对话，而IPv6则扩展到任意事物之间的对话，它将服务于众多硬件设备，如家用电器、传感器、远程照相机、汽车等。它将是无时不在、无处不在地深入社会的每个角落。如此，其经济价值不言而喻。
在社会方面，IPv6还能让互联网变得更快、更安全。下一代互联网将把网络传输速度提高1000倍以上，基础带宽可能会是406以上。IPv6使得每个互联网终端都可以拥有一个独立的IP地址，保证了终端设备在互联网上具备惟一真实的“身份”，消除了使用NAT技术对安全性和网络速度的影响。其所能带来的社会效益将无法估量。 既然IPv6无论在技术、经济、社会效益等方面都具有深远意义，甚至比“云计算”更现实，那么，能带来百般利好的IPv6为何未能及时推广应用？
无疑，在IPv4时代，美国是互联网技术的最大获利者。从1 969年开始，美国出于军事目的，开始着手研究计算机的互联技术，而后来互联网却给美国创造了一个新经济时代。它提供给美国的众多发展机遇和巨大商业利益，是难以估量的。光纤、PC、路由器、 *** 作系统，美国在IT领域占尽优势，甚至全世界的网络都要向美国支付带宽使用费。
由于美国IT产品应用几乎全都基于IPv4技术，发展IPv6受到了美国IT产业出于既得利益考虑的阻挠：美国的互联网技术和设备最先进，通过互联网获得了极大的经济利益，而且美国IPV4地址充足，这也成为其采用IPv6新技术的最大障碍；同样，欧洲的互联网技术也非常发达，尤其是无线网络技术，市场也相对稳定，更新网络基础设施需要舍弃的东西太多，经济利益却不能相应提高，因此在推动IPv6网络上无能为力。
虽说美国企业也在研发和生产IPv6设备，但大多是为了出口，美国本身并不应用IPv6的设备，在整体上也缺乏规划和打算。作为IPv4的既得利益者，美国信息产业在眼前这一代技术产品未得到利益最大化时，对IPv6技术表现并不积极，更没有动力将之应用到新的技术体系中。这给全球整体发展IPv6带来了巨大障碍。尽管IPv6技术概念亦由美国提出，但亚洲国家显然对IPv6更加热衷。对互联网IP地址的需求和现有的矛盾最为突出的正是亚洲，而中国、日本则是IPv6的最大实验网。日本政府和相关产业已开始投入财力物力对日本的信息网络展开IPv6改造。
由于日本国土面积较小，城市基础设施建设已度过快速发展期，通信市场的容量已基本饱和，其对IP地址的需求并没有那么紧迫；而中国正在进行大规模城市建设，有许多新增的基础设施和手机用户，IP需求量远远大于其他国家。中国希望在下一代互联网上争取更多的技术话语权，以及互联网的加速应用，使得IPv6网络尽快落地成为可能。 如今，IPv4地址即将分配殆尽，IPv6成为业内迫切愿望和急需的技术。而凭借诸多技术亮点、经济价值和社会效益，IPv6有理由让人们相信未来的美好生活。然而，这些却不能改变IPv6在中国商业应用面临的窘境。
在中国，商业应用匮乏往往被业界认为是IPv6网络发展缓慢的罪魁祸首。对企业来说，没有应用就没有市场，没有市场就得不到商业利益，企业显然更倾向于在找到新技术与商业利益很好的契合点之后，才对一项技术投入大量的研发精力。
由于IPv6的杀手级应用迟迟不出，一些网络设备生产厂家更多地持观望态度。同样，开发应用需要得到网络设备厂商产品上的支持，这又使得一些应用开发厂商也按兵不动。虽然都看好IPv6技术，但两方面面相觑，谁都不愿意把第一步迈得很大。
与企业的相对保守相比，政府则对IPv6倾注了更大热情。掌握先进的互联网技术，对一个国家的发展有着深远的影响。IPv6给过去在互联网技术开发上处于劣势的国家提供了想象的空间。尽管中国的互联网技术、信息产业实力都还有待进一步提高，但在发展和应用IPv6网络上，无论是在技术、设备还是基础设施方面都有良好条件。
从长远看，IPv6有利于互联网的持续健康发展。今天，我们已经具备世界上其他技术强国所没有的得天独厚的优势。尽管从IPv4过渡到[Pv6需要时间和成本，发展不可一蹴而就，但跨入IPv6时代，比挑战更多的是其所带来的巨大机遇。
IPv6的特性
首先是IPv6的基本情况。IPv6是为了弥补IPv4的不足而诞生的。
1互联网的不断发展下，IPv4下的IP地址已经饱和。对于互联网物联网的发展来说可能需要更加充足的IP地址。对于IPv6协议来说，IPv6的地址有128位的地址，可以提供2^128个地址。可以满足不断增长的IP需求
2IPv4本身不提供安全功能，需要其他的安全软件对传输的数据进行加密。IPv6上IPSec安全功能是默认开启的。（IPv4上是可选的）这在一定程度上增加了通信的安全性。
