一文懂：IPv6到底是啥？为什么我们特别需要发展IPv6

对一个连IP地址都不知为何物的“小白”来说，IPv6到底是什么？

IPv6究竟好在哪里？为什么一定要用IPv6。

先做个简单科普：

在计算机诞生之初，大部分计算机之间是互不兼容的。

也就是说，在一台电脑上完成的工作，很难拿到另一台电脑上去用；想让两台硬件和软件都不一样的电脑互相之间传个文件发个消息什么的，也存在很多困难。

于是，科学家们提出这样一个理念：“所有电脑生来都是平等的。”为了让这些“生来平等”的电脑能够“沟通交流”，并实现“资源共享”，就得在这些系统的标准之上，建立一种大家都必须共同遵守的规则。

这就好比两个人要正常沟通就必须使用共同的语言一样。一个只懂英语的人，和一个只懂中文的人由于没有共同的语言（规则）就没办法沟通。

同理，两台电脑之间进行通讯所共同遵守的规则，就是网络协议。就是你常听到的TCP/IP协议。

只有规范好协议了，我们之家才能友好通话。

所以，IPv6里面的IP就是上面的IP协议，V6指的是第6代的意思。

所以说，我们现在正在用的IPv4是第四代，但是现在我们就要升级到第6代了，既IPv6，

原来，在互联网上连接的所有计算机，从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个唯一的网络地址（IP）。

就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样，才不至于在传输资料时出现混乱。

互联网的网络地址是指连入互联网网络的计算机的地址编号，互联网是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机，靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址，这个地址就叫做IP（Internet Protocol的简写）地址，即用Internet协议语言表示的地址。

IPv4的地址是一个32位的二进制地址，就是一个32位的0/1序列，比如1100000000000000000000000000011。

不过这样表示的话也太长了，为了方便人类记录和阅读，我们通常将32位0/1分成4段8位序列，并用10进位来表示每一段(这样，一段的范围就是0到255)，段与段之间以.分隔。比如上面的地址可以表示成为192.0.0.3，这种书写方法叫做点数表示法。（是不是很熟悉，很多网址的另一个输入法就是这样的）

讲到这里我们就可以拿笔算一下了，由于IPv4协议的地址为32位，所以它可以提供的地址数为：

2^32-1个（大约43亿个）

但并不是所有的地址都会被分配，一些地址被预留，用于广播、测试、私有网络使用等。这些地址被称为专用地址(special-useaddress)。所以真正可供分配的地址也就大约40亿个。

与之相比，目前世界总人口数已达75亿了，就算地球人每人只给一个IP地址，IPv4地址也远远不够，何况在物联网时代来临时，每人拥有的智能设备可不止一个（手环、可穿戴设备、智能家居等）......

而更令人憋屈的是，因为IPv4的核心技术源于美国，因此北美现在占有3/4的IP地址，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个。没有IP地址，互联网怎么发展？

很明显，我们需要更多的IP地址，以满足爆炸式增长的互联网设备对IP地址的需求！于是，IPv6应运而生！

较之IPv4使用的32位地址，IPv6使用128位地址，按照上文的计算方法，我们可以计算出IPv6能够提供的地址数为：

2^128-1个（大约340万亿个）

340万亿是什么概念？即使地球上每个人都有几十个联网设备，分配的话也绰绰有余。难怪会说，IPv6要给地球上的每一粒沙子都分配一个IP地址！

总结一下，与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势，简单说就是，多快好省

IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，其地址空间增加了2^128-2^32个。

IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。

IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的控制（Flow Control），这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网络平台。

IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理更加方便和快捷。

IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性。极大的增强了网络的安全性。

允许扩充。如果新的技术或应用需要时，IPV6允许协议进行扩充。

更好的头部格式。IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，如果需要，可将选项插入到基本头部与上层数据之间。这就简化和加速了路由选择过程，因为大多数的选项不需要由路由选择。

新的选项。IPV6有一些新的选项来实现附加的功能。

当然，上面这些都不用记，作为普通人，我们只需要知道：IP地址数量多了，可以不通过NAT上网了，由此带来的便利是每个人都能有自己独立的IP了，可以实现网络实名制下的互联网身份证/VIeID了，可以搭建网站了等等......