1.3 IPv6 用来做什么？

　　我们已经看到，IPv6 可以简化一些功能，比如全球地址寻址、主机地址的自动配置等。由于 IPv6 提供的地址总数能满足我们今后几百年甚至上千年的需求，我们可以为所能想到的几乎所有物体都分配一个全球唯一的 IPv6 地址。这也是因特网规范的初衷 —— 每一个 IP 设备间都可以相互通信。这种端对端的通信允许整个因特网或者任何 IP 设备都可以双向通信，这将促进产生新的应用，新的存储、发送、接收和访问信息的方法。

　　在本书的内容中，我们可以思考世界上的 IPv6 传感器如何采集、发送以及被其它地方访问，从而如何创建一个可以测量、存储和处理世界上所有物体的全球网。

　　巨大数量的地址触发了一个新的被叫做无状态地址自动配置（stateless address autoconfiguration，SLAAC）的机制。SLAAC 在 IPv4 中是不存在的。配置 IPv6 接口地址有如下几种方式：

• 静态配置：你可以自己决定分给你的 IP 设备的地址，并通过网页、命令行等接口进行配置。一般情况下，为了将报文从网络中发送出去，你还需要配置一些其它的网络参数，比如网关等。
• DHCPv6（Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6[RFC3315]）：这与 IPv4 中的 DHCP 是相似的。你需要去配置一个专用服务器，该服务器与设备经过协商后，为设备分配一个 IP 地址。因为 DHCPv6 服务器维护了一个已分配地址的状态，所以 DHCPv6 也被叫做有状态地址自动配置(stateful address autoconfiguration),。
• SLAAC：无状态地址自动配置 [RFC4862] 是 IPv6 中引入的新机制，它允许连接到网络中的路由器自动配置网络中的所有参数。

　　SLAAC 的优点是简化了“哑”设备的配置，比如传感器、相机或者其他任何低处理能力的设备。你不需要在 IP 设备上使用任何接口做任何配置，即"插入就连上了网"。由于不需要附加的设备/服务，你可以使用相同的路由器去配置 IP 设备，这也简化了基于IPv6 网络的网络基础设施。我们不会深入研究，但是你需要知道，一个局域网（Local Area Network,LAN）通过路由器连接到因特网，这个路由器通过 RA（Router Advertisement）消息发送主机需要的所有配置信息。路由器周期地发送 RA，但是当主机的接口被连接到因特网时，为了加快对主机处理，主机可以发送 RS（Router Solicitation）消息。路由器接收到 RS 消息时会立即发送 RA。

　　下图描述了在连接到局域网中的主机和连接到因特网的 IPv6 目的地之间的报文交换流程：

1）路由器 R1 周期性地发送 RA，以连接局域网中的主机。

2）R1 和主机在局域网的接口都有一个链路本地地址，当接口准备就绪后，该地址会被自动配置。我们主机的链路本地地址由两部分组成：左边的 64 位链路本地前缀fe80::/64，右边的本地生成的 64 位接口标识符（IID） :3432:7ff1:c001:c2a1。这个链路本地地址可用于在局域网内交换数据，但是不能用于将数据发送报文局域网外面。

3）如果要将报文发送到其它网络，主机需要满足两个基本的条件：一个全球 IPv6 地址和网关地址（即需要一个路由器选择网络外部的路由）。

4）尽管 R1 在周期地发送 RA 消息（周期一般是几秒），但是当主机连接并配置链路本地地址后，主机会向 R1 发送 RS 消息。当 R1 接收到 RS 后，会立即做出 RA 响应。RA 响应包括如下两部分：

　　A.准备一个用于 SLAAC 的64位全球前缀。主机接收到前缀后，加到它本地产生的 IID 上面，这样就在主机上形成了一个全球 IPv6 地址并且可以与 IPv6 因特网通信。

　　B.隐式地包含R1 的链路本地地址。之所以说是隐式包含，是因为 R1 发送的数据报文的源地址就是 R1 的链路本地地址。我们的主机可以使用这个地址去配置默认网关。

5）一旦完成该网关和全球 IPv6 地址配置后，主机就可以接收、发送消息了。在上图中，本地主机有一些数据(Tx Data)需要发送到因特网中的一个主机，本地的主机就用自动配置的源地址、接收主机的目标地址、需要发送的数据构成一个报文，然后通过它的网关（即 R1 的链路本地地址）发送。目标主机就可能会传回一些数据(Rx Data)作为应答。