IPv6简介

IPv6仅仅只是“长”吗？IPv6的地址长什么样？平时我们是怎么使用IPv6的呢？编写网络程序的时候要怎么处理IPv6？且待本篇一一道来。

为什么需要IPv6?

全球的IP地址由一个名字叫IANA（Internet Assigned Numbers Authority）的机构管理，在它下面有5个分管机构，名字叫分别叫AFRINIC、APNIC、ARIN、PIPE NCC和LACNIC，他们分别负责全球五个不同地区的IP地址分配，中国就归APNIC管。

IANA只负责将IP地址分配给下面的5个分管机构，分管机构再负责将IP地址分配给相关地区的网络运营商或者研究机构等。

IPv4的长度只有32位，总共约42亿的地址，除去预留的大约6亿地址外，实际在公网中可以被使用的地址大约只有36亿，而据最新统计，世界人口已经超过了70亿，并且截至2016年，人们正在使用的智能手机数量已经超过了20亿。

截至2011年01月31日，IANA已经将所有的IP地址分配给了下面的5个分管机构，而到2011年04月15日，APNIC的IP地址已经全部分配完了，就是说，如果我们的中国电信、移动和联通的IP地址不够用的话，已经没有地方可以申请更多的IP地址了。

很明显，如果每个设备都用一个公网IP的话，IPv4早就不够用了，虽然现在用NAT的方式还能坚持一段时间，但终究不是长久之策，我们需要一个更大的IP地址空间。

IPv6的优点

更大的地址空间

名字叫IPv6，但它的长度并不是64位，而是128位，总的地址空间大约为3.4*10^38，一个亿是10的8次方，那么IPv6就有340万亿亿亿亿个地址（4个亿连一起），所以说给地球上的每一粒沙子分配一个IP地址不是在吹牛，是真可以。

可以参考这篇文章和这篇文章，里面提到地球上所有沙滩的沙子大约有7.5*10^18粒，这个值跟IPv6的10^38相差了很多个数量级，就算加上沙漠等其它的地方，IPv6的数量也足够覆盖它。

点到点通信更方便

IPv6完全有能力为联网的每个设备分配一个公网IP，于是我们可以不再需要NAT，从而非常方便的实现点到点的直接通信。

说好处之前，先了解一下NAT的缺点：

• 使用了NAT之后，每次通信都要做一次NAT转换，影响性能。

• 处于两个不同NAT网络内部的机器不能直接通信，他们之间的通信得依赖第三方的服务器，极大的限制了网络的连通性，同时所有的数据都会被第三方所监控。

• 为了支持NAT，很多网络协议变得很复杂，大大增加了网络的复杂性。

没有了NAT之后，当然上面的这些缺点也就没有了，同时会带来下面这些比较直观的好处：

• 更方便： 想象一下，每个电脑都有公网IP，你电脑出了点问题，找我帮忙看一下，只要把你的IP给我，我就可以连上去了，而我们现在的情况是，两个人都是内网IP，没法直接访问，非得用QQ共享桌面之类的软件。

• 更安全： 配合点到点的加密，让网络更安全，不给第三方监听的机会； 以网络聊天为例，通过使用点到点的聊天软件，就不用担心被人监听聊天记录了；同时访问家里的摄像头不再需要经过第三方服务器，不用担心给别人看直播了。

IP配置更方便

IPv6有一个功能叫Stateless Auto Configuration，简单点说，就是可以不借助DHCP服务器实现IP地址的分配，插上网线就能上网。

系统起来后，就会为每个网卡生成一个Link-Local的IP地址，简单点说就是一个固定的前缀加上mac地址，由于mac地址全球唯一，所以这样构成的IP地址是唯一的，有了这个地址后，就可以局域网进行通信了，但是这种地址路由器是不会转发的。

如果网络里有路由器； 系统会通过广播的方式问路由器，路由器会返回一个子网前缀，类似于IPv4里面的192.168.0.0/16，系统将子网前缀和mac地址组合起来，构成了一个唯一的IP地址，这个IP地址可以通过路由器路由。

