IPv6为下一代的IP技术规范，它已经不同于IPv4。一些新的技术被提了出来。IPv6现在处在一个什么样的阶段？IPv6又能给我们带来多少的好处？我要如何实现一个家庭IPv6的网络？
IPv6概述
IPv6可以给每一个设备全球唯一的一个地址。如果防火墙规则允许，无论在哪里都可以访问到每一台设备。
ipv6由原来的32位扩展到了128位。即从8位*4组扩充到了16位*8组。ipv6由原来ipv4的10进制表示法改变成了16进制表示法。
ipv6有三种表示法
一：冒分十六进制
X:X:X:X:X:X:X:X
二：0位压缩表示法
FF01:0:0:0:0:0:0:1=FF01::1
0:0:0:0:0:0:0:1=::1
0:0:0:0:0:0:0:0=::
三：内嵌ipv4表示法
X:X:X:X:X:X:d.d.d.d
::192.168.0.1
::FFFF:192.168.0.1
ipv6地址的分类：
单播地址：
::/128 -> 未指定地址
::1/128 -> loop地址，相当于127.0.0.1
FE80::/10 -> 链路本地地址，相当于192.168.0.0/16
FC00::/7 ->唯一本地地址。
FD00::/8 ->
FC00::/8 -> 不常用。
FEC0::/10 -> 已经弃用。站点本地地址。
FF00::/8 -> 组播地址
一、全球单播地址：等同于IPv4中的公网地址，可以在IPv6 Internet上进行全局路由和访问。前三个bit是001。
二、本地单播地址： 链路本地地址和唯一本地地址都属于本地单播地址，也就是IPV4地址中局域网专用地址。每个接口上至少要有一个链路本地单播地址，另外还可分配任何类型（单播、任播和组播）或范围的IPv6地址。
(1)链路本地地址（FE80::/10）：仅用于单个链路（链路层不能跨VLAN），不能在不同子网中路由。结点使用链路本地地址与同一个链路上的相邻结点进行通信。 相当于IPv4里面的169.254.0.0/16地址。前10个bit是1111 1110 10，由于最后是64bit的interface ID，所以它的前缀总是fe80::/64。
(2)唯一本地地址（FC00::/7）：唯一本地地址是本地全局的，它应用于本地通信，但不通过Internet路由，将其范围限制为组织的边界。
(3)站点本地地址（FEC0::/10，新标准中已被唯一本地地址代替）
三、兼容性地址：在IPv6的转换机制中还包括了一种通过IPv4路由接口以隧道方式动态传递IPv6包的技术。这样的IPv6结点会被分配一个在低32位中带有全球IPv4单播地址的IPv6全局单播地址。
已经废弃。
四、特殊地址：
未指定地址（0:0:0:0:0:0:0:0或::）仅用于表示某个地址不存在。它等价于IPv4未指定地址0.0.0.0。未指定地址通常被用做尝试验证暂定地址唯一性数据包的源地址，并且永远不会指派给某个接口或被用做目标地址。
环回地址（0:0:0:0:0:0:0:1或::1）用于标识环回接口，允许节点将数据包发送给自己。它等价于IPv4环回地址127.0.0.1。发送到环回地址的数据包永远不会发送给某个链接，也永远不会通过IPv6路由器转发。
ULA
唯一的本地IPv6单播地址（ULA，Unique Local IPv6 Unicast Address）在RFC4193中标准化了一种用来在本地通信中取代单播站点本地地址的地址。ULA拥有固定前缀FD00::/8，后面跟一个被称为全局ID的40bit随机标识符。
多播IPv6地址（Multicast IPv6 Addresses）
前8个bit为1111 1111， 其中FF01::到FF0F::的多播地址是保留专用地址：
- FF01::1 节点本地范围所有节点多播地址
- FF02::1 链路本地范围所有节点多播地址
- FF01::2 节点本地范围所有路由器多播地址
- FF02::2 链路本地范围所有路由器多播地址
- FF05::2 站点本地范围所有路由器多播地址
子网
ipv4是通过子网掩码来区分子网的。而IPv6则直接把前64位做为子网。前48 位为全局地址前缀。接下来的 16 位为子网 ID 字段。后64位为主机ID。
对于全局地址，Internet 编号分配机构 (IANA) 或 ISP 会分配一个前 48 位均为固定位的 IPv6 地址前缀。
地址前缀即相当于原ipv4的子网掩码。
IPv6的地址作用范围
Global，组织内，link，host
Global：全球唯一，以bit001开头。
