IPv6 - 概述

Internet Protocol version 6 (IPv6) 是 IPv4 的后继版本，旨在解决 IPv4 的局限性，并为互联网的持续增长奠定基础。与 IPv4 一样，它在 OSI 模型的网络层（第 3 层）运行。IPv6 提供了极大地扩展的地址空间，并融入了多项改进效率、安全性和自动配置的功能。

为何需要新的 IP 版本？

IPv4 开发于 20 世纪 80 年代初，取得了显著成功。然而，其 32 位地址空间（约 43 亿个地址）不足以应对互联网的指数级增长。开发 IPv6 的主要动机包括：

地址空间耗尽：这是最主要的驱动因素。互联网连接设备（计算机、智能手机、物联网设备）的激增已耗尽可用的 IPv4 地址。
简化报头 (Simplified Header)：IPv6 具有简化的报头，以提高路由器处理数据包的效率。
增强的自动配置：IPv6 支持无状态地址自动配置 (SLAAC - Stateless Address Autoconfiguration)，允许设备无需 DHCP 服务器即可配置自己的 IP 地址，简化了网络设置。
集成的安全性：IPsec (IP 安全) 支持是最初 IPv6 规范的强制部分（尽管现在对一般用途是可选的，但它已很好地集成），为端到端安全提供了框架。
改进的服务质量 (QoS - Quality of Service)：IPv6 报头中的 ‘Flow Label’（流标签）和 ‘Traffic Class’（流量类别）字段为识别和优先处理流量流提供了更好的机制，这对于 VoIP 和流媒体等实时应用程序至关重要。

IPv5 发生了什么？

虽然 IPv4 是版本 4，但下一个广泛采用的版本是 IPv6。IP 版本号 0 到 3 都是实验性的。IP 版本 5 被分配给一个实验性实时流协议，称为互联网流协议 (ST2 - Internet Stream Protocol)。ST2 旨在用于语音和视频，但从未在公共互联网上广泛部署。因此，下一个可用于通用 IP 后继版本的版本号是 6。

IP 版本的简化历史：

IP 版本 0-3：实验性、开发阶段。
IPv4 (版本 4)：数十年来主要的互联网协议。
IPv5 (版本 5)：分配给互联网流协议 (ST2)，不是 IPv4 的后继版本。
IPv6 (版本 6)：指定的 IPv4 后继版本。

简史与主要 RFC 文档

互联网工程任务组 (IETF - Internet Engineering Task Force) 在 20 世纪 90 年代中期，随着对地址耗尽的担忧加剧，开始着手开发 IPv4 的后继版本。以下是定义 IPv6 的主要 RFC (请求评论 - Request for Comments) 文档：

RFC 8200：Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification (废止了 RFC 2460)。定义了基本的 IPv6 协议。
RFC 4291：IP Version 6 Addressing Architecture。定义了地址类型、格式和文本表示。
RFC 4861：Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6) (废止了 RFC 2461)。定义了同一链路上的设备如何相互发现。
RFC 4862：IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) (废止了 RFC 2462)。定义了主机如何自动配置其地址。
RFC 8415：Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 (DHCPv6) (废止了 RFC 3315)。定义了通过 DHCPv6 进行有状态和无状态配置。
RFC 5952：A Recommendation for IPv6 Address Text Representation。提供了编写 IPv6 地址的规范建议。

主要的互联网服务提供商和内容公司在 2010 年代开始大规模部署 IPv6，通常采用双栈 (dual-stack) 方式（同时运行 IPv4 和 IPv6）以确保平稳过渡。