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CPU现在无法实现128位的转发，最好只是64位的。
·Theoretical limit: 4.3 billion (十亿) 43亿 Practical limit : 250 million (百万) 2.5亿 Over 420 million Internet in Y2001 (less than 10% of the worldwide population)
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在以太网中的协议ID值是0x86DD。
IPV6地址的表示方法
·IPv4 点分十进制 32bit IPv6 冒号分十六进制 128bit 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000=>:: 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001=>0:0:0:0:0:0:0:1=>::1 2001:0000:0000:1234:0000:0000:0567:00ff=>2001::1234:0:0:567:ff 只能有一个:: fe80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0009=>fe80::9
URL的IPV6地址表示为了区分IPV6地址中的冒号和端口号前的冒号，要把IPV6地址用[]括起来
www.example.net:8080/index.html https:[2001:410:0:1:250:fcee:e450:33ab]:8443/abc.html
在IPV6中掩码只能使用CIDR表示法
2001:410:0:1::45ff/128 2001:410::1/64
注意：在IPV6中没有广播地址和网络号保留地址
IPV6的地址类型
可分为三大类：
1、单播地址
2、组播地址
3、任意播地址单播--Unicast : one to one
·单播地址用于一对一的连接
·IPv6单播地址有以下六种类型：
－Aggregate Global Unicast Address 2xxx:xxxxx/3 - 3FFF: :FFFF 2001::/16 IPV6因特网地址 2002::/16 6to4过渡地址 －Link Local Address FE80::/10(前10位以FE80开头) －Site Local Address (Private) FEC0::/10 －Unspecified Address 0:0:0:0:0:0:0:0/128 => ::/128 －Loopback Address 0:0:0:0:0:0:0:1/128 => ::1/128 －IPv4 Compatible Address ::192.168.30.1 => ::C0A8:1E01
以下是一些单播地址的具体说明：1、可聚合全球单播地址Aggregate global unicast address
由IANA分配的可在全球路由的公网IP地址，目前已分配的前缀：2000::/3
占用了12.5%的IPV6地址空间。
2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000- -3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
这个前缀中总共包含8192个/16的前缀
目前实际用于IPV6因特网运作的前缀：2001::/16
2002::/16 为使用6-TO-4过渡机制的节点保留
3ffe::/16 用于6bone测试目的的前缀
2、本地链路地址：link-local address
当在一个节点启用IPV6，启动时节点的每个接口自动生成一个link-local address
其前缀64位为标准指定的，其后64位按EUI-64格式来构造。
注意：在本链路上，路由表中看到的下一跳都是对端的Link Local地址,不是公网IP地址。
前缀：FE80::/10
范围：只能在本地链路使用，不能在子网间路由
为何需要link-local--在一个接口可以配置很多IPv6地址，所以学习路由就有可能出现很多下一跳。
所以出现Link Local地址唯一标识一个节点。在本地链路看到下一跳都是对端的Link Local地址。
在网络重新编址过程中，节点和路由器的Link Local地址不会发生变化，可以很容易地做一个修改，不用担心网络不可达。
R1（config-if）#ipv6 address FE80:0:0:0:0123:0456:0789:0abc link-local 手工指定link-local地址
3、本地站点地址：site-local address
IPV6的私网地址，就像IPV4中的私网保留地址一样，只占用到整个IPV6地址空间的0.1%。
前缀：FEC0::/10 其后的54比特用于子网ID 最后64位用于主机ID
范围：只能在本站点内使用，不能在公网上使用
例如：在本地分配十个子网
1、FEC0:0:0:0001::/64 2、FEC0:0:0:0002::/64 3、FEC0:0:0:0003::/64 4、FEC0:0:0:000A::/64
本地站点地址被设计用于永远不会与全球IPV6因特网进行通信的设备，比如：打印机、内部网服务器、网络交换机等。
4、未指定地址Unspecified address
形式：0:0:0:0:0:0:0:0表示地址未指定，或者在写默认路由时代表所有路由（默认路由）
5、回环地址Loopack address
形式：0:0:0:0:0:0:0:1同IPV4中127.0.0.1地址的含义一样，表示节点自已
6、内嵌IPV4地址的IPV6地址 IPv4 Compatible Address
①、IPV4兼容的IPV6地址--用于在IPV4网络上建立自动隧道，以传输IPV6数据包。其中高96bit设为0，后面跟32bit的IPV4地址。
0000:0000:0000:0000:0000:0000:206.123.31.2 0000:0000:0000:0000:0000:0000:ce7b:1f01
由于这种机制不太好，现在已经不再使用，转而采用更好的过渡机制
②、映射IPV4的IPV6地址--仅用于拥有IPV4和IPV6双协议栈节点的本地范围 其中高80bit设为0,后16bit设为1，再跟IPV4地址
