在写这篇推送之前，我也分享过类似题材的文章。例如这篇：什么是IPv6？IPv6地址主要包含哪些 转自贝锐花生壳
在提到IPv6之前，我们需要先了解一下什么是IPv4——互联网协议第四版（Internet Protocol Version 4）.
网际协议版本4
网际协议版本4（英语：Internet Protocol version 4，IPv4），又称互联网通信协议第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。
IPv4是互联网的核心，也是使用最广泛的网际协议版本，其后继版本为IPv6，直到2011年，IANA IPv4位址完全用尽时，IPv6仍处在部署的初期。
IPv4在IETF于1981年9月发布的 RFC 791 中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的 RFC 760。
IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。此协议会尽最大努力（当然这不意味着路由器可以随意丢弃IP报文）交付数据包，意思是它不保证任何数据包均能送达目的地，也不保证所有数据包均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。
为什么要用 IPv6？
这个问题很有意思。IPv6 能给你带来的好处不算多，而且基本都还没实现。如果你发现你的家里或者工作场所不能使用IPv6，不用沮丧，目前大家基本都是如此。大多数运营商还没准备好向民众提供 IPv6。
首先，IPv6 能让你像 2012 年一样不受干扰地接入互联网。
而IPv6的好处在于，它能给你家的每台设备都分配一个可达的网络地址，因为家家户户的地址都多到用不完——264，大约：
18450000000000000000个！
如果使用多个网段，这个数字还可以更大。到时候很多运营商给你分配 256 个网段都不在话下。
而几十年内 IPv6 地址都不太可能用尽。
这一技术的应用场景尚待发掘。想象一下，一边上班一边就能用手机控制家里的各种电器：看看电视直播，查查监控，瞅瞅冰箱里还剩什么，给烤箱定个时，要是早下班没准还能先把空调或者暖气给打开。现今这些都不成问题——但要是你光有个 IPv4 地址可就没那么容易了，而在不知 IPv4 何去何从的未来只会更加困难。
IPv4 怎么了？
历史悠久的 IPv4 互联网地址已经严重不足。IANA 注册机构（全球级别）的地址马上就会耗尽，甚至已经耗尽，而这取决于你什么时候看到这段话。他们预计会在 2011 年的一月或二月宣布这一结果——实际上这件事已经在2011年1月31发生。
IP 地址的全球性管理机构为互联网号码分配局（IANA），其下有五个局域网际网络注册管理机构（RIR）。由 IANA 管理的 IPv4 位址，于 2011 年 1 月 31 日完全用尽。其他五个区域的可核发地址，除了为迁移 IPv6 而保留的最后一块 /8 地址外，也随之陆续用尽：亚太地区在 2011 年 4 月 15 日用尽，欧洲地区在 2012 年 9 月 14 日，拉丁美洲及加勒比海地区在 2014 年 6 月 10 日，北美地区在 2015 年 9 月 24 日，非洲地区在 2017 年 4 月 21 日。
2019年11月26日，全球所有43亿个IPv4地址已分配完毕，这意味着没有更多的IPv4地址可以分配给ISP和其他大型网络基础设施提供商。 [1]
IPv6 的出现是为了从根本上解决 IPv4 地址耗尽的问题。IPv4 版本的 IP 地址只有 4 字节大小，即 32 位长度的 IP 地址。IPv6 版本的 IP 地址有 16 字节大小，即 128 位的长度。
运营商陆续用完他们手里的地址后，就得想点新办法来招揽新客户了。毕竟这些客户还是挺需要 IPv4 互联网的。
问：我听说还有几百万个地址被企业留着没用，把它们收回来用呗！......或者使用 E 类地址空间？（诸如此类的办法）
很遗憾，这些方法都有人考虑过了。而且剩余地址也不算多，跟不上世人的消耗速度；而强行收回地址这件事光是耗在法庭上的时间就比收回的时间长。其他的保留地址也很难再用，除非把全世界大多数路由器都换一遍。
问：运营商想了什么新办法维持 IPv4 运行？
最常见的是某种 NAT。
NAT 是一种共用地址的方式，你可以把它想象成老式电话的公用线路。如果共用的 IP 地址不算太抢手，你也能轻松连上网络。
