转自/chixi123/article/details/84899721 侵删
1、IPv6的基本概念
众所周知，32位的IPv4地址已经耗竭，IPv6采用128位的地址长度拥有更大的地址空间。首先我们先来认识一下IPv6到底长成什么样子。
初识IPv6
上图是我们熟悉的ping版本ICMPv6。可以看到，IPv6数据报文和IPv4有很大差别：
1、数据链路层（L2）的type字段标识为0x86dd，表示承载的上层协议是IPv6，IPv4对比：type字段为0x0800
2、IPv6的头部字段，和IPv4差别巨大（可以猜测到，IPv6和IPv4无法兼容）IPv6报文头部格式如下：
IPv6报文头部更精简了，字段更少了，对比起IPv4，有以下几个地方值得注意：
一、IPv6报文头部是定长（固定为40字节），IPv4报文头部是变长的。这个意味着，写代码处理IPv6数据报文的效率会提高很多：）
二、IPv6中Hop Limit字段含义类似IPv4的TTL。
三、IPv6中的Traffic Class字段含义类似IPv4中的TOS（Type Of Service）
四、IPv6的报文头部取消了校验和字段。取消这个字段也是对IPv4协议的一个改进。当IPv4报文在网路间传输，每经过一个路由器转发就是修改TTL字段，就需要重新计算校验和，而由于数据链路层L2和传输层L4的校验已经足够强壮，因此IPv6取消这个字段会提高路由器的转发效率。值得一提的是，在IPv6协议下，传输层L4协议UDP、TCP是强制需要进行校验和的（IPv4是可选的）。
五、IPv6报文头部中的Next Header字段表示“承载上一层的协议类型”或者“扩展头部类型”。这里的含义与IPv4有很大的差别，需要加以解释：
当IPv6数据报文承载的是上层协议ICMPv6、TCP、UDP等的时候，Next Header的值分别为58、6、17，这个时候和IPv4报文头部中的Protocol字段很类似。
当不是以上3种协议类型的时候，IPv6报文头部紧接的是扩展头部。扩展头部是IPv6引入的一个新的概念，每个IPv6的数据报文可以承载0个或多个扩展头部，扩展头部通过链表的形式组织起来。当IPv6数据报文承载着扩展头部的时候，Next Header的数值为扩展头部的类型值。
为什么要引入扩展头部这个概念，这里也是IPv6对IPv4改进的一个方面，用扩展头部取代了IPv4的可选项信息，精简了IPv6的头部，增强了IPv6的扩展性。有同学会不会有疑问，IPv6的分片数据报文怎么处理？其实就是使用了IPv6扩展头部。我们来抓一个UDP分片报文来看看。
IPv6的语法地址
一个IPv6的地址使用冒号十六进制表示方法：128位的地址每16位分成一段，每个16位的段用十六进制表示并用冒号分隔开，例如：
一个普通公网IPv6地址：2001:0D12:0000:0000:02AA:0987:FE29:9871
IPv6地址支持压缩前导零的表示方法，例如上面的地址可以压缩表示为：
2001:D12:0:0:2AA:987:FE29:9871
为了进一步精简IPv6地址，当冒号十六进制格式中出现连续几段数值0的位段时，这些段可以压缩为双冒号的表示，例如上面的地址还可以进一步精简表示为：
2001:D12::2AA:987:FE29:9871
又例如IPv6的地址FF80:0:0:0:FF:3BA:891:67C2可以进一步精简表示为：
FE80::FF:3BA:891:67C2这里值得注意的是，双冒号只能出现一次。
IPv6地址的号段划分和前缀表示法
IPv6拥有128位巨大的地址空间，对于那么大的空间，也不是随意的划分，而是使用按照bit位进行号段划分
IPv6的地址结构如下图：
例如RFC4291中定义了n=48, m=16，也就是子网和接口ID与各占64位
IPv6支持子网前缀标识方法，类似于IPv4的无分类域间路由CIDR机制（注意：IPv6没有子网掩码mask的概念）。
首先看ipv4的地址：
ipv4地址一共32位，用点分十进制表示，每一个部分是8位。子网掩码有两种表示：
第一种：
ip: 192.168.1.3
mask:255.255.255.0
第二种：
ip:192.168.1.3 / 24
解读：
这两种表示的意义是一样的，第一种ip&mask得到子网，表示ip的前24位是网络位，后8位是主机位，也就是前24位相同的ip地址是同一个子网的。第二种只不过是直接用位数来表示子网，意义是ip 192.168.1.3的32位地址中的前24位表示网络位，后8位表示主机位，ip前24位相同，表示是同一个子网的。
再看ipv6的地址：
ipv6地址一共128位，用十六进制表示，中间用“:”隔开，每一部分是16位。子网掩码只有一种表示（ipv6已经不叫子网掩码，叫前缀，前缀表示网络位，现在为了和ipv4表示对比，姑且这么叫）：
ip->234e:0:4567::3d / 64
解读：
ipv6的地址，同一ip可以有多种表示形式，不过意义都是一样的，后面的前缀“64”表示128位中的前64位表示网络位，后面的64位表示主机位，只要ip的前64位一样，就说明子网一样，ipv6默认的前缀是64.