也就是说，就算不做任何配置，系统启动起来后，网卡就一定会有IPv6地址，有了IPv6地址就可以通信。

当然IP地址也可以由DHCP6服务器来分配，这种方式分配叫做Stateful Auto Configuration。

局域网内更安全

由Neighbor Discovery代替了IPv4里面的ARP协议，没有ARP后，跟ARP相关的攻击就不存在了

路由更快

• 跟IPv4不同，IPv6包头的字段长度是固定的，没有可选字段，所以路由器不需要检查IP包头是否包含可选字段。

• IPv6包头里面没有checksum字段，不需要像IPv4那样每次TTL减1后都需要重新计算包头的checksum。

• IPv6不支持在中途被分片和重组，即不能在路由器和防火墙上被分片，从而减轻了路由器的负担。

IPv6包头里面没有checksum，那么会不会不安全呢？如果数据传输的过程中损坏了怎么办呢？首先，现在的网络都比较好，出现损坏的情况很少；其次，就算损坏了，有两种情况，一种是被路由器丢弃或者发到了错误的主机，这种情况不会造成什么问题，因为IP层本来就不保证可靠的传输，而是由上面的传输层来保证（如TCP），另一种情况是接受方收到了数据包，但由于数据包受损，内容已经和发送方发出来的不一样了，这种情况也是交给上面的传输层协议处理，比如UDP、TCP，它们都有自己的校验码，完全有能力发现数据损坏的问题。

不允许路由器对IPv6包进行分片，那么怎么保证发送端不会发送太大的数据包呢？首先，IPv6要求入网链路至少能传输1280字节的IP包，如果出现不能传输1280字节IP包这种情况，需要链路层自己处理分片和重组的过程；其次，跟IPv4里面PMTUD（Path MTU Discovery）是可选的不同，在IPv6里面，PMTUD是一个非常重要且必须的功能；所以一般情况下发送小于等于1280字节的IP包肯定能到达目的地，加上现在大部分人都用以太网（MTU为1500，包含以太网的包头），绝大部分情况下一个包过去就能确定PMTU（Path MTU ），不会影响数据传输性能。

更安全

在设计IPv4的时候，根本没有考虑过安全问题。

而在设计IPv6的时候，安全问题作为一个很重要的方面被考虑进来了，尤其是端到端的安全，IPsec正是在这样的背景下被设计出来的，有了IPsec后，在IP层就能实现安全传输。

虽然IPsec也被引入到了IPv4，但由于IPsec连传输层的端口都进行了加密，导致IPsec碰到NAT网络的时候，会造成很多麻烦，虽然现在已经有了解决办法，但IPsec在IPv4网络里面还是受到诸多限制。

更好的QoS

IPv6的包头里面包含了一个叫做Flow Label的字段，专门为QoS服务。

更好的支持移动设备

移动网络要求设备能在不同的网络里面快速的切换，并且现有的通信不受切换的影响，在IPv6里面，有专门的协议Mobile IPv6 (MIPv6)来处理这个事情。

IPv6格式

这里不介绍报文的格式，只介绍IPv6地址的格式。

地址表示方式

IPv6地址的128位分成了由冒号分割的8段，每段2个字节16位，这16位由16进制表示，这里是一些例子，左边是完整的格式，右边是缩写格式：

完整的格式	缩写格式
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000	::
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001	::1
FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001	FF02::1
FC00:0001:A000:0B00:0000:0527:0127:00AB	FC00:1:A000:B00::527:127:AB
2001:0000:1111:000A:00B0:0000:9000:0200	2001:0:1111:A:B0::9000:200
2001:0DB8:0000:0000:ABCD:0000:0000:1234	2002:DB8::ABCD:0:0:1234 或者 2001:DB8:0:0:ABCD::1234
2001:0DB8:AAAA:0001:0000:0000:0000:0100	2001:DB8:AAAA:1::100

两条缩写规则：

• 用冒号分割的每段里面的前面的0可以省略掉，如:0001:可以缩写成:1:，:0000:可以缩写成:0:

• 如果冒号里面的是0的话，可以忽略掉（相邻的多个0可以一起忽略掉），直接写成两个冒号，如:0000:0000:可以被缩写成::

