解决IP地址耗尽问题的措施主要有以下三种

• 采用无类别编址CIDR，使IP地址的分配更加合理
• 采用网络地址转换NAT方法以节省全球IP地址
• 采用具有更大地址空间的新版本的IPv6

其中前两种方法仅仅是延长了IPv4地址分配结束的时间，而只有第三种方法从根本上解决了IP地址耗尽的问题

一：IPv6数据报格式

（1）IPv4首部和IPv6首部

IPv4首部和IPv6首部区别如下，主要体现在

• 取消了首部校验和字段：因为在数据链路层和传输层都会校验，因此IPv6直接取消了IP 的校验
• 取消了分片/重新组装相关字段：分片与重组是耗时的过程，IPv6 不允许在中间路由器进行分片与重组，这种操作只能在源与目标主机，这将大大提高了路由器转发的速度
• 取消选项字段：选项字段不再是标准IP首部的一部分了，但它并没有消失，而是可能出现在IPv6首部中的【下一个首部】指出的位置上。删除该选项字段使的IPv6的首部成为固定长度的40字节

（2）IPv6数据报格式

IPv6数据报格式如下

• 版本：指IP的版本，IPv6
• 优先级：区分数据报的类别和优先级
• 流标签：“流"是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报。所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标签
• 有效载荷长度：指明有效载荷的长度（扩展首部+数据）
• 下一个首部：标识下一个扩展首部或上层协议首部
• 跳数限制：相当于IPv4中的生存时间（TTL）
• 源地址和目的地址：相比于IPv4的32位做出了非常大的扩充，大到地球上的每一个沙粒都可以分到一个IP地址

二：IPv6和IPv4的区别

IPv6和IPv4的区别主要体现在以下几个方面

• IPv6将地址从32位(4B)扩大到128位(16B)，更大的地址空间
• IPv6将IPv4的校验和字段彻底移除，以减少每跳的处理时间
• IPv6将IPv4的可选字段移出首部，变成了扩展首部，成为灵活的首部格式，路由器通常不对扩展首部进行检查，大大提高了路由器的处理效率
• IPv6支持即插即用( 即自动配置)，不需要DHCP协议
• IPv6首部长度必须是8B的整数倍，IPv4 首部是4B的整数倍
• IPv6只能在主机处分片，IPv4可以在路由器和主机处分片
• ICMPv6:附加报文类型“分组过大”
• IPv6支持资源的预分配，支持实时视像等要求，保证一定的带宽和时延的应用。
• IPv6取消了协议字段，改成下一个首部字段
• IPv6取消了总长度字段，改用有效载荷长度字段
• IPv6取消了服务类型字段

三：IPv6地址

（1）IPv6地址表示方法

IPv6 地址长度是 128 位，是以每 16 位作为一组，每组用冒号：隔开、如下

如果出现连续的 0 时还可以将这些 0 省略，并用两个冒号：：隔开。但是，一个 IP 地址中只允许出现一次两个连续的冒号

（2）IPv6基本地址类型

IPv6数据报的目的地址可以是以下三种基本类型地址之一

• 单播：传统的点对点通信
• 多播：一点对多点的通信，分组被交付到一组计算机的每台计算机
• 任播：这是IPv6增加的一种类型。任播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一台计算机，通常是距离最近的一台计算机

四：IPv6向IPv4过渡的策略

IPv4和IPv6是不能相互兼容，想要全面普及IPv6不但要我们电脑、手机之类的设备支持，还需要网络运营商对现有的设备进行升级。IPv6向IPv4过渡的策略主要有两类

• 双栈协议：双协议栈技术就是指在一台设备上同时启用IPv4协议栈和IPv6协议栈。这样的话，这台设备既能和IPv4网络通信，又能和IPv6网络通信。如果这台设备是一个路由器，那么这台路由器的不同接口上，分别配置了IPv4地址和IPv6地址，并很可能分别连接了IPv4网络和IPv6网络。如果这台设备是一个计算机，那么它将同时拥有IPv4地址和IPv6地址，并具备同时处理这两个协议地址的功能

• 隧道协议：通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据( 或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将其它协议的数据帧或包重新封装然后通过隧道发送