1. 定义

IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六版，设计用于替代现有的 IPv4 协议。IPv6 提供了更大的地址空间、增强的路由效率、更好的安全性以及自动配置功能，以满足现代网络的需求。

1.1 地址空间

IPv6 地址长度为 128 位，相比 IPv4 的 32 位，大大增加了可用的地址数量，可以满足未来互联网发展的需求。IPv6 地址表示为 8 组 16 位十六进制数，

IPv4 地址数量

地址长度：32 位二进制
理论总数：
232=4,294,967,296232=4,294,967,296 个（约 42.9 亿）
实际可用：
- 因保留地址（如私有地址、组播、回环等），实际可用约 37 亿。
- 现状：2011 年已耗尽（由 IANA 分配完毕），依赖 NAT 和 CIDR 技术延展。

IPv6 地址数量

地址长度：128 位二进制
理论总数：2128=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,4562128=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个（约 3.4×10³⁸）
直观比喻：
- 地球每平方米面积可分到 10281028 个 IPv6 地址。
- 足够为宇宙中每个原子分配多个 IP。
实际分配：
- 当前全球仅分配了不到 240240 个，利用率不足万亿分之一。

IPv6分类

IPv6数据报的目的地址有三种基本类型：

单播地址 (unicast address)：传统的点对点通信。
多播地址 (multicast address)：一点对多点的通信。数据报发送到一组计算机中的每一个。IPv6没有采用广播的术语，而将广播看作多播的一个特例。
任播地址 (anycast address)：这是 IPv6 增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付离发送方最近（由路由协议度量）的一个计算机。

1.4 从IPv4向IPv6过渡--双栈

因特网上使用IPv4的路由器的数量太大，要让所有路由器都改用IPv6并不能一蹴而就。因此，从IPv4转变到IPv6只能采用逐步演进的办法。

另外，新部署的IPv6系统必须能够向后兼容，也就是IPv6系统必须能够接收和转发IPv4数据报，并且能够为IPv4数据报选择路由。

使用双协议栈

双协议栈（Dual Stack）是指在完全过渡到IPv6之前，使一部分主机或路由器装有IPv4和IPv6两套协议栈。
双协议栈主机或路由器既可以和IPv6系统通信，又可以和IPv4系统通信。
双协议栈主机或路由器记为IPv6/IPv4，表明它具有一个IPv6地址和一个IPv4地址。
- 双协议栈主机在与IPv6主机通信时采用IPv6地址，而与IPv4主机通信时采用IPv4地址。
- 双协议栈主机在与IPv6主机通信时采用IPv6地址，而与IPv4主机通信时采用IPv4地址。
  - 若DNS返回的是IPv4地址，则双协议栈的源主机就使用IPv4地址；
  - 若DNS返回的是IPv6地址，则双协议栈的源主机就使用IPv6地址。

思科IPv6配置

R1(config)#ipv6 unicast-routing

华为IPv6配置

dhcpv6 pool vlan23address prefix 2403:6A00:300:11:172:16:17:0/120excluded-address 2403:6A00:300:11:172:16:17:1 to 2403:6A00:300:11:172:16:17:10dns-server 2403:6A00::1
interface Vlanif23description To:L1-L2-Desktopipv6 enableip address 172.16.23.254 255.255.255.0ipv6 address 2403:6A00:300:11:172:16:17:1/120ipv6 nd ra prefix default no-advertiseundo ipv6 nd ra haltipv6 nd autoconfig managed-address-flagipv6 nd autoconfig other-flagdhcpv6 server vlan23