注意，这不仅包括你家里已有的 NAT。
6to4 技术能让你通过仅有 IPv4 的网络连接 IPv6 互联网。它的原理在于把 IPv6 数据包嵌入到 IPv4 数据包中，并在一些志愿者的帮助下完成传递。（相关规范见于 RFC 3056。）
在说明我对 6to4 的实际看法前，我们先讨论一下它是如何运作的。
图 1 IPv4 Only（只有IPv4）
在传统的 IPv4 互联网中，你的设备将数据传至你的运营商，再通过另外几个运营商到达目标网站。这种模式下排查网络故障是相当容易的，并且你的运营商有义务处理他们责任范围内的问题。网站与其运营商之间也有类似的合约。
图 2 IPv6 in IPv4 Unmanaged（IPv4未受管理的IPv6）
使用非托管的（“自动”创建的或者没有指明网关信息的）6to4 连接时，这个过程就不太一样了。IPv6 信息要先装进 IPv4 数据包中——就像把信纸装进信封里一样。
然后，这个数据包会被传给“距离最短且可用的”网关，你的运营商也许会架设这种网关，但通常情况下的事实是：不会架设，而这种网关更可能是志愿者为了奉献社会而设的。
这个中继点会取出 IPv6 信息，然后把它转发到 IPv6 互联网上。
网站传回的流量也要经历一个类似的过程。目标网站向你方自动获得的 IPv6 地址发出的答复会被导向距其最近的 6to4 中继点。这一过程对你来说完全是不确定的，你甚至搞不清那中继点在哪儿。那个中继点会收下这个 IPv6 数据包，把它装进一个 IPv4 数据包中，再发给你的路由器。
问：这会出什么问题？
主要问题包括缺乏服务等级协议与可预测性，以及缺乏判断连接是否正常的机制。
服务等级协议：6to4 中继点是由某些组织自愿设立的。它们使用 BGP 协议（互联网说“我在这！”的方式）来向全世界声明公共网关的存在，可是只有一些中继点能得到妥善管理。但只要有一条路径是离你“最近的”（这是BGP 网络意义下的相对概念，你无法控制它们的距离），你就只能使用那个中继点。你要访问的那个网站也是一样，他们受到同等的约束，但很可能和你用的不是同一个中继点。如果出现什么问题，就算你或者网站知道问题出在哪，也没有什么好办法去解决它。
一些运营商正在其网络中部署 6to4 中继点，但即使你的运营商也这么做了，问题还是没完全解决。
一旦开启 6to4，你的电脑就会发现“曼波！有 IPv6！”，于是你的浏览器就会想方设法把 IPv6 给用上（只要网站支持）。
要是能成功当然很好，可要是失败了，连接就免不了要超时。而浏览器得等好一会儿才能反应过来，开始思考放弃IPv6转而使用 IPv4。这样一来，整个网站就会慢得看起来像是崩溃了一样。
我计划使用6to4，但“大数据包”或者 MTU 测试缓慢甚至失败。这是什么问题？
使用 6to4 时，IPv6 数据包必须装进一个 IPv4 数据包中，但MTU是有上限的，具体限制与运营商和使用的设备有关。
因为有这个上限，IPv6 数据包必须做得小一些，好让它们能装进适合传输的 IPv4 数据包中。
可接下来，其他网络对包的大小可能有更严格的要求。这个网络可能本身就是一个独立的隧道(tunnel)——运营商有时候必须这么做。
但问题往往就出在这里。IPv4 隧道会回复你一条信息告诉你数据包太大，但你却收不到这信息。即使你收到了，你的那些 IPv6 数据包也不知情，结果你还是不会作出减小数据包的大小。
对一些人来说，减小 IPv6 的 MTU 可能会有用。符合标准的最小值是 1280，如果你真想找一个适合你的值，试着在 1400 到 1480 之间取一个。但既然要改 MTU 我建议就用 1280，以免将来麻烦。
托管的隧道
听起来你也许对 6to4不感兴趣。
我讨厌它是因其无人值守。6to4 基本上就是 6in4——加上 IPv4 数据包头的 IPv6 数据包，而托管的 6in4 服务其实可以做得很好。
图 3 IPv6 in IPv4 tunnel broker（IPv6在IPv4隧道代理中的应用）
test-ipv6.com 的建议是，如果你的运营商没有提供 IPv6 但你有需要，可以考虑托管的 6in4 服务。6in4 用的线路和 6to4 一样，但连接的隧道节点是确定的（但非匿名的）。市面上主要的几家提供商都能提供优质的服务和技术支持，他们也会密切关注中继点的运行状态以保证服务质量。最棒的是，双向流量走的都是同一个中继点，这意味着同一个地方完成了两个方向的转换。