0000:0000:0000:0000:0000:ffff:206.123.31.2 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ce7b:1f01
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。
一、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 二、将第7个比特位反转，如果原来是0，就变为1,如果原来是1，就变为0 0050:3EFF:FEE4:4C00-->0250:3EFF:FEE4:4C00 三、加上前缀--FE80::0250:3EFF:FEE4:4C00 这就是一个完整的IPV6地址 反转的原因： 在MAC地址中，第7比特为1表示本地管理，为0表示全球管理 在EUI-64格式中，第7位为1表示全球惟一，为0表示本地惟一 组播地址Multicast 在IPV6中没有广播，用组播来代替 前缀：FF00::/8 占用了0.38%的IPV6地址空间 1111 1111 4bit 4bit ｜→固定值←｜|→标志←| |→范围←|
标志位为0000表示是永久保留的组播地址，分配给各种技术使用
标志位为0001表示是用户可自定义的临时组播地址
范围段定义了组播地址的范围，其定义如下：
二进制 十六进制 范围类型0001 1 本地接口范围0010 2 本地链路范围0011 3 本地子网范围0100 4 本地管理范围0101 5 本地站点范围 类似组播的私网地址1000 8 组织机构范围1110 E 全球范围 类似组播的公网地址
下面是一些组播指定地址：
FF02::1 all nodes 在本地链路范围的所有节点 FF02::2 all routers 在本地链路范围的所有路由器 FF02::5 all ospf routers FF02::9 all rip routers 所有运行RIP的路由器 FF02::A all eigrp routers 所有运行eigrp的路由器 FF05::2 在一个站点范围内的所有路由器 被请求节点的组播地址solicited-node multicast address
一种特殊的组播地址，对于节点或路由器的接口上配置的每个单播和任意播地址，都会自动生成一个对应的被请求节点组播地址。注意link-local address也会生成一个被请求节点的组播地址。
工作范围：只在本地链路上有效
特点：1、在本地链路上，被请求节点的组播地址组中通常只包含一个用户。
2、只要知道一个节点的IPV6地址，就能计算出它的被请求节点的组播地址。
作用：1、在IPV6中，没有ARP。ICMP代替了ARP的功能，被请求节点的组播地址被节点用来获得相同本地链路上，邻居节点的链路层地址。
2、用于重复地址检测DAD，在使用无状态自动配置将某个地址配置为自已的IPV6地址之前，节点利用DAD。
验证在其本地链路上该地址是否已经被使用。 前缀：FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FFxx:xxxx/104 FF02::1:FFxx:xxxx/104
如何产生：被请求节点组播地址的前104位固定，将IP地址的后24位移下来填充到后面就可以了
例如：IPv6---2001::1234:5678/64 被请求节点组播地址---FF02::1:FF34:5678/104
其中FF02::1:FF为固定部分，共104位 组播IP地址到MAC地址的映射： 映射规则：组播MAC地址的前16位固定为0x3333，将组播IPV6地址的后32位直接映射到组播MAC地址的后32位就可以了。 例：IPV6地址为--FF12::1234:5678/64 对应的组播MAC地址为--3333:1234:5678 0x3333为固定前缀 例：所有节点的组播地址：FF02::0001 对应的组播MAC地址：3333:0000:0001 任意播地址Anycast address 应用在one-to-nearest（一到近）模式
任意播是多个设备共享一个地址，分配IPv6单播(unicast)地址给拥有相同功用的一些设备，发送方发送一个以任意播为目标地址的包，当路由器接受到这个包以后，就转发给具有这个地址的离它最近的设备，单播地址用来分配任意播地址，对于那些没有配备任意播的的地址就是单播地址，但是当一个单播地址分配给不止一个接口的时候,单播地址就成了任意播地址。
例如：Mobile方面的特性，移动设备漫游到其他区域，不必接入原始的接入点，只需要找到最近的即可。
必须的IPV6地址
一旦节点启用IPV6，那么接口就会自动生成下列地址
、1、本地链路地址
2、回环地址
3、所有节点多播地址FF02::1
4、如果是路由器，还会有FF02::2
5、被请求节点的组播地址如果接口配了一个IPV6的单播地址，还会产生被请求节点的组播地址
IPV6的基本命令
R1（config）#ipv6 unicast-routing 在路由器上开启IPV6路由功能 R1（config-if）#ipv6 enable 在接口下启用IPV6，会自动生成一个link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address 2001::1/64 指定一个IP地址，配置后会自动生成一个link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address FE80:0:0:0:0123:0456:0789:0abc link-local 手工指定link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address 2001:0410:0:1::/64 eui-64 使用eui-64格式自动生成IPV6地址的低64位 R1（config-if）#ipv6 unnumbered 让本接口使用另一个接口的MAC地址生成源地址 R1（config-if）#ipv6 mtu 1500 配置接口的MTU值 R1（config-if）#ipv6 nd suppress-ra 关闭自动下发前缀 R2(config-rtr)#no split-horizon 关闭水平分割 注意IPV6的水平分割是在进程下关闭，不是在接口下 show ipv6 interface e0 显示IPV6接口的信息，包括IPV6地址，link-local地址，加入的组播地址及被请求节点组播地址 注意：串口和loopback口会借用以太口的MAC地址来生成link-local地址。