注意：如果地址中有多个连续为0的段，只能将其中的一个缩写成::，如果两个都缩写了，就不知道每个缩写了多少个0，这也是上面的表格中2001:0DB8:0000:0000:ABCD:0000:0000:1234被缩写成2002:DB8::ABCD:0:0:1234或者2001:DB8:0:0:ABCD::1234的原因，它不能被缩写成2001:DB8::ABCD::1234，一般的做法是哪种方法省略的0越多就用哪种。

网段表示方式

IPv6和IPv4一样，也有网段和子网的概念，在IPv6里面，表示子网号或者网段的时候，也是类似的方法，如：2001:0:0:CD30::/60，这个时候前面的地址只需要写前60位，后面的所有位都用::来缩写，类似于IPv4里面的192.168.0。0/16，不过要注意的是，这里2001:0:0:CD30::不能把前面的两个0也缩写，因为这样就不是一个合法的IPv6地址了。

IPv6地址类型

IPv6里面有三种地址类型；

• Unicast: 单播地址，就是我们常用的地址，唯一标识一个网络接口

• Anycast: 任意播（直译有点怪），一类特殊的IP地址，多个网络接口（不同的设备）都配上相同的地址，往这个地址发送数据的时候，路由器会只发往其中的一个接口，一般发往最近的那一个。（这个好像对实现负载均衡比较有用）

• Multicast: 多播地址，代表一类unicast的集合，但往这个地址发送数据的时候，会将数据发给属于这个多播组的每个unicast地址。

IPv6里面没有类似于IPv4那样单独的广播概念，它的功能被包含在多播里面。

本人对anycast和multicast不是特别了解，所以没法描述的很清楚。

IPv6地址分类

现有的IP地址被分配成如下几大类：

类型	前缀	IPv6表示方法
Unspecified	00...00 (128位)	::/128
Loopback	00...01 (128位)	::1/128
Multicast	11111111	FF00::/8
Link-Local unicast	1111111010	FE80::/10
Unique local address	1111110	FC00::/7
Global Unicast	所有其它

• 全0的地址::/128为未定义地址，大家不要去使用

• 除了最后一位是1，其它都是0的地址::1/128为本地环回地址，同IPv4里面的127.0.0.1

• FF00::/8这个网段的地址都是多播地址

• FE80::/10为Link-Local的单播地址，这类地址不能穿过路由器

• FC00::/7为本地的单播地址，可以穿过本地的路由器，但不能穿过外网的路由器，即只可以在本地使用，和IPv4里面的192.168.0.0/16相似

• 全局的单播地址目前只有2000::/3开头的可以被申请使用，其它的都被预留了

预定义的多播地址

这里是两个常用的预定义的多播地址：

地址	含义
FF02:0:0:0:0:0:0:1	子网内的所有机器
FF02:0:0:0:0:0:0:2	子网内的所有路由器

后面有例子演示如何使用多播

子网的划分

IPv6要求所有的单播（unicast）地址的子网必须是64位的，即下面这种格式：

   |         64 bits         |         64 bits         |
   +-------------------------+-------------------------+
   |        subnet ID        |       interface ID      |   

如果子网的长度不是64位的话，会导致一些IPv6的功能不可用，详情请参考IPv6 Unicast Address Assignment Considerations。

Interface ID为Modified EUI-64格式，标准里面提供了如何将48位mac地址转换成EUI-64格式的方法。

IPv6标准要求单播地址的子网必须是64位的，主要是为了简化IPv6的管理，同时路由也方便，毕竟现在CPU都是64位的，如果子网号超过64位的话，会给路由造成一定的困难，同时64位的接口ID也比较容易存放一个UUID，比如可以容纳48位的mac地址，为Stateless Auto Configuration的地址分配提供了足够的空间。

64位的子网够用吗？64位的子网已经可以容纳2^64的设备了，相当于40亿个现在的IPv4地址空间的规模，实在是想不出还有哪种场合需要更大的子网。

64位的子网浪费吗？想想IPv4时代，几个人或者一群人通过NAT共享1个公网IP，而到了IPv6时代，这些人竟然可以拥有2^64个IP地址，想用几个用几个，为几个人分配一个64位的子网是不是有点浪费呢？其实谈不上浪费，IPv6的地址就是有那么多，大家都空着不用也是浪费，按道理64位的IP地址在可预见的将来已经够用了，而之所以采用128位IP加64位子网的方式，是因为能给我们的管理和使用方面带来很多的方便，如上面提到的便于路由和地址分配等。就算以后IP不够用了，再来放开子网位数的限制应该问题也不大。