link内的：链路内，不会被路由器转发。以FE80开头。
host：特指::1
广播地址：以FF开头。
ipv6有两种配置方式：
方式一：主机自动计算。这不同于ipv4的地址分配方式。
方式二：dhcpv6分发，和ipv4类似。
DHCPv6客户端，用于动态获取IPv6地址、IPv6前缀或其他网络配置参数；
DHCPv6服务器，负责为DHCPv6客户端分配IPv6地址、IPv6前缀和其他配置参数；
DHCPv6中继，它是一个转发设备。
ipv6 routed prefix：即传统的子网掩码。
Router Advertisement：做为路由器的一个职责。用于自动配置IPV6地址。
NDP-Proxy：邻居发现协议。
DHCPv6-Mode：stateless，stateful
连接特定的DNS后缀
两个IPV6地址
临时IPV6地址
本地链接IPv6地址：scope为link的地址。
scope：host，link，global
Proxy Neighbour Discovery Protocol（邻居发现协议） ：为ARP的替代协议。
IPv6的特点：
IPv6设计之初就把地址从用户拥有改成运营商拥有。 ICMPv6新增加的邻居发现功能代替了ARP协议的功能，所以在IPv6体系结构中已经没有ARP协议了。
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。
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实现了IP级的安全。
过渡技术：
双协议栈、隧道技术以及网络地址转换。
ISATAP：网络地址转换。可以使ipv6安全的通过ipv4网络。
在IPV4隧道中传递IPV6: 6rd, 6to4, 6in4.
在IPV6隧道中传递IPV4 : ds-lite。
IPv4的遇到的问题
NAT：网络地址转换。由于IPv4的个数有限，并不能保证每一台独立上网的公共ip。而产生的技术，即地址转换。
double NAT：经过两次甚至三次的地址转化。
ARP：在IPv6里被网上邻居发现协议替换。
家用路由器IPv6的设置：
光猫：中国电信提供的光纤接入设备。
网关：上外网。
路由器：路由连通到不同的网络。
NAT：
透传：把内网暴露到外网。
IPv6的dhcpv6的relay模式：如果使用了中国电信的光猫。并且开通的IPv6和dhcpv6。则后接的第二台路由器ipv4使用原有模式。而IPv6因为没有了NAT，则必须使用relay模式。即把ip的分配置交给了光猫。
IPv6的子网划分，子网掩码即为网络前缀。与 IPv4 不同的是，无法使用可变长度子网划分来创建不同大小的子网，因为所有 IPv6 子网都使用 64 位网络 ID 和 64 位接口 ID。
边界网关协议：在边界网关协议里规定了哪些ip会被路由。那些不会被路由。
IPv6的前景：
总体来说，全球IPv6技术的发展不断进行着，并且随着IPv4消耗殆尽，许多国家已经意识到了IPv6技术所带来的优势，推动了IPv6下一代互联网全面部署和大规模商用。
随着IPv6的各项技术日趋完美，IPv6成本过高，发展缓慢，支持度不够等问题将很快淡出人们的视野。
学习IPv6设备：
为aws打开IPv6：
1 为VPC添加IPv6 CIDR。
2 为subnet添加IPv6 CIDR。并打开允许自动获得IPv6地址。
3 检查security group是否打开了IPv6的端口。
4 检查实例的网络-》IP adress management -》 为实例分配IPv6 address.
5 为VPC添加IPv6的路由规则。
命令：
ping -6 ipv6.baidu.com
nslookup baidu.com 222.222.202.202
FAQ：
1 PPPoe
调制解调器的拨号上网，使用的是PPP协议，即Point to Point Protocol，点到点协议，该协议具有用户认证及通知IP地址的功能。PPP over Ethernet(PPPoE)协议，是在以太网络中转播PPP帧信息的技术，尤其适用于ADSL等方式。
2 IPoe
基于上网用户的物理位置（通过唯一的VLAN ID/PVC ID标示）对用户进行认证和计费，用户上网时无需输入用户名和密码。
参考：
- https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/vpc/latest/userguide/vpc-migrate-ipv6.html
