ipv6 地址概述——了解 ipv6 地址

一 了解 ipv6 地址

IPv6 的优势就在于它大大地扩展了地址的可用空间，IPv6 地址有 128 位长。如果地球表面(含陆地和水面)都覆盖着计算机，那么 IPv6 允许每平方米拥有 7*10^23 个 IP 地址;如果地址分配的速率是每微秒 100 万个，那么需要 10^19 年才能将所有的地址分配完毕。

二 ipv6 地址格式

1.首选格式

IPv6 的地址长度是 128 位（bit），将这 128 位的地址按每 16 位划分为一个段，将每个段转换成十六进制数字，并用冒号隔开。

例如：2000:0000:0000:0000:0001:2345:6789:abcd

2、压缩表示

如果一个以冒号十六进制数表示法表示的 IPv6 地址中，如果几个连续的段值都是 0，那么这些 0 可以简记为::。每个地址中只能有一个::。

2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A

可以压缩为：

2001:DB8::8:800:200C:417A

3、内嵌 IPv4 地址的 IPv6 地址表示

在这种表示方法中，IPv6 地址的第一部分使用十六进制表示，而 IPv4 地址部分是十进制格式：

有两种内嵌 IPv4 地址的 IPv6 地址表示：

IPv4 兼容 IPv6 地址： 0:0:0:0:0:0192.168.1.2

IPv4 映射 IPv6 地址： 0:0:0:0:0FFFF:192.168.1.2 或::FFFF:192.168.1.2

三 ipv6 地址表示

IPv6 的 128 位地址通常写成 8 组，每组为四个十六进制数的形式。比如:AD80:0000:0000:0000:ABAA:0000:00C2:0002 是一个合法的 IPv6 地址。这个地址比较长，看起来不方便也不易于书写。零压缩法可以用来缩减其长度。如果几个连续段位的值都是 0，那么这些 0 就可以简单的以::来表示，上述地址就可写成 AD80::ABAA:0000:00C2:0002。这里要注意的是只能简化连续的段位的 0，其前后的 0 都要保留，比如 AD80 的最后的这个 0，不能被简化。还有这个只能用一次，在上例中的 ABAA 后面的 0000 就不能再次简化。当然也可以在 ABAA 后面使用::，这样的话前面的 12 个 0 就不能压缩了。这个限制的目的是为了能准确还原被压缩的 0，不然就无法确定每个::代表了多少个 0。例如，下面是一些合法的 IPv6 地址:

CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020

1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B

2000:0:0:0:0:0:0:1

同时前导的零可以省略，因此 2001:0DB8:02de::0e13 等价于 2001:DB8:2de::e13。

一个 IPv6 地址可以将一个 IPv4 地址内嵌进去，并且写成 IPv6 形式和平常习惯的 IPv4 形式的混合体。IPv6 有两种内嵌 IPv4 的方式:IPv4 映像地址和 IPv4 兼容地址。

四 ipv6 寻址模式

IPv6 寻址模式分为三种，即单播地址、组播地址和泛播地址。下面我们依次介绍这三种寻址方式。

1.单播地址

单播地址又叫单目地址，就是传统的点对点通信，单播表示一个单接口的标识符。IPv6 单播地址的类型又分:全球单播地址、链路本地地址和站点本地地址。

全球单播地址相当于 IPv4 的公网地址，这类地址由供应商提供，或由交换局提供，可聚集全球单点传送地址结构如图 1 所示。地址的前 3 位格式前缀，用于区分其他地址类型，TLA ID 表示顶级聚合体，NLA ID 表示下级聚合体，这两个都是运营商管理的路由，SLA ID 表示节点级聚合体是本地站点管理的 16 位子网 ID，8 位的 Res 字节段是以备将来 TLA 或 NLA 扩充之用的为保留位。64 位接口 ID 是用于识别 SLA 网络中某个接口的唯一性。

13 位 8 位 24 位 16 位 64 位

001 TLAID RES NLA ID SLAID INTERFACEID

链路本地单播地址是处于可聚集全球单播地址外的，只限于直连链路，是单网络链路上给的主机编号，作用是进行链路上主机的通信。当你配置一个单播 IPv6 地址的时候，接口上会自动配置一个链路本地单播地址。格式为:1111111010(前 10 bit 为这个定值，换成 16 进制为 FE80)00000......00000(接着这 54 bit 为 0)，剩下的 64 bit 为接口地址。网络中路由器对具有链路本地地址的包是不处理的，即路由器不支持链路本地地址的通信。链路本地单播地址结构如图 2 所示。

10 位 54 位 64 位

1111111010 0000000:0000000 INTERFACEID

站点本地单播地址用于对特定范围的通信也可说成是规定站点内的通信，不能与站点外地址通信，也不能直接连接到全球 Internet。类似于 IPv4 的企业专用地址 Intranet，站点本地单播地址格式为:111111011( 前 100 bit 为这个定值， 换成 16 进制为 FEC0) 00000......00000( 接着这 38 bit 为 0) 后 16 bit 为子网标识符，剩下的 64 bit 为接口地址。站点本地单播地址结构如图 3 所示。

10 位 38 位 16 位 64 位

1111111010 0000000:0000000 子网标识符 INTERFACEID

2.组播地址

又称为多点传送地址或者多播，即一组接口的标识符，只要存在合适的多点传输的路由拓扑就可将设有多播地址的包传输到这个地址识别的那组接口。IPv6 多播地址格式如图 4 所示。

10 位 38 位 16 位 64 位

11111111 FALGS SCOPE GROUPID

多播地址开始的前 8 位标识一般都是 1111 1111。旗标(Flags)由 4 位组成:前面 3 位为保留位，初始设置为 0，后 1 位为 T， 当 T=0， 旗标指出的多播地址是 Internet Assigned Numbers Authority(IANA)配置的永久分配(知名)的多播地址，当 T=1 旗标指出的多播地址是一个非永久分配(临时)的多播地址。领域(Scope)字节段为 4 位，是用来识别多播传输的 IPv6 网络范围。

路由器根据多播传输领域来判断多播数据包的转发。例如， 使用多播地址 FF02::2 的通讯具有链路本地作用域。IPv6 路由器永远不会将此通讯转发到本地链路以外。多播地址的群组识别码(Group ID)占 112 位，它是用于识别多点传输群组，即最多可识别 个群组 ID。不过因为传统方法是从 MAC 地址产生，故只有组群识别码中的最低 32 位可以使用。

3.泛播地址

又称之为任意点传送地址，它也是一个标识符可以识别多重接口的情况，只要有合适的路由拓扑，即可以将设有任意传播地址的数据包传给位址识别的最近的单一接口。最近的接口是指最短的路由距离。任意点传送地址空间可以认为是从单点传送地址空间中划分出来的，它可以是表示单点传送地址的任何形式。它与单点传送地址间结构上是没有差别的。目前，任意点传送地址仅分配给路由器。子网-路由任意点传送地址是必须预先定义的，根据给定接口的子网前缀产生，要构建一个子网路由任意点地址必须固定子网前缀的位数，余下位数必须设定为 0。如图 5。

N 位 128-n 位

SubnetFrefix 000···000