想起了一句话： 等我有了钱，要装两条宽带，一条玩游戏，一条聊QQ。

Linux上配置IPv6

下面的所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

现在的大部分Linux发行版默认情况下都启用了IPv6，如果没有，请参考发行版相关文档进行配置

#这里有输出，表示IPv6已结启用了
dev@ubuntu:~$ test -f /proc/net/if_inet6 && echo "IPv6 is already enabled"
IPv6 is already enabled

IPv6启用后，每个网卡都会有一个IPv6地址，如下：

dev@ubuntu:~$ ifconfig
enp0s3    Link encap:Ethernet  HWaddr 08:00:27:03:d0:e7
          inet addr:192.168.3.12  Bcast:192.168.3.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe03:d0e7/64 Scope:Link
          ......

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          ......

这里lo的IPv6地址是环回地址::1，而enp0s3有一个“Scope:Link”的IPv6地址fe80::a00:27ff:fe03:d0e7，这个IP地址即上面说到的Link-local地址，它没法通过路由器，只能在子网内部使用。

由于IPv6对交换机没有要求，所以就算没有支持IPv6的路由器，我们也可以在本地局域网内试玩一下IPv6

通过ip命令就可以给网卡添加IPv6地址，和一个网卡只能有一个IPv4地址不同，一个网卡可以配置多个IPv6地址。

#添加一个global的地址
dev@ubuntu:~$ sudo ip -6 addr add 2001::1/64 dev enp0s3
#添加一个Unique local address地址
dev@ubuntu:~$ sudo ip -6 addr add fd00::1/64 dev enp0s3
dev@ubuntu:~$ ifconfig enp0s3
enp0s3    Link encap:Ethernet  HWaddr 08:00:27:03:d0:e7
          inet addr:192.168.3.12  Bcast:192.168.3.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fd00::1/64 Scope:Global
          inet6 addr: 2001::1/64 Scope:Global
          inet6 addr: fe80::a00:27ff:fe03:d0e7/64 Scope:Link
          ......

再来看看系统默认的路由表：

dev@ubuntu:~$ route -A inet6
Kernel IPv6 routing table
Destination                    Next Hop                   Flag Met Ref Use If
2001::/64                      ::                         U    256 0     0 enp0s3
fd00::/64                      ::                         U    256 0     0 enp0s3
fe80::/64                      ::                         U    256 1     3 enp0s3
::/0                           ::                         !n   -1  1   832 lo
::1/128                        ::                         Un   0   3    36 lo
2001::1/128                    ::                         Un   0   3     9 lo
fd00::1/128                    ::                         Un   0   2     5 lo
fe80::a00:27ff:fe03:d0e7/128   ::                         Un   0   3   193 lo
ff00::/8                       ::                         U    256 2    84 enp0s3
::/0                           ::                         !n   -1  1   832 lo

从“Next Hop”列可以看出，这里的所有网段都是本地接口可以直接到达的网段，不需要路由器转发。

使用IPv6

上节配置好了IPv6之后，我们这节来看看怎么使用这些地址

这里只用一台机器来演示怎么和自己通信，大家有条件的话可以试试两台机器之间通信，效果是一样的。

ping6

和IPv4里面的ping相对于的命令是ping6，对于不同类型的地址，ping的方式不一样(为了节省篇幅，示例中省略了ping成功时的输出)：

#ping lo的环回地址
dev@ubuntu:~$ ping6 ::1

#ping类型为“Scope:Global”的地址
dev@ubuntu:~$ ping6 fd00::1
dev@ubuntu:~$ ping6 2001::1


#ping类型为“Scope:Link”的地址
dev@ubuntu:~$ ping6 -I enp0s3 fe80::a00:27ff:fe03:d0e7

#ping一个多播（Multicast）地址，ff02::1代表子网中的所有机器
dev@ubuntu:~$ ping6 -I enp0s3 ff02::1
PING ff02::1(ff02::1) from fe80::a00:27ff:fe03:d0e7 enp0s3: 56 data bytes
64 bytes from fe80::a00:27ff:fe03:d0e7: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.036 ms
64 bytes from fe80::3aea:a7ff:fe6c:ecff: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.744 ms (DUP!)
64 bytes from fe80::188d:cbae:80d5:7a7a: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.791 ms (DUP!)
......
#可以看到局域网中的其它机器回复的结果，这些IP都是其它机器的“Scope:Link”地址
#这里(DUP!)是由于ping多播地址时会收到多个回复，导致ping认为有重复的应答，其实是正常情况