3IPv4的包头长度是可变的，这样的包头加重了路由器转发的负担。而IPv6简化了包头，将不必要的信息放在头的末尾。路由器只需要查看第一部分的包头进行转发即可，不需要再去查看扩展包头。扩展包头可以到应用程序了再进行查看。
4IPv4需要DHCP服务去配置IP。而IPv6支持主机有状态和无状态的自动配置。在一定程度上节省了资源
IPv6由8个16位块（128位二进制）组成。十六进制上由8组4位十六进制数字表示，使用冒号：进行分割。
2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB
就算在十六进制下IP地址仍然显示很长，由此有两种方式来缩短IP地址
1丢弃前导零
如果一个组内有多个零时。可以省略这些零。
2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB
2001:0:3238:DFE1:63:0:0:FEFB
2两个或多个块中连续为零可用：：表示。
2001:0000:3238:DFE1:63::FEFB
一个IP地址中只能使用一次：：否则分析器没有办法确定有多少字段缺少0 没有办法补齐IP地址
1单播：
1 vs 1 主机只与目标地址进行通信。
2 组播：
1 vs N。 主机将数据发送给组播组内的所有主机。
3 任播：
多个接口分配了相同的任播IP地址
主机要与配备有任播IP地址的主机通信，会发送单播消息。路由器会找到最近的目标主机。
有三种单播地址：
全局单薄地址： Global unicast address
格式： 全局路由前缀+子网ID+接口ID
可理解为IPv4中的公网地址
全局地址是通过IPv6前缀下发所拿到的一个全局可达的IPv6地址，例如下图中的fd4d:e0f1:f1db::250:56ff:fe86:1b10。有了这个全局IPv6地址，就能跟世界上任何一个IPv6全局地址通讯了，类似于通俗说的公网地址
链路本地地址：link-local address
自动配置IPv6的地址。始终以FE80开头。
格式：FE80+0+接口ID
只可以在本地链路上使用。不能被路由
在同一个交换机下面的机器就能直接通过这个地址通讯啦，不需要再配置别的地址。
·
假设公司内网有两个不同的子网A和B（IPv6中的链路就是同一子网内的主机。）
所以链路A的IPv6主机只能在链路A内与其他IPv6主机进行通信。不能和链路B的IPv6主机进行通信。（如果链路A的IPv6主机要与链路B的IPv6主机进行通信就需要跨路由）
本地链路地址只能在本地链路上使用。且不能被路由
唯一本地地址： unique local address
这种IPv6地址是全局唯一的。但只应用于本地通信
格式：前缀+本地位+全局ID+子网ID+接口ID
唯一本地IPv6地址始终以 FD 开头
对应于链路本地地址上的例子。唯一本地地址是 可以通过路由 在链路A和链路B上进行通信的。但他的通信范围只局限在私有网络。可以理解为IPv4的私有网络。
IP:19216813 Mask:2552552550
CIDR IP:19216813/24
IPv6使用网络前缀来进行子网划分。
2001:C3:0:2C6A::/64 ----》 subnet
2001:C3:0:2C6A:C9B4:FF12:48BC:1A22/64 ----> address of the subnet
相比IPv4包头来说IPv6的包头精简了很多。
删除掉了IPv4的包头长度/标志/标识/分片偏移/包头校验和/选项/可填充变量
Version：标识Version即版本信息，4代表IPv4,6代表IPv6；
IHL：标识了IP报文的首部长度，大小为20-60字节；
Type of Service：服务类型，在QoS中才会使用到此字段；
Total Length：IP报文段的总长度；
Identification：标识，主机每发一个报文，则+1；
Flags：3个bit，分别为保留位，DF位（0可以分片，1不能分片），MF位（0最后一片，1未完待续）；
Fragment Offset：片偏移，分片重组的时候需要使用到的字段，此处不做详细解释；
Time to Live：简称TTL，数据包可在网络中经过的路由节点数；
Protocol：下层协议，如UDP或TCP等；
Header Checksum：首部校验和；