总结：
其实ipv4和ipv6的划分子网方式是一样的，都是用位表示，前n位为网络位，则说明ip只要前n位一样，则子网一样，ip的机制通了，涉及ip的问题也就好解决了。
原文链接：
/zhylei/article/details/7798661
使用“IPv6地址/前缀长度”表示方法，例如：
2001:C3:0:2C6A::/64表示一个子网
而2001:C3:0:2C6A:C9B4:FF12:48BC:1A22/64表示该子网下的一个节点地址。
可以看到，一个IPv6的地址有子网前缀+接口ID构成，子网前缀由地址分配和管理机构定义和分配，而接口ID可以由各操作系统实现生成，生成算法后面的章节会介绍。
IPv6的地址类型
1、单播：对应于IPv4的普通公网和私网地址
2、组播：对应于IPv4的组播（多播）地址
3、任播：IPv6新增的地址概念类型
IPv6没有广播地址，用组播地址实现广播的功能。实际上我们工作和生活最可能最多接触的就是单播地址，接下来本文重点会讲解单播地址的种类。
IPv6单播地址
IPv6单播地址有以下几种：
1、全球单播地址
前缀2000::/3，相当于IPv4的公网地址（IPv6的诞生根本上就是为了解决IPv4公网地址耗尽的问题）。这种地址在全球的路由器间可以路由。
2、链路本地地址
前缀FE80::/10,顾明思议，此类地址用于同一链路上的节点间的通信，主要用于自动配置地址和邻居节点发现过程。Windows和Linux支持或开启IPv6后，默认会给网卡接口自动配置一个链路本地地址。
值得说的是，每个接口必须至少有一个链路本地地址；每个接口可以配置1个以上的单播地址，例如一个接口可以配置一个链路本地地址，同时也可以配置一个全球单播地址。
3、唯一本地地址（IPv6同样需要有私网地址，为什么？）
前缀FC00::/7，相当于IPv4的私网地址（10.0.0.0、172.16.0.0、192.168.0.0），在RFC4193中新定义的一种解决私网需求的单播地址类型，用来代替废弃使用的站点本地地址。
可能看到这里，有同学会跳出来说：IPv6不是为了解决IPv4地址耗尽的问题吗，既然IPv6的地址空间那么大，可以为每一个网络节点分配公网IPv6的节点，那为什么IPv6还需要支持私网？这里需要谈谈对IPv6下私网支持的认识。
在IPv4中，利用NAT技术私网内的网络节点可以使用统一的公网出口访问互联网资源，大大节省了IPv4公网地址的消耗（IPv6推进缓慢的原因之一）。另一方面，由于默认情况下私网内节点与外界通信的发起是单向的，网络访问仅仅能从私网内发起，外部发起的请求会被统一网关或者防火墙阻隔掉，这样的网络架构很好的保护了私网内的节点安全性和私密性。如果给每一台办公电脑都配置了IPv6地址，安全性无法保证。
因此，在安全性和私密性的要求下，IPv6中同样需要支持私网，并且也需要支持NAT。在Linux内核3.7版本开始加入对IPv6 NAT的支持，实现的方式和IPv4下的差别不大。
