【SPOTO思博网络】网工入门干货知识—IPv6地址

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什么是IPv6？

IPv6的全称是Internet Protocol version 6。其中，Internet Protocol译为“互联网协议”。所以，IPv6就是互联网协议第6版。

任何网络工作都是基于协议的。协议是网络进行运作的规则和标准。我们现在所说的上网，就是上“国际互联网（Internet）”。互联网是基于TCP/IP协议族的，而IP是这个协议族中的核心组成部分。

什么是IPv6地址？

IPv4地址是类似 A.B.C.D 的格式，它是32位，用\".\"分成四段，用10进制表示；而IPv6地址类似X:X:X:X:X:X:X:X的格式，它是128位的，用\":\"分成8段，用16进制表示；可见，IPv6地址空间相对于IPv4地址有了极大的扩充。

RFC2373 中详细定义了IPv6地址，按照定义，一个完整的IPv6地址的表示法：xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

类似于 IPv4中的CDIR表示法，IPv6用前缀来表示网络地址空间，比如：

2001:251:e000::/48 表示前缀为48位的地址空间，其后的80位可分配给网络中的主机，共有2的80次方个地址。下图方便你比较IPv4和IPv6地址对应关系和区别。

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file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4C8.tmp.jpg
为什么要使用IPv6地址

由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6地址长度为128位，是v4长度的4倍。

现有标准IPv4只支持大概40亿(4×109)个网络地址，而IPv6支持3.4 ×1038个，这等价于在地球上每平方英寸有4.3×1020地址(6.7×1017地址/mm2)。

IPv6地址的表示方法

IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。

（1）冒分十六进制表示法

格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：

ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789   

这种表示法中，每个X的前导0是可以省略的，例如： 

2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001B8:0:23:8:800:200C:417A

（2）0位压缩表示法

在某些情况下，一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。

但为保证地址解析的唯一性，地址中”::”只能出现一次，例如：

FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101   0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1   0:0:0:0:0:0:0:0 → ::

（3）内嵌IPv4地址表示法

为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示。

例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b中，压缩0位的方法依旧适用。

全球IPv6地址规划

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IPv6地址划分

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4CC.tmp.jpg

地址分为三大类：组播、单播、任意播（也称泛播）；

单播可分为：全球单播地址（可理解为公网地址---IPv6）、本地链路地址、站点本地地址、回环地址、未指定地址、内嵌IPv4地址。

（1）全球单播地址

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4CD.tmp.jpg

  前3bit 固定001；

  地址范围：2xxx:xxxxx/3 - 3FFF: :FFFF；

  2001::/16 IPV6因特网地址；

  2002::/16 6to4过渡地址；

  3ffe::/16 用于6bone测试目的的前缀；

注意：接口标识符：指64bit的MAC地址（未来网络适配器的MAC地址），或者是基于48bit MAC地址扩展为64bit（EUI 64）。在全球单播地址中，规定如2001:BCFF:FEA6::/48表示一个IPv6路由前缀，2001:BCFF:FEA6:6C01::/64表示一个IPv6子网前缀。

（2）本地链路地址

  固定前缀FE80::/10；当一个节点启用IPv6时自动生成，格式如下图，64位拓展由MAC地址按照EUI 64转换而来。

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4CE.tmp.jpg

EUI-64格式：基于MAC地址自动构造；

例如：MAC地址为0012:3400:ABCD；

首先把MAC地址对半分开，插入一个固定值FFFE；

    0012:3400:ABCD ----> 0012:34FF:FE00:ABCD；

再把第七位翻转：0----> 1， 1---->0

   0012:34FF:FE00:ABCD  ----> 0212:34FF:FE00:ABCD；

最后加上前缀：

  FE80::212:34FF:FE00:ABCD；

（3）本地站点地址

  类似于IPv4中的私有地址，仅在内部网络使用，如打印机。

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4CF.tmp.jpg

固定前缀FEC0::/10；

对于IPv6本地站点地址的配置，必须通过DHCPv6进行地址的分配、无状态的前缀公告、或者手工的进行输入。

（4）唯一本地地址

ULA，唯一本地地址，概念上相当于私有IP，仅能够在本地网络使用，在IPv6 Internet上不可被路由。

上面提到的站点本地地址由于起初的标准定义模糊而被弃用，而后RFC又重新定义了唯一本地地址以满足本地环境中私有IPv6地址的使用。

在RFC4193中标准化了一种用来在本地通信中取代站点本地单播地址的类型。ULA拥有固定前缀FC00::/7，分为两块：FC00::/8暂未定义，FD00::/8定义如下：

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4D0.tmp.jpg

（5）未指定地址

形式：0:0:0:0:0:0:0:0/128   --> ::/128；

表示地址未指定，或者在写默认路由时代表所有路由；

该地址作为某些报文的源IP地址，比如作为重复地址检测时DAD时发送的邻居请求报文的源地址，或者DHCPv6初始化过程中客户端所发送报文的源IP。

（6）回环地址

形式：0:0:0:0:0:0:0:1；

同IPV4中127.0.0.1地址的含义一样，表示节点自已。

（7）内嵌IPv4

映射IPV4的IPV6地址--仅用于拥有IPV4和IPV6双协议栈节点的本地范围

   其中高80bit设为0,后16bit设为1，再跟IPV4地址

   0000:0000:0000:0000:0000:ffff:206.123.31.2

   0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ce7b:1f01

（8）组播地址（IPv6通信的核心）

前缀：FFxx::/8；

在IPV6中没有广播的概念，而是使用用组播来代替；因此IPv6中存在大量的组播使用。

file:///C:\Users\SPOTO\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsA4D1.tmp.jpg

标志位为0000表示是永久保留的组播地址，分配给各种技术使用；

标志位为0001表示是用户可使用的临时组播地址；范围段定义了组播地址的范围。

■ 文章来源：内容综合自网络、知乎、CSDN，因觉优质，特此分享，侵删。

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