大家都知道相比IPv4，IPv6有更多的IP地址，根據(jù)IPv6協(xié)議地址規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為128個(gè)BIT，足足比IPv4地址多了96個(gè)BIT，IPv4擁有2^32-1個(gè)IP地址，IPv6則擁有2^128-1個(gè)IP地址，IPv6的地址數(shù)是海量的。不過，設(shè)計(jì)IPv6標(biāo)準(zhǔn)可不僅僅只為了解決IP地址不足問題，IPv4在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題，有端到端IP連接、服務(wù)質(zhì)量、安全性、多播、移動(dòng)性、即插即用等，也在IPv6中設(shè)計(jì)了解決方法，所以IPv6所能帶來的好處，絕不僅僅是IP地址數(shù)量的增多，還有不少你所不知的好處，本文將一一述來。

IPv6采用網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行地址解析

IPv6地址解析工作在網(wǎng)絡(luò)層，叫鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議與鏈路層協(xié)議無關(guān)，不像IPv4的ARP介于鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間。這樣實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)了地址解析協(xié)議與底層鏈路的獨(dú)立性，對(duì)每一種鏈路層協(xié)議都使用相同的地址解析，無須再為每一種鏈路層協(xié)議定義一個(gè)新的地址解析協(xié)議；IPv6的地址解析還利用三層組播尋址，限制了報(bào)文的傳播范圍，可節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，不僅在地址解析，整個(gè)IPv6取消了廣播，只有組播，這不難理解，因?yàn)镮Pv6的地址掩碼段里包含的地址太多了，如果采用廣播方式，發(fā)送的報(bào)文數(shù)量比IPv4時(shí)要多得多，嚴(yán)重占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，必須取消廣播的方式；安全性得到提升，在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)地址解析，可以利用網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)的安全認(rèn)證機(jī)制來防止ARP攻擊和ARP欺騙，大大提升網(wǎng)絡(luò)安全，試想IPv4里的大部分病毒和漏洞攻擊，都是針對(duì)ARP的，可見IPv4的地址解析不夠安全，IPv6提升了一個(gè)檔次。

IPv6協(xié)議更安全

IPv6協(xié)議將安全作為自身標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)組成部分，提供了安全選項(xiàng)。IPv6中的IPSec選項(xiàng)可以對(duì)IP層上的通信提供加密和授權(quán)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的無縫接入，IPSec的認(rèn)證報(bào)文用于保證數(shù)據(jù)的一致性，而封裝的安全負(fù)載報(bào)頭用于保證數(shù)據(jù)的保密性和數(shù)據(jù)的一致性。在IPv4里也支持IPSec，但I(xiàn)Pv4的IPSec是通過疊加方式實(shí)現(xiàn)的，在IPv4報(bào)文之前再加上一個(gè)IPSec頭，一方面需要支持增減IPSec頭的設(shè)備，另一方面兩個(gè)報(bào)文會(huì)使報(bào)文攜帶數(shù)據(jù)的有效載荷變少了，傳輸效率下降，和IPv6的實(shí)現(xiàn)方式?jīng)]法比。另外，病毒和互聯(lián)網(wǎng)蠕蟲是最讓人頭疼的網(wǎng)絡(luò)攻擊行為，在IPv4的網(wǎng)絡(luò)里飽受其苦，這種傳播方式在IPv6的網(wǎng)絡(luò)中就玩不轉(zhuǎn)了，這些病毒或蠕蟲還想通過掃描地址段的方式來找到有機(jī)可乘的主機(jī)就猶如大海撈針，IP V6的安全性得到提升。

