说起IPv6，很多人可能还感觉很遥远。其实，IPv6已经悄悄来到我们身旁。当你打开各大购物App，会发现启动页的下方都会写这一行小字「XXX已支持IPv6网络」？当你在家上网，是否留心过使用的是IPv4还是IPv6地址？

那么，IPv6究竟可以带给我们什么？在IPv6发展的浪潮下，我们应该储备哪些知识才不会被out，优雅地去拥抱IPv6呢？带着这些疑问， @华为ICT学堂 来一一解答——

首先，我们就要认识IPv6地址。

不同于我们所熟悉的IPv4，IPv6地址要复杂许多。

如上图，IPv4的地址格式是由「.」隔开的十进制数，我们称之为「点分十进制」；而对于IPv6，则是由冒号隔开的十六进制，我们可以称之为「冒分十六进制」。这样的冒号，一共有7个，将完整的IPv6地址分成八段。比如：

以第一段为例，此处的「2001」并不是十进制的「2001」，而是十六进制的。把「2001」转换成二进制，「2」为0010，「0」为0000，「1」为0001，这样「2001」就会转换成00100000 0000 0001，即长度为16位的二进制数。这样的段数一共有8段，所以我们常说的128位的IPv6地址，是8*16=128得出来的。

那么，128位的IPv6地址，和32位的IPv4地址，在地址总数上是怎样的差别呢？

可以看出，IPv6具有非常庞大的地址空间，「秒杀」IPv4。我们常说的地球上每一粒沙子都可以被分配到一个IPv6地址，并没有夸大。

但是，128位的IPv6地址，长度一下变成了IPv4地址的4倍，带来的问题就是书写麻烦，容易出错，是否有简单点的书写方法呢？答案是肯定的，举个例子：

这个地址，如果老老实实把每一段都写完整，我们称之为“首选格式”。实际上，每段开头的「0」是可以省略的，即：

另外，如果出现连续的多段「0」，则可以用「：：」来表示，即：

这样的格式，称之为「压缩格式」。需要注意，「：：」只能出现一次，不然会有歧义。怎么样，如此来看是否简单了许多？

然后，如何在家使用IPv6地址上网呢？

先来看看家用终端上网的结构图：

PC上网的大体流程是，首先PC或者家庭网关（即图中CPE，可以看成是光猫）拨号（家庭网关拨号居多），经过运营商的接入网后，到达城域网边缘设备BRAS（宽带远程接入服务器），BRAS对用户拨号请求进行处理，对用户账号进行认证，并在认证成功后为用户分配IP地址，开始计费。

简化一下，就是下图中的CPE家庭网关拨号，BRAS处理并分配地址给CPE，CPE收到后再给终端PC分配地址。如果运营商只给用户分配IPv4地址，那么这样的用户就称之为单栈（即IPv4单协议栈）用户，如果同时分配IPv4和IPv6地址，那么就称之为IPv4/IPv6双栈用户。

显而易见，如果是双栈用户，CPE是必然需要升级支持IPv6的。

好了，假设现在我们即拿到了IPv4地址，又拿到了IPv6地址，如何知道我们是哪个地址去访问网站的呢？这个问题和我们使用的PC操作系统以及DNS解析流程有关。

DNS服务器存储着域名和IP地址的对应关系。

如上图，如果域名对应的是IPv4地址，称之为A记录；如果域名对应的是IPv6地址，则称之为AAAA记录。再看下图，当PC发起http://www.a4.com的A记录解析时，DNS服务器返回IPv4地址，发起AAAA记录解析时，返回的是none，说明该网站还不支持IPv6。同理，PC发起http://www.a6.com的访问请求时，只能解析到IPv6地址，说明该网站只支持IPv6访问，不支持IPv4（当然现阶段基本不会有这种情况产生）。

以WIN7操作系统为例，WIN7操作系统会优先使用IPv4地址，同时发出A/AAAA请求。查询成功即开始访问请求，若无法成功查询到A或者AAAA请求，会使用IPv6地址发起A/AAAA查询。另外，WIN7操作系统若A/AAAA均能解析到相应地址，则优先使用IPv6地址发起访问网站请求。若只有A请求解析到相应地址，则使用IPv4地址发起访问网站请求。

总结一下，对于宽带上网场景，要能够访问IPv6网站，首先运营商内部要对设备、平台系统改造升级，在后台将用户设置为双栈用户，规划好IPv6地址池供分配使用，同时，我们家里的PC和家庭网关要支持IPv6拨号。另外，还需要我们访问的网站能够支持IPv6，有DNS的AAAA记录，这些都是必不可少的。

总而言之，要使用IPv6地址访问IPv6网站，云、管、端都必须支持，即业务网站、运营商网络、终端都必须升级支持IPv6。

讲了这么多，IPv6可以带来什么好处呢？

我们首先能想到的，就是IPv6解决了IPv4地址不足的问题。

我们首先能想到的，就是IPv6解决了IPv4地址不足的问题。IPv4的43亿地址空间，已经严重制约了业务的开展及访问质量，而IPv6海量的地址空间，能够完美解决这个问题。爆料一下，现在运营商的地址分配策略，是每用户分配一个/64位（甚至更大）的IPv6前缀段，也就是说，对于一个用户，就可以拿到264以上的地址空间，换言之，一个用户拿到的IPv6地址，比整个IPv4的地址空间（232）还要多的多！怎么样，IPv6是不是「有钱任性」呢？ 第二，IPv6可以带来更快的访问速度。现阶段，由于IPv6整个生态链还没有完全成熟，部分终端或者网站还没有进行IPv6改造，我们依然使用IPv4，感知不到IPv6带来的变化。但是可以预见，在IPv6大规模铺展开来后，我们就能摆脱「IPv4私网地址+NAT转换」的上网模式，由原来的多次NAT，转换为端到端IPv6互访，省去了NAT的过程，路由器的处理负担就减少了，相应的，我们打开网页、访问应用的速度也就加快了。 除此以外，IPv6带来的优势还有很多，只是对于我们普通用户来说，感知没有那么明显罢了。比如IPv6更方便运营商进行地址规划和地址汇总，方便路由聚合；IPv6天然结合IPsec，可以提供更好的安全性；IPv6简化了报文头，提升了路由器处理效率；IPv6支持即插即用，应用更加快捷方便；IPv6新增了流标签字段，提供更优的服务质量……

这些虽然我们现在感知不到，但在未来将会一一体现。

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