ipv6 吆喝很多年了，但因為國內沒有成熟的商用環境，所以一直覺得它離我的工作還很遠。沒想到，最近公司投標中科院的乙個專案，就是以 ipv6（曰：基於下一代網際網路的）為核心課題的，將要建成乙個覆蓋全國百餘家科研單位的 ipv6 示範網路。
為了寫標書，最近讀了不少 ipv6 相關的資料，總體的感覺是有點「亂」。亂的原因，一方面，因為 ipv6 的相關標準，最近幾年還在不斷的變化，尤其是位址分配策略，較早的資料和新的資料有矛盾；另一方面，ipv6 網多數都處在研究和試驗階段，很多資料本身的權威性也不是太高。
這個專案和 c n n i c 有莫大的關係，我不好說這是國內 ipv6 發展的乙個標誌性事件，但至少說明 ipv6 相關的研究在國內加快腳步了，因為，ipv4 的位址資源實在是太緊張了。
在沒有深入研究ipv6之前，我以為ipv6只是在ipv4的基礎上，將位址加長了。實際上不是這麼簡單。因為ipv6的出現，引出了了ip層通訊協議、dhcp協議、dns協議、路由協議等一系列的變化。今天這篇文章，先說說ipv6的位址。
世界上的ip位址怎麼來的？
第一步，由ietf制定規範，就是他們定下 ipv4 是 32bits，ipv6是 128bits。定下長度後，他們還要決定位址的初始劃分，比如，在ipv4裡，a類位址、b類位址、c類位址的界定，哪些位址是預留的，哪些（比如192.168.*.*，127.0.0.1等特殊位址）是有特殊含義的，剩下的，才是可分配的。
第二步，可分配的位址，統一交給iana管理。iana自己預留一些，然後根據需要，將大塊的位址分配給各地區「**商」（regional internet registeries，rir）。目前世界上一共有五個rir，負責包括中國在內的亞太地區的 rir 就是 apnic。
第三步，各rir在各自負責的區域內，根據運營商（isp）的申請，向他們授予位址塊，當然，在中國，cnnic全權負責國內ip位址和網域名稱的管理。
第四步，使用者從運營商獲得ip位址。
ipv4 位址資源現狀：
先看一條最近的新聞：2023年12月1號，iana 向 arin 和 ripe 各授予兩個 a 類位址，這樣，iana 手裡就只剩下7個空閒的a類位址了（2.73%）。按照網際網路位址使用的趨勢推測，專家認為，iana 手裡的位址將在2023年第三季度用完（全部分配到五大區的rir），而rir手裡的位址，將在2023年第二季度，全部分配到isp手中，雖然isp到終端使用者手裡還能再緩一段時間，但可以肯定的說，2023年世界末日沒來，ipv4的末日來了。
ipv4位址耗盡，最大的受害者是誰？應該是歐洲和亞洲。網際網路發源於美國，相關標準和頂級分配機構也掌握在美國手中，美國擁有超過70%的ipv4位址，而且美國網際網路普及率也超過70%，而中國擁有不到4%的位址，網際網路普及率20%，歐亞大陸普遍被ip位址匱乏所困擾。
對ipv6的感性認識：
ipv6位址有128位，能夠提供 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 個位址。地球的表面積是 511,263,971,197,990 平方公尺，意味著，每平方公尺可以分配到 665,570,793,348,866,943,898,599 個ipv6位址，依然大的驚人。
總之一句話，在ipv6時代，我們真的不發愁位址不夠用了。
ipv6位址規劃和分配情況
ipv6位址的寫法
ipv6的位址長度是ipv4的四倍，如果還按照ipv4那樣寫，受得了嗎？
202.95.34.211.183.238.65.223.10.10.152.3.172.24.24.233
暈死。所以，ipv6位址有全新的記法，先看例子：
abcd:ef01:2345:6789:abcd:ef01:2345:6789
位址分為8段，每段用4個16進製制數（不區分大小寫，推薦小寫）表示兩個位元組，段之間用:分割。
當然，對於乙個全長的位址，還是暈！
不過，根據ipv6位址中0比較多的特性，有幾個簡化原則，可以讓位址變得簡單：
> 每段的前導0可以省略，也就是：00ab 可直接寫 ab
> 如果有連續的1到n段全都是0，可以簡寫成 ::，但每個位址中，這個規則只能使用一次
例子：
ff01:0000:0000:0000:0000:0000:0000:101 –> ff01:0:0:0:0:0:0:101 –> ff01::101
0:0:0:0:0:0:0:1 –> ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 –> ::
很多時候，我們會看到ip位址後面跟著乙個/24，/8等等，這是子網掩碼，在ipv4時代，另一種寫法是：
255.255.255.0
在ipv6中，只使用簡化寫法，例如下面的位址：
ff01::101/64
這裡的64，可以理解成子網掩碼（不是特別準確），它代表以這個位址前64位為字首的這樣乙個位址範圍(子網），也就是：
從 ff01:: 一直到 ff01::ffff:ffff:ffff:ffff
ipv6的位址型別
> unicast，單播位址。
這就是我們日常使用的ip位址。
> anycast，任意播位址（還是不翻譯的好，照這樣下去，世界bo都得出來了）。
anycast位址可以設給一組網路介面，發向這個位址的資料報，會被**到其中的某乙個（只有乙個）介面上（具體是誰，通常由路由裝置決定）
> multicast，多播位址。
multicast位址可以設給一組網路介面，發向這個位址的資料報，會被**到所有介面上。
注： ipv6沒有廣播位址（broadcast）。
ipv6位址中某段全為0或者全為都1是合法的（特殊約定除外，在ipv4中，這兩種情況全是非法的）
ipv6高層位址規劃
就像ipv4劃分a、b、c三類位址，並預留特殊位址一樣，ietf對ipv6也做了大粒度的位址規劃，主要有：
> 全零位址 - ::
這個位址的含義是「不確定」，是乙個介面尚未設定ip位址的狀態，它不能被用作常規的ip位址使用。
> 僅末位是1的位址 - ::1
本地loopback位址，等價於ipv4的127.0.0.1
> multicast 多播位址 - ff00::/8
多播位址前八位全為1
> link-local unicast 鏈路本地單播位址 - fe80::/10
鏈路本地單播位址前10位是：1111111010，
這類位址的主要用途是dhcp自動位址分配、供路由協議使用等等。
> global unicast 全球單播位址
這就是我們會用到的普通位址，除了前幾類預留的位址外，剩餘的全是這種位址。
ipv6的位址規劃幾經變更，因此這部分的資料比較混亂，互相矛盾，最好的就是研讀rfc。比如，很多資料中提到的site-local address，其實已經正式被廢棄了（rfc3878），目前關於ipv6 位址規劃的最新規範是 rfc4291。
ipv6位址的分配和利用情況
目前，ietf拿出了乙個三位掩碼的位址段，交給iana進行分配，佔總位址空間的12.5%，其餘位址暫時保留。這個位址段是：2000::/3
由於位址多了，iana是家中有糧，心裡不慌，原則上只受理 rir 的 /32 或者更大的位址段申請。而 rir 向 isp 的位址發放，預設為 /48，最小是 /64。
ipv6，也被稱為ipng，下一代網際網路技術。
這是一次革命，如果第一次網際網路時代，我們生不逢時，我們能在這次狼巢中抓住點兒什麼？
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