IPv6基礎
本文主要對IPv6基礎知識進行講解，目的在於對IPv6有基本的瞭解，IPv6最主要的作用在於解決IPv4地址不夠用問題。
1. 初識IPv6地址
IANA已經宣佈對於IPv4地址的分配在2010年底結束，APNIC的地址分配大約在2011年底耗盡。而我國將在2011年底出現互聯網地址缺口。IPv6（Internet protocol version 6）網絡協議版本6，用於替代IPv4的下一代IP協議，它有更大的地址空間，地址長度爲128位，能完全解決IPv4耗盡的問題。Ipv6具備更高的安全性，集成了IPSec協議，作爲IPv6固有的一部分。IPv6具備更好的可移動性。IPv6具備更好的保持服務。
1.1 IPv6的報文結構
版本（4位）：標識IP報文版本，作用與IPv4的版本一樣，值設置爲6。
流量類型（8位）：指示IPv6數據流通信或優先級，功能類似於IPv4的服務類型TOS字段，用於服務質量QOS功能。
流標籤（20位）：流通常指實時數據，例如，這些數據具備相同的目標IP地址，源IP地址、目標端口等，那麼它們將具備一個相同的標籤指。規劃這個字段的意義在於對實時數據進行低延遲交付應用。
淨荷長度（16位）：表示報文負載的長度，而不是整個IPv6數據報的長度。沒有包括整個IPv6報文中的主首部的長度。
下一個頭部（8位）：本字段代替IPv4中的協議字段，擴展了IPv4頭部中協議號的功能，指示下一個擴展首部的表示，也就是IPv6數據報的下一個首部。
跳數限制（8位）：該字段類似於IPv4的生命週期TTL。它定義了IP數據報文所能經過的最大跳數。
源IPv6地址（128位）。
目的IPv6地址（128位）。
1.2 IPv6與IPv4報文結構對比
IPv4報文結構
IPv6報文結構
引入了多首部概念：IPv4是單一報文首部，IPv6支持一個主首部和多個擴展首部，這樣讓數據報文的結構更清晰，層次化更明顯，也可以存放更多信息。
IPv6改變了IPv4報文首部的部分字段名稱與格式：IPv6主首部刪除了IPv4中定義的幾個字段（標識、標記和片偏移），只保留了數據轉發所必須的重要信息在IPv6首部中，其他字段被放到IPv6的擴展首部中。
IPv6取消了首部校驗：因爲IPv6擴展首部的出現，高層的協議與IPv6的主首部進行了分離。在主首部進行校驗將變得多餘，所以刪除。
IPv6擴展首部與片偏移問題
IPv6數據所需的公共信息被放到首部報文中，而上層協議信息、分片數據信息等被放到IPv6的擴展首部中，並且IPv6的主首部是固定長度的，這樣做可以保證網絡的中間設備以最高的效率進行數據轉發。而IPv4使用“選項”字段改變報文的長度，路由器需要對這些選項字段進行特殊處理，就降低了數據轉發的性能。
例如，IPv4中，主機傳輸的最大數據單元是1500，路由器傳輸最大爲300，此時雖然主機將數據分爲1500大小數據單元，但到了路由器還得再分爲300的大小，所以加重了路由器的任務。而IPv6省去了這一工作，首先使用MTU探測消息，得知網絡傳輸線路的最小MTU，然後用這一大小進行分片，分片過程是控制在源主機完成，中間網絡設備不再執行分片工作。
關於IPv6地址格式參考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_72a2ef140100pddx.html