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- IPV4地址空间不足（CIDR和NAT缓解）、可扩展性有限（CIDR缓解）、安全性挑战（补丁缓解）
- 支持几乎无限大的地址空间（128位、分层）
- 简化首部格式（选项从顺序结构变为链式结构）
- 支持网络层认证和加密（身份认证和保密功能）
- 更高质量服务（流标签支持资源预分配）
- 真正即插即用（无需DHCP）
- 可移动性主机不更改地址实现异地漫游（移动IP）
- 报头（固定40字节） + 扩展报头 + 数据报头
- 报头：6个固定字段+2个地址字段
- IPV4缺点：分段处理复杂；首部校验和浪费；报头长度不固定（必须处理选项）；搜索方式处理选项
- 0或多个扩展首部：多数数据包无需额外信息，只有特定路由才需要处理扩展首部
- 扩展首部通过前一首部的NEXT HEADER字段来确认
- 允许通过逐跳选项扩展首部和目的地选项扩展首部来建立新选项。
- 不支持选项类型时丢弃首部并报错返回
- 有效负荷/净负荷：扩展首部+数据
- 选址模式与IPV4基本相同
- 与特定网络接口而非特定计算机关联
- 单接口可配置多个同类或不同类地址，但单播地址只能关联一个网络接口（唯一标识节点，与IPV4相同）
- 地址存在范围：Global/Site Local/Link Local。后两者无需验证目的地址是否与自己在同一网段
- 地址存在生存期（因为可以自动配置）
- 冒号十六进制记法，双冒号代表全0序列
- 三种基本分组类型地址：单播、组播、任播（交付给一组计算机的其中一个，只能作为目的地址）
- 任播在IPV4中也有技术存在，如DNS或镜像服务
- 全球路由选择前缀48bit + 子网标识符16bit + 接口标识符64bit
- 接口标识符由MAC地址映射得到
- 地址自动配置得到IPV6地址和网关地址
- 支持有状态地址自动配置（启动协议BOOTP，动态主机配置协议DHCP）/无状态地址自动配置（由MAC地址结合前缀验证地址唯一性）
- 手工地址配置也需要重复检查
- 重复地址检测
- 相当于ARP，连续发送多次邻居请求
- 规定时间内无邻居宣告则通过
- 实现了IPV4中的地址解析协议ARP、控制报文协议ICMP的路由器发现部分（前缀获取）及重定向协议（路由器间指明更优路由）
- IPV4中IP层到链路层地址解析基于链路层广播机制，IPV6中基于IP层的多播机制，减少受影响结点数
- 实现了探测彼此存在；解析链路层地址；发现默认路由器及本地前缀；维护邻居节点可达性信息；路由重定向
- 消息类型包括路由器请求、路由器通过、邻居请求（ARP，双向）、邻居通告（双向）、路由重定向
- 基本原则是主机正确工作，缓存IP、路由、MAC等最小信息集合，每个条目都有生存期
- 邻居缓存：邻居节点（本地IP和本地MAC的ARP缓存）
- 目的缓存：近期访问过的节点地址（远程IP和本地MAC（邻居缓存指针））
- 前缀列表：在线前缀，根据路由器宣告创建
- 默认路由器列表：（本地IP和邻居缓存指针）
- 决策信息：目的缓存、前缀链表、默认路由（不指向邻居时ARP解析）
- 源站完成分片
- 采用保证的最小MTU或先采用路径最大传送单元发现确定最小MTU
- 定义分段扩展首部实现分片功能
- 通过ICMPv6选择更精确的路径MTU
- 双协议栈
- 主机和路由器在同一网络接口上运行IPV4和IPV6栈
- 需要进行固定规则的头部转换
- 隧道技术
- IPV6数据报进入IPV4网络时封装为IPV4数据报，离开时还原给IPV6协议栈
- 网络地址转换、协议转换技术NAT-PT
- 针对中间设备
- NAT地址翻译机制和无状态IP/ICMP翻译器的v6/v4协议翻译机制的结合
- 用于纯IPV4和IPV6节点间通信，IP包路由对端节点透明
- NAT：v6-v4地址动态翻译，地址转换
- PT：v6-v4协议翻译，格式转换
- ALG（应用层网关）：v6-v4应用程序翻译（如DNS-ALG），语义转换
- 场景更符合实际需求，难度大且可扩展性不好