IPv6服務(wù)質(zhì)量更棒

IPv6地址中QoS服務(wù)質(zhì)量主要有兩部分：一個(gè)8位的業(yè)務(wù)流量類別Traffic Class和一個(gè)新的20位的流標(biāo)簽Flow Label，業(yè)務(wù)流字段擴(kuò)大到1個(gè)字節(jié)，這就可以定義256個(gè)級(jí)別的優(yōu)先級(jí)，對(duì)各種多媒體信息根據(jù)緊急性確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，從而保證每一項(xiàng)服務(wù)都能達(dá)到用戶滿意的質(zhì)量，這與IPv4中的TOS字段相比已經(jīng)有了很大提高。它的目的是允許發(fā)送業(yè)務(wù)流的源節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)流的路由器在數(shù)據(jù)包上加上標(biāo)記，中間節(jié)點(diǎn)在接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后，通過驗(yàn)證它的流標(biāo)簽，就可以判斷它屬于哪個(gè)流，然后就可以知道數(shù)據(jù)包QoS需求，并進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。IPv6用Traffic Class流量類別替代了IPv4中的服務(wù)質(zhì)量Type of Service，TOS僅對(duì)流量進(jìn)行分類，卻沒有在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中取得成功，IPv6的TC包含有源點(diǎn)、信宿、流標(biāo)記三個(gè)部分，記錄著這條流在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的情況。FL用于區(qū)分需要相同處理的數(shù)據(jù)包，以此來促進(jìn)實(shí)時(shí)性流量的處理，發(fā)送主機(jī)能夠用一組選項(xiàng)標(biāo)記數(shù)據(jù)包順序，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跟蹤數(shù)據(jù)流并更有效地處理屬于相同數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包，提升轉(zhuǎn)發(fā)效率。IPv6還包含一些關(guān)于控制QoS的消息，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)控制和QoS保證，將很大程度上改善服務(wù)質(zhì)量。所以，有了IPv6的QoS，可以更好地支持語音和視頻流量調(diào)度，這類應(yīng)用對(duì)時(shí)間靈敏性特別高，要求實(shí)時(shí)性和服務(wù)質(zhì)量，在IPv6網(wǎng)絡(luò)中部署，相比IPv4要靈活得多。

IPv6移動(dòng)性更強(qiáng)

IP協(xié)議體系并不是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備而設(shè)計(jì)的，對(duì)于總是處于漫游狀態(tài)中通信設(shè)備的IP地址分配，連接維護(hù)以及用戶標(biāo)識(shí)等問題在早期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)后并沒有考慮，后來隨著移動(dòng)上網(wǎng)需求的增加，人們開始研究如何支持可移動(dòng)性。其實(shí)IPv4也支持移動(dòng)性，允許用戶在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)，只不過效率很低。IPv6對(duì)移動(dòng)性的支持有很大改進(jìn)，移動(dòng)IPv6借用了IPv4的許多概念，依然有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和家鄉(xiāng)代理的概念，而不再有外地代理。在IPv4中，若移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于外部網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，家鄉(xiāng)代理截獲發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)地址的數(shù)據(jù)報(bào)文，利用隧道技術(shù)再投遞給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)地址。而在IPv6中，除了隧道技術(shù)以外，還可以用源站選路來投遞數(shù)據(jù)報(bào)文。IPv6指定了路由優(yōu)化的機(jī)制，路由優(yōu)化是移動(dòng)IPv4的一個(gè)附加功能，卻是移動(dòng)IPv6的完整組成部分之一，解決了移動(dòng)IPv4的三角路由問題。IPv6既不需要DHCP也不需要外區(qū)鏈路上的外區(qū)代理來配置移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址。移動(dòng)IPv4要求每個(gè)可能的外區(qū)網(wǎng)絡(luò)都有外區(qū)代理，如果沒有外區(qū)代理，那么每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將需要從外區(qū)網(wǎng)絡(luò)上獲得一個(gè)全球可路由的地址，由于IPv4地址的匱乏，這一點(diǎn)只有IPv6能做到，IPv6可以為用戶保留永久的IP地址，無論用戶如何接入網(wǎng)絡(luò)，無論移動(dòng)到哪里都可以一直用這個(gè)IP地址，就可以一直不掉線。

IPv6的好處遠(yuǎn)不止這些，IPv6設(shè)計(jì)之初就是要解決IPv4存在的很多痛點(diǎn)問題，同時(shí)滿足未來各種新的應(yīng)用發(fā)展，所以IPv6可不只是要解決地址短缺問題那么簡(jiǎn)單，掌握到這些差異，才能更好地理解IPv6為何要這樣設(shè)計(jì)。對(duì)于IPv6報(bào)文頭，其包含的每個(gè)字段和選項(xiàng)如此設(shè)計(jì)會(huì)有深入理解。