Source Address：源IP地址；
Destination Address：目的IP地址；
Options：选项字段；
Padding：填充字段。
增加了流标签和扩展包头信息
版本：表示internet协议的版本
流量类型： 最重要的6位用于服务类型，以便让路由器知道应该向该分组提供什么服务。 最低有效2位用于显式拥塞通知(ECN)。
流标签：维护同学的数据包的顺序流。尚未定义好如何使用
有效负载长度：扩展包头+上层数据
下一个包头：扩展包头
IPv6扩展报文头的引入简化了IPv6基本报文头的格式，一个IPv6报文中可以包含0个及以上扩展报文头。当需要有多个IPv6扩展报文头的时候，IPv6的基本报文头的Next Header字段将会指明下一个扩展报文头的类型，IPv6扩展报文头的Next Header字段将会指明下一个扩展报文头的类型，以此类推，如果后续没有IPv6扩展报文头，那么此字段将指明上层协议类型。
路由设备转发时根据基本报头中Next Header值来决定是否要处理扩展头，并不是所有的扩展报头都需要被转发路由设备查看和处理的。除了目的选项扩展报头可能出现一次或两次（一次在路由扩展报头之前，另一次在上层协议数据报文之前），其余扩展报头只能出现一次。
用来实现地址解析，重复地址检测，路由器发现以及路由重定向等功能。具体的ICMPv6的消息类型及具体作用如下
邻居请求报文NS（Neighbor Solicitation）报文：Type字段值为135，Code字段值为0，在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP请求报文。用来获取邻居的链路层地址，验证邻居是否可达，进行重复地址检测等。
邻居通告报文NA（Neighbor Adivertisment）报文：Type字段值为136，Code字段值为0，在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP应答报文。用来对NS消息进行响应。另外，当节点在链路层变化的时候主动发出NA消息，告知邻居本节点的变化。
ICMPv6路由器请求（Router Solicitation）消息：Type字段值为133，节点启动后，通过RS消息向路由器发出请求，请求前缀和其他配置信息，用于节点的自动配置。
ICMPv6路由器通告（Router Advertisement）消息：Type字段值为134，对RS消息进行回应。在没有抑制RA消息发布的条件下，路由器会周期性地发布RA消息，其中包括前缀信息选项和一些标志位的信息。
ICMPv6重定向（Redirect）消息：Type字段值为137，当满足一定的条件时，缺省网关通过向源主机发送重定向消息，使主机重新选择正确的下一跳地址进行后续报文的发送。
地址解析
整体报文交互总览（NS和NA）：
①节点1会发送一个NS报文，Type值为135，源地址为节点1的IPv6地址。目的地址为节点2的被请求节点组播地址，要请求的为节点2的链路层地址。同时NS的报文的Options字段中携带了节点1的链路层地址。如下图：
获取同一链路上邻居节点的链路层地址（与IPv4的ARP功能相同），通过邻居请求消息NS和邻居通告消息NA实现。节点1要获取节点节点2的链路层地址。
DAD （重复地址检测）：
邻居请求报文NS（Neighbor Solicitation）报文：Type字段值为135，Code字段值为0，在地址解析中的作用类似于IPv4中的ARP请求报文。用来获取邻居的链路层地址，验证邻居是否可达，进行重复地址检测等。
节点在发送路由器公告前要获得唯一的链路本地地址
为什么要唯一：未确定唯一性的地址不能使用。即不能接收目的地址或者发送源地址为此地址的分组
1接口要加入全节点组播地址 FF02：：1
2要生成IPv6地址的请求节点组播地址（solicited-node multicast address)接受地址为IPv6的这些分组
3发送NS请求。源地址为：：。目的地址为临时单播地址请求节点的组播地址
4所生成的local-link address会处于暂时状态（Tentative)。如果收到该节点的回应则证明该节点已被使用。需要重新生成新的local-link address如果没有NS回应则证明该节点没有被其他主机使用。则确定local-link address
邻居通告:将地址分配给接口并启用后。主机再次发送邻居通告告诉该段上的其他主机。这个IP地址已经被使用了。