4、站点本地地址
前缀FEC9::/48，以前是用来部署私网的，但RFC3879中已经不建议使用这类地址，建议使用唯一本地地址。大家知道有这么一回事就可以了。网上还有很多文章还提到这种地址，但是没有说明这种地址已经不再使用。
5、特殊地址：回环地址
0:0:0:0:0:0:0:1或::1，等同于IPv4的127.0.0.1
6、过渡地址：内嵌IPv4地址的IPv6地址
就是在IPv6的某一些十六进制段内嵌这IPv4的地址，例如IPv6地址中64:ff9b::10.10.10.10，此IPv6地址最后4个字节内嵌一个IPv4的地址，这类地址主要用于IPv6/IPv4的过渡技术中。一、IPv4兼容地址
0:0:0:0:0:0:w.x.y.z或::w.x.y.z（其中w.x.y.z是点分十进制的IPv4地址）。但在RFC4291中已经不推荐使用这类地址，大家知道有这么一回事就可以了。二、过渡地址：IPv4映射地址
0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z或::FFFF:w.x.y.z（其中w.x.y.z是点分十进制的IPv4地址），用于IPv6地址表示IPv4地址。主要用于某些场景下IPv6节点与IPv4节点通信，Linux内核对这类地址很好地支持，在后面编程和内核分析的章节会分析使用过程。三、过渡地址：特定过渡技术地址
6to4地址、ISATAP地址、Teredo地址主要用于对应的过渡技术的地址，在后面介绍过渡技术的时候会介绍。
IPv6接口ID生成算法
1、根据RFC4291定义，接口ID可以从EUI-64地址生成。
2、为了可以具备某种程度的匿名信，接口ID可以使用一个随机分配的，windows操作系统默认就是使用这种生成算法，Linux下也是默认开启这个算法。
3、使用状态化的自动配置技术分配，例如DHCPv6分配。
4、手工配置。
IPv6地址配置
IPv6一个比IPv4更厉害的方面，就是可以自动配置地址，甚至这个配置过程不需要DHCPv6（在IPv4中是DHCPv4）这样的地址配置协议。最典型的例子就是，只要开启了IPv6协议栈的操作系统，每个接口就能自动配置了链路本地地址，这个是和IPv4最重要的区别之一。
IPv6的地址配置有以下几种：
1、只要开启了IPv6协议栈，接口自动分配链路本地地址。
2、无状态自动配置地址（RFC2462），后面会有实验演示。
3、有状态自动配置地址，例如DHCPv6。
4、手动配置。
IPv6的域名解析
由于IPv6的地址扩展为128位，比IPv4的更难书写和记忆，因此IPv6下的DNS变得尤为重要。IPv6的的DNS资源记录类型为AAAA（又称作4A），用于解析指向IPv6地址的完全有效域名。下面是一个示例：http://Hostipv6. IN AAAA 2001:db8:1::1
IPv6下的域名解析可以认为是IPv4的扩展，详细可以查看RFC3596.