#选择其中的任意一个，单独ping一下试试
dev@ubuntu:~$ ping6 -I enp0s3 fe80::188d:cbae:80d5:7a7a

#访问Link-local的地址的时候，除了-I参数外，我们可以直接这样访问
dev@ubuntu:~$ ping6 fe80::188d:cbae:80d5:7a7a%enp0s3

#或者根据enp0s3的id来访问
#获取enp0s3的id
dev@ubuntu:~$ grep enp0s3 /proc/net/if_inet6 | cut -d' ' -f2 | uniq
02
dev@ubuntu:~$ ping6 fe80::188d:cbae:80d5:7a7a%2

从上面可以看出，ping环回地址和global地址时，直接ping就可以了，而ping多播和Link-Local地址时，需要指定从哪个接口出去，这是因为机器上所有接口的Link-Local地址都属于同一个网段，当有多个接口时，根本没办法自动的判断应该从哪个接口出去。（不过从上面的路由表里面可以看出，在本地只有一个接口时，已经标识fe80::/64和ff00::/8可以从enp0s3口出去，不确定为什么在这种情况下，应用层的程序还要求指定接口名称，可能是为了保持统一吧，不管有几个接口，都一样的用法）。

注意： 如果是访问其它机器的link-local地址，-I参数和百分号的后面一定要指定本机出去的接口名称，而不是目的IP对应的接口名称

DNS

DNS里面有一个专门的IPv6类型，叫AAAA，查询的时候指定类型就可以了

#host命令默认情况下只查询A类地址，即IPv4地址
#指定-t AAAA即可查询域名的IPv6地址
#这里的结果显示，baidu.com还不支持IPv6，google.com已经支持了
dev@ubuntu:~$ host -t AAAA baidu.com
baidu.com has no AAAA record
dev@ubuntu:~$ host -t AAAA google.com
google.com has IPv6 address 2607:f8b0:400e:c04::65

#dig命令也是一样的参数
dev@ubuntu:~$ dig -t AAAA google.com
#这里省略输出结果，有点长

SSH

下面四种方式都可以登陆当前机器

dev@ubuntu:~$ ssh ::1   
dev@ubuntu:~$ ssh 2001::1
dev@ubuntu:~$ ssh fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3
dev@ubuntu:~$ ssh fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%2

http

下面以curl来进行演示，如果有图形界面的浏览器的话，可以直接在浏览器里面输入同样的地址

#--------------------------第一个shell窗口----------------------
#准备一个支持IPv6的http服务器
dev@ubuntu:~$ sudo apt-get install php
dev@ubuntu:~$ mkdir web
dev@ubuntu:~$ echo "hello world!" > web/index.html
#启动http服务器，监听所有接口的8080端口
dev@ubuntu:~$ php -S [::]:8080 -t ./web/
PHP 7.0.15-0ubuntu0.16.04.4 Development Server started at Mon Mar 20 23:44:26 2017
Listening on http://[::]:8080
Document root is /home/dev/web
Press Ctrl-C to quit.

#--------------------------第二个shell窗口----------------------
#确认监听正确，这里:::8080就表示监听了所有IPv6和IPv4接口的8080端口
dev@ubuntu:~$ netstat -anp|grep 8080
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      13716/php

#先试试用IPv4的地址连过来，没有问题
dev@ubuntu:~$ curl http://127.0.0.1:8080/
hello world!

#IPv6的环回地址
dev@ubuntu:~$ curl http://[::1]:8080/
hello world!

#IPv6的global地址
dev@ubuntu:~$ curl http://[2001::1]:8080/
hello world!

#link-local地址
dev@ubuntu:~$ curl http://[fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8080/
hello world!
dev@ubuntu:~$ curl http://[fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%2]:8080/
hello world!