路由器请求：
在段上对路由器发送组播数据包。了解该段上的路由器
帮助主机设置默认网关
路由器通告：
路由器收到路由器请求时会回应主机，告诉它他在链路上的存在
如果路由器觉得自己不是最佳网关，会给主机回复重定向消息。告诉主机有更好的路由器可以使用
IPv4与IPv6是不兼容的，所以需要过度技术的支持
双栈路由器：
网络节点同时支持IPv4和IPv6两种协议。在IP网络上形成逻辑相互独立的两个IP网络。源地址根据要访问的目的地的类型自动选择相应的网络。
大多数软硬件都支持IPv4和IPv6这个方法解决了IPv4和IPv6的共存问题，但是没有解决IPv4和IPv6的互通问题。
目的是为了解决IPv6的信息孤岛问题。
把一个协议数据包的报头（IPv4)直接封装在原包头(IPv6)上，伪装成该一个协议(IPV4)。通过该协议的的网络（IPv4)。到了原本协议相应的网络(IPv6）之后再把添加的包头（IPv4)拆掉
通过NAT-PT(网络地址转换 - 协议转换)将IPv6网络转移成IPv4网络传送给IPv4主机IP地址是英文Internet Protocol的缩写，是网络之间互连的协议。IP地址相当于网络世界的“门牌号”，每一个网站、终端和连接的设备都要依靠IP地址来彼此区分、相互联系。IP地址是一种重要的互联网基础资源。
2
IPv4和IPv6有何区别？
最关键的区别在于能够提供网络IP地址的数量。
IPv4是互联网协议第四版，地址长度为32位，可以提供IP地址总量为43亿个。目前IPv4地址资源已面临枯竭。
IPv6是互联网协议第六版，地址长度为128位，可以提供IP地址总量为2的128次方。与IPv4总量43亿作个对比，IPv6地址总量=（43亿x43亿x43亿x43亿）个。据说这可以为地球上的每一粒沙子分配一个IP地址。
3
为什么要推广IPv6？
随着互联网高速发展，电脑、智能手机、智能穿戴设备、智能家电等越来越多的智能设备接入互联网，IPv4地址枯竭的问题日益凸显，严重制约了互联网的应用和发展。
由于地址转换（NAT）、虚拟专用网络（）等补丁技术的使用，延缓了IPv4地址用尽的进程，导致IPv6在过去20多年的时间里部署应用缓慢。这些基于IPv4的补丁技术虽然能暂时满足一些需求，但从长期来看，不能满足万物互联的新时代网络业务需求。
IPv6作为替代IPv4的下一代IP协议，能够提供充足的网络地址和广阔的创新空间。IPv6网络下，意味着全球每一台上网设备都可以拥有一个独立的IP地址。它可以为路上的每一辆汽车、路边的每一展路灯、大楼的每一个消防栓……单独配一个IP地址，通过物联网来集中管理他们。
接入因特网的每台主机都有一个唯一可识别的地址称为IP地址。
IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
IP协议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，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则，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。
因特网的意思
互联网internet又称因特网，即广域网、城域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果。
人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐，同时，互联网还是物联网的重要组成部分，根据中国物联网校企联盟的定义，物联网是当下几乎所有技术与计算机互联网技术的结合，让信息更快更准得收集、传递、处理并执行。
IPv9是一种新型的互联网协议，其主要特点是支持更多的IP地址和更高效的数据传输。目前来看，IPv9仍处于研发阶段，并未正式开放使用。至于中国物联网方面，该领域正在不断发展壮大，并已经建立了相应的技术标准和产业生态。根据相关报道和计划，中国物联网将逐步实现从4G到5G、从NB-IoT到LTE-M等技术转型升级，并加强与人工智能、大数据等领域的融合应用。
具体关于IPv9在中国物联网中的应用情况以及开放时间还需要进一步观察和等待官方消息。
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