2、IPv6在Linux操作系统下的实现
Linux在很早之前就已经开始支持IPv6，目前我们接触最多的Linux内核版本都很好地支持IPv6，同时也是支持IPv4/IPv6双栈体系。在Linux操作系统中，IPv4是默认必须开启，IPv6是可选编译和配置开启。
例如在编译内核的时候，需要选择IPv6编译选项才支持IPv6
当开启支持IPv6的Linux的内核网络双栈的结构，如下图：
Linux内核中，IPv6协议栈与IPv4协议栈并行关系。IPv6和IPv4完全是两套不一样的代码实现。IPv6完整的协议栈逻辑模块包括：
1、网络层IPv6，核心逻辑：IPv6路由子系统
2、传输层TCP/UDP实现：TCPv6、UDPv6
3、控制报文协议ICMPv6，这里值得一提的是ICMPv6在IPv6协议中的地位十分重要。
ICMPv6不仅提供了与ICMPv4相同的服务诊断功能，例如报告数据包的错误和提供简单的echo服务，ICMPv6是IPv6中邻居发现协议的重要组成部分，用于管理链路上的点到点的通信。
4、邻居子系统的实现：邻居发现协议NDP（对应于IPv4里面的ARP协议）
5、其他高级实现（IPv6 NAT、IPv6隧道、iPv6 IPSec等）
3、IPv6的过渡技术介绍
IPv6的提出，最重要的目的就是解决公网IPv4耗尽的问题，而且IPv6协议的设计就考虑到了更加好的效率、安全、扩展等方面，可以那么说，IPv6是未来网络发展的大趋势。但为什么IPv6已经发展了十几年了，目前在我们的工作和生活中还是比较少接触和使用。这里的原因是非常的复杂，有技术上障碍，因为IPv6和IPv4是两个完全不兼容的协议（在极少数的特定场景可以实现兼容），如果要从支持IPv4升级到IPv6，无论是应用程序用客户端、服务器程序端、路由器等等，都要同时支持IPv6才能解决问题，这个的升级改造需要花费的成本是巨大的。而且，正是由于技术上的升级花费大量的人力物力，无论是运营商还是互联网服务商，一方面要重视用户的体验问题，这个肯定不能强制客户更新换代硬件设备和软件，另一方面也要维护自身的投资和利益，更愿意去选择利用现有技术降低IPv4地址耗尽带来的压力，例如NAT的广泛应用，就是IPv6推广使用的一个重要的“障碍”。
由上所述，IPv4升级到IPv6肯定不会是一蹴而就的，是需要经历一个十分漫长的过渡阶段（用我厂通用的术语说，就是IPv4升级IPv6这个灰度的时间非常长），要数十年的时间都不为过。现阶段，就出现了IPv4慢慢过渡到IPv6的技术（或者叫过渡时期的技术）。过渡技术要解决最重要的问题就是，如何利用现在大规模的IPv4网络进行IPv6的通信。
要解决上面的问题，这里主要介绍3种过渡技术：
1、双栈技术
2、隧道技术
3、转换技术（有一些文献叫做翻译技术）
双栈技术
这种技术其实很好理解，就是通信节点同时支持IPv4和IPv6双栈。例如在同一个交换机下面有2个Linux的节点，2个节点都是IPv4/IPv6双栈，节点间原来使用IPv4上的UDP协议通信传输，现在需要升级为IPv6上的UDP传输。由于2个节点都支持IPv6，那只要修改应用程序为IPv6的socket通信基本达到目的了。
上面的例子在局域网通信的改造是很容易的。但是在广域网，问题就变得十分复杂了。因为主要问题是在广域网上的2个节点间往往经过多个路由器，按照双栈技术的部署要求，之间的所有节点都要支持IPv4/IPv6双栈，并且都要配置了IPv4的公网IP才能正常工作，这里就无法解决IPv4公网地址匮乏的问题。因此，双栈技术一般不会直接部署到网络中，而是配合其他过渡技术一起使用，例如在隧道技术中，在隧道的边界路由器就是双栈的，其他参与通信的节点不要求是双栈的。
隧道技术
当前的网络是以IPv4为主，因此尽可能地充分利用IPv4网络进行IPv6通信是十分好的手段之一。隧道技术就是这样子的一种过渡技术。
隧道将IPv6的数据报文封装在IPv4的报文头部后面（IPv6的数据报文是IPv4的载荷部分），IPv6通信节点之间传输的IPv6数据包就可以穿越IPv4网络进行传输。隧道技术的一个很重要的优点是透明性，通过隧道进行通信的两个IPv6节点（或者节点上的应用程序）几乎感觉不到隧道的存在。
上图是一种典型的隧道技术：路由器-路由器隧道，两个IPv6网络中的主机通过隧道方式穿越了IPv4进行通信。其中C节点和D节点被称为边界路由器，边界路由器必须要支持IPv4-IPv6双栈。当IPv6网络1的主机A将IPv6数据包发给边界路由器C，C对IPv6数据包进行IPv4封装，然后在IPv4网络上进行传输，发送到边界路由器D，D收到IPv4的数据包后剥掉IPv4的包头，还原IPv6的数据包，发送到IPv6网络2的主机B。