IPv6编程示例

这里以python代码为示例，写了一个UDP的服务器和客户端，演示如何同时支持IPv4和IPv6。（为了简化起见，代码里面没有做错误处理）

server.py

import socket
import sys

ip,port = sys.argv[1],int(sys.argv[2])

addrinfo = socket.getaddrinfo(ip, port, proto=socket.IPPROTO_UDP)[0]
sock = socket.socket(addrinfo[0], socket.SOCK_DGRAM)
addr = addrinfo[4]
sock.bind(addr)

print("Listening on [{}]:{}...".format(addr[0], addr[1]))

while True:
    data, addr = sock.recvfrom(65535)
    print("Recvfrom [{}]:{}\t{}".format(addr[0], addr[1], data))
    sock.sendto(data, addr)

client.py

import socket
import sys

host,port = sys.argv[1],int(sys.argv[2])

addrinfos = socket.getaddrinfo(host, port, proto=socket.IPPROTO_UDP)
for addrinfo in addrinfos:
    sock = socket.socket(addrinfo[0], socket.SOCK_DGRAM)
    sock.settimeout(2)
    data = b'hello'
    addr = addrinfo[4]
    sock.sendto(data, addr)
    print("Sendto   [{}]:{}\t{}".format(addr[0], addr[1], data))
    try:
        data, addr = sock.recvfrom(65535)
        print("Recvfrom [{}]:{}\t{}".format(addr[0], addr[1], data))
    except socket.timeout:
        print("timeout")

如果参数传入的是域名或者主机名，getaddrinfo函数可能返回多个IP，这时候客户端需要根据自己的应用特点选择一个或多个进行通信，在本例中是发送数据包给所有的IP。

getaddrinfo返回的IP列表里面的顺序是有讲究的，如果对这个很在意的话，请参考rfc6724，默认情况一般是IPv6的地址在前面，在Linux下还可以通过/etc/gai.conf来配置相关的顺序。

server使用示例

dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py :: 8000
Listening on [::]:8000...
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py 0.0.0.0 8000
Listening on [0.0.0.0]:8000...
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py 2001::1 8000
Listening on [2001::1]:8000...
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3 8000
Listening on [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000...
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%2 8000
Listening on [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000...

server绑定所有IPv4和IPv6的接口， 然后client用不同的方式发包

dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 server.py :: 8000
Listening on [::]:8000...
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:48033        b'hello'
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:50298        b'hello'
Recvfrom [2001::1]:60882        b'hello'
Recvfrom [::1]:44664    b'hello'
Recvfrom [::ffff:127.0.0.1]:46676       b'hello'
Recvfrom [::1]:55518    b'hello'
Recvfrom [::ffff:127.0.0.1]:35961       b'hello'
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:36281        b'hello'

dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3 8000
Sendto   [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000 b'hello'
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000 b'hello'
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%2 8000
Sendto   [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000 b'hello'
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000 b'hello'
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py 2001::1 8000
Sendto   [2001::1]:8000 b'hello'
Recvfrom [2001::1]:8000 b'hello'
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py ::1 8000
Sendto   [::1]:8000     b'hello'
Recvfrom [::1]:8000     b'hello'
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py 127.0.0.1 8000
Sendto   [127.0.0.1]:8000       b'hello'
Recvfrom [127.0.0.1]:8000       b'hello'
#由于localhost在/etc/hosts里面配置了两个IP，所以这里发了两个数据包，
#并且是先发IPv6的地址
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py localhost 8000
Sendto   [::1]:8000     b'hello'
Recvfrom [::1]:8000     b'hello'
Sendto   [127.0.0.1]:8000       b'hello'
Recvfrom [127.0.0.1]:8000       b'hello'
#通过多播地址发给当前子网中的所有机器
dev@ubuntu:~/ipv6$ python3 client.py FF02:0:0:0:0:0:0:1%enp0s3 8000
Sendto   [ff02::1%enp0s3]:8000  b'hello'
Recvfrom [fe80::a00:27ff:fe03:d0e7%enp0s3]:8000 b'hello'

参考

Why Allocating a /64 is Not Wasteful and Necessary
Top 10 Features that make IPv6 'greater' than IPv4
IP Version 6 Addressing Architecture