根据隧道的出口入口的构成，隧道可以分为路由器-路由器，主机-路由器隧道、路由器-主机、主机-主机隧道等类型。
隧道的类型也分为手动配置类型和自动配置类型两种，手动配置是指点对点的隧道是手动加以配置，例如手动配置点对点隧道外层的IPv4地址才能建立起隧道；自动配置是指隧道的建立和卸载是动态的，一般会把隧道外层的IPv4地址内嵌到数据包的目的IPv6地址里面，在隧道路由器获取该IPv6地址时候取出内嵌IPv4地址从而使用该IPv4地址作为隧道的对端来建立隧道。
下面就介绍几种我们很可能会接触到的具体的隧道技术。
在介绍具体的隧道技术前，特别要说明一下，Linux内核原生支持一种叫做sit（Simple Internet Transition）隧道。这个隧道专门用于IPv6-in-IPv4的数据封装解封和传输，应用十分之广泛，现在很多主流的IPv6隧道技术都能基于sit隧道实现。关于sit隧道的技术实现，可以查阅Linux内核源码 net/ipv6/sit.c 。1、6to4隧道
6to4是当前使用得比较广泛的一种自动配置隧道技术，这种技术采用特殊的IPv6地址，称为6to4地址，这种地址是以2002开头，接着后面的32位就是内嵌的隧道对端的IPv4地址。当边界路由器收到这类目的地址，取出IPv4地址建立隧道。
6to4隧道一般用在路由器-路由器、主机-路由器、路由器-主机场景，典型的应用场景是两个IPv6的站点内主机通过6to4隧道进行相互访问。
6to4隧道的一个限制是内嵌的IPv4地址必须是公网地址。6to4隧道实验
如下图，就是本次6to4实验中使用的隧道架构，该架构是典型的路由器-路由器隧道，隧道两侧的IPv6网络对隧道的存在无感知。
在Linux下的sit隧道可以自适应为6to4隧道
上图就是在路由器上配置sit隧道的命令，因为是使用6to4隧道，隧道的目的端点地址是从目的地址中获取，因此只需要配置本地端点即可。
配置完隧道后，使用客户端访问web服务，可以正常访问。
在web服务端抓取http报文，可以看到，web服务获取到就是一个普通的http请问报文。
在隧道内抓取http报文，可以看到里面的乾坤。这个不是一般的http报文，它比服务端抓取到的多了一层IPv4报文头部，是隧道的外出通信协议，隧道内层IPv6才是真正的数据。IPv4报文头部中的协议字段，不是我们熟悉的TCP(6)/UDP(17)协议，而是IPv6-in-IPv4专属的隧道协议类型。
可以看到，经过隧道的数据报文，在隧道两端的边界路由器分别完成了隧道协议的封包和解包，在真正获取到数据的节点看来，几乎不感知隧道的存在。
2、ISATAP隧道
ISATAP全称是站点内自动隧道寻址协议（Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol），用来为IPv4网络中的IPv6双栈节点可以跨越IPv4网络访问外部的IPv6节点。
ISATAP隧道一般用于主机-主机、主机-路由器的场景。ISATAP隧道实验
如下图就是本次实验使用的架构，是一种典型的主机-路由器场景。实验中需要在路由器2上部署radvd服务，用于客户端进行无状态自动配置地址。Linux下的ISATAP隧道也是可以使用sit隧道实现。
ISATAP主机-路由器隧道
Windows下配置ISATAP隧道
实验用的客户端使用windows 7，原生支持ISATAP隧道，如上图，需要进入netsh开启并且设置ISATAP的路由器地址（支持域名）。
当客户端设置完router后，隧道已经建立，客户端便发起了无状态自动配置流程，可以看到上面的截图路由器通过隧道将前缀信息下发给客户端，客户端完成无状态自动配置，获取到公网IP地址。
在windows 7上查看ISATAP接口，获取到公网地址。这个地址类型是ISATAP专用的地址结构，由64位全球单播路由前缀:200(0):5e5f:w.x.y.z组成(w.x.y.z是客户端的IPv4地址)。
使用ISATAP隧道访问web服务
如上图，使用ISATAP隧道访问web服务，在隧道内的数据抓包，可以看到和6to4的类似，这里就不再深入阐述。3、Teredo隧道
前面的隧道技术，主要是在IPv4的数据报文承载着IPv6的数据报文，这是一种特殊的数据包格式（IPV6-in-IPv4），不同于我们熟悉的TCP、UDP等传输层协议。而我们平常接触到的网络都存在于NAT架构中（例如我们的办公网络和家庭网络），在这种网络架构中，路由器仅对于TCP、UDP等传输层协议做NAT处理，而无法正确处理IPv6-in-IPv4这种报文，例如使用ISATAP隧道，IPv6双栈节点与ISATAP路由器之前如果存在NAT，ISATAP建立隧道失败；6to4隧道也会遇到同样的问题。
Teredo隧道是有微软公司主导的一项隧道技术，主要用于在NAT网络架构下建立穿越NAT的隧道。
Teredo隧道的核心思路，是将IPv6的数据封装成IPv4的UDP数据包，利用NAT对IPv4的UDP支持进行穿越NAT的传输，当UDP包到达隧道的另外一端后，再把IPv4的包头、UDP包头剥离，还原IPv6的数据包，再进行下一步的IPv6数据通信转发。Teredo节点会分配一个以2001::/32的前缀，而且地址中还包含Teredo的服务器、标志位和客户端外部映射模糊地址和端口号等信息。
Teredo的实现还会遇到NAT的类型不同而被限制的问题。NAT的类型有锥形NAT、受限制的NAT、对称NAT几种，Teredo只能在锥形NAT和受限制的NAT的环境下正常工作，而且在这两种NAT需要处理的逻辑又是不一样的。因此Teredo整体的实现会比较复杂。转换技术
隧道技术是比较好地解决了在很长期一段时间内还是IPv4网络是主流的情况下IPv6节点（或者双栈节点）间的通信问题。但是由于IPv4到IPv6的过渡是十分漫长的，因此也需要解决IPv6节点与IPv4节点通信的问题。协议转换技术可以用来解决这个问题。
协议转换技术根据协议在网络中位置的不同，分为网络层协议转换、传输层协议转换和应用层协议转换等。协议转换技术的核心思路就是在IPv4和IPv6通信节点之间部署中间层，将IPv4和IPv6相互映射转换。
我们非常熟悉的NAT也是一种典型的协议转换技术，是将私网IPv4地址映射转换为公网IPv4地址，这种转换技术又称为NAT44。而我们接着要重点介绍的名为NAT64/DNS64的协议转换技术。
NAT64/DNS64
提到NAT64/DNS64，相信做iOS客户端开发的同学一定非常熟悉。在中开始，苹果要求app必须支持IPv6网络。而苹果官方提供的过渡解决方案正是NAT64/DNS64。
以下是苹果提供的技术图：
NAT64/DNS64分为NAT64、DNS64两大方面，两者需要结合使用。
DNS64在RFC6147中明确定义，将IPv6的地址记录AAAA DNS查询消息转换为IPv4的地址记录查询。当IPv6节点发起DNS请求，NAT64/DNS64中间层同时发起A域名查询和AAAA域名查询。如果仅有A域名查询的IPv4地址响应，表明IPv6节点需要访问一个IPv4的节点，NAT64/DNS64中间层将回应的IPv4地址转换为IPv6地址，返回给IPv6节点。
IPv6节点使用获取到的IPv6服务端地址进行访问，数据包会经过NAT64/DNS64中间层，中间层将IPv6地址映射转换为IPv4的地址进行访问。tayga（用户态）框架
Linux内核自带了一个软件虚拟设备，也是一种隧道的实现(/dev/net/tun)，该设备可以实现将内核态的网络数据发送到用户态，用户态修改后再返回给内核态，用户态的进程负责完成NAT64这一次“偷龙转凤”操作。4、IPv6在Linux平台下socket编程应该注意的问题1、IPv6地址编码
IPv4地址本质是一个32位整数，因此一般无论是存储层还是逻辑层，都经常将点分制的IPv4字符串地址转为32位整数使用。而在IPv6，情况就复杂多了（可能也有同学就想到，光是原子性就很难保证了）。
举一个典型的例子，现在有个需求，分别统计每个IP的访问频次。
在IPv4的情况下，最简单就是STL用std::map搞定（单线程），土豪一点的可以开个16G的数组用空间换时间。
但是在IPv6的场景下，那就尴尬了，IPv6可是个128位整数，可以用map吗？可能会有人直接将原始的字符串类型的IPv6地址作为key来累计。一旦那么用，就要十分注意了。由于IPv6是支持前导0和连续0的压缩表示方式，而且支持英文字母大小写，例如：
2001:db8:4::41
2001:db8:4:0:0:0:0:0:41
2001:0db8:4::41
2001:DB8:4::41
这4个都是合法的IPv6地址，如果将输入毫无修改地作为key来累计，那必须会将累计逻辑分散了，最终得不到正确的频率结果。类似的问题也在MAC地址（BSSID）上面，由于MAC地址分号间的数字前导0可以省略，并且也是支持大小写英文字母，所以也是会同样的问题。在微信安全中心，MAC地址的逻辑统一转为64位整数处理，情况相对还好。
2、IPv6 socket 兼容 IPv4 的情况
在IPv4和IPv6共存的一个很长的时间里，在socket编程上不得不面对的就是IPv6和IPv4一定程度的“兼容问题”。而在文章前面有提到，IPv6和IPv4和完全不兼容的两种协议，但是IPv6协议的地址空间更大，是可以使用IPv6的地址表示IPv4地址，例如IPv4映射地址，因此，在很特殊的情况下，IPv4和IPv6可以实现“兼容”，但是这种兼容是很有限的。在Linux平台下，这种“兼容性”是如何表现的，我们这里来分析一下。
在Linux下面，以IPv6下的UDP Socket举例：
有个UDP协议的Server改造IPv6，该Server机器上有一个网卡并且同时配置IPv6和IPv4地址，支持双栈。Server进程创建IPv6 UDP socket套接字，绑定Server本地任意地址（IPv4和IPv6都是以全0地址为绑定任意地址）。客户端是IPv4，向这个Server发送UDP请求数据包。
可以看到的是，IPv6的socket会正常收到客户端的数据报文，并且会将IPv4地址转化为映射地址，为了明确这个逻辑，我们分析Linux内核的实现。
IPv6的socket收到数据包，如果是IPv4协议，则将来源IPv4的IP地址转为IPv6的IPv4映射地址。与实验的结果很一致。
如果Server的IPv6 socket按照这个来源地址返回数据包，那么内核又是如何处理的呢？
IPv6下UDP socket发送IPv4数据包内核实现
首先内核会判断目的地址是否为IPv6的IPv4映射地址，如果是映射地址，那么要发送的数据是IPv4数据，直接以IPv4协议栈的形式发送该数据（udp_sendmsg是IPv4 udp发送接口）。
可以看到，Linux内核本身对这类双栈上的改造做了一定的适配，我们可以根据内核的这种特性去进行改造工作。
3、使用链路本地地址
从前面的章节可以知道，IPv6具有自动配置地址的能力。链路本地地址是IPv6要求在每个接口默认自动配置生成的地址，用于链路上的通信，路由器不能转发链路本地地址。除了以上提到的特征外，链路本地地址就是一个普通的IPv6地址，我们可以使用这类地址做socket编程通信。
但是我们在IPv6 Socket编程的时候使用链路本地地址，有一个细节需要注意。
IPv6地址结构
在IPv6地址结构中（对应于IPv4的struct sockaddr_in），有一个我们非常陌生的字段scope_id，这个字段在我们使用链路本地地址来编程的时候是必须要使用的，这个字段表示我们需要选择接口ID。为什么需要需要有这么一个字段，那是因为链路本地地址的特殊性，一个网络节点可以有多个网络接口，多个网络接口可以有相同的链路本地地址，例如我们需要bind一个本地链路地址，这个时候就会有冲突，操作系统无法决策需要绑定的是哪个接口的本地链路地址。
又例如，如果我们在直连的2个主机之间直接用链路本地地址ping的话，会ping失败。
因此IPv6引入了scope_id来解决这个问题，scope_id指定了使用哪个网络接口。原文地址：
IPv6原理、应用与实践 - 云+社区 - 腾讯云
相比IPv4，IPv6有什么优点
一，IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32，即有2^32-1(符号^表示升幂，下同)个地址;而IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。
二，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。
三，IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(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。
四，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。
五，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，极大的增强了网络的安全性。
