到来了-IPv6基本概念、地址类型和常用前缀

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IPv6技术精要--第4章 IPv6地址表示方法本章要点： \1. IPv6地址的表示形式 \2. IPv6地址类型 \3. 全局单播地址的结构 \4. 子网划分 4.1 IPv6地址表示形式 IPv6地址长度为128比特，以一串十六进制数字来表示。每4个比特表示一个十六进制数，一共有32个十六进制数值(4X32=128)。十六进制中的字符型数字不区分大小写，即大写字母与小写字母完全相同。优选IPv6地址格式是x❌x❌x❌x:x。其中，每个x都是一个十六比特数，可以最多使用4个十六进制数字来表示(用冒号来分隔)，因此IPv6地址包括8个16比特段，一阅读详情

AI摘要

本文深入解析IPv6地址的语法、简化表示法、前缀及地址类型，包括全球单播、站点本地、链路本地地址，以及任播和组播概念。涵盖了IPv6地址的零压缩、前缀表示和特殊地址类型。

IPv6地址语法：
IPv4地址表示为点分十进制格式，32位的地址分成4个8位分组，每个8位写成十进制，中间用点号分隔。
IPv6地址表示为冒号分十六进制格式，128位地址以16位为一分组，每个16位分组写成4个十六进制数，中间用冒号分隔。

下面试举一例，先看一个以二进制形式表示的IPv6地址：　

　0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011　

　0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010　

　该128位地址以16位为一分组可表示为：

　0010000111011010 0000000011010011 0000000000000000 0010111100111011

　0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010

　每个16位分组转换成十六进制并以冒号分隔：

　21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A

　IPv6可以将每4个十六进制数字中的前导零位去除做简化表示，但每个分组必须至少保留一位数字。去除前导零位后，上述地址可写成：

　21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A

零压缩：

某些类型的地址中可能包含很长的零序列，为进一步简化表示法，IPv6还可以将冒号十六进制格式中相邻的连续零位进行零压缩，用双冒号“：：”表示。例如链路本地地址FE80:0:0:0:2AA:FF:FE9A:4CA2可压缩成FE80::2AA:FF:FE9A:4CA2；多点传送地址FF02:0:0:0:0:0:0:2压缩后，可表示为FF02::2。

要想知道“：：”究竟代表多少个“0”，我们可以做这样的计算：用8去减压缩后的分组数，再将结果乘以16。例如，在地址FF02::2中，有两个分组（“FF02”分组和“2”分组），那么被压缩掉的“0”共有（8-2）*16 = 96位。

值得注意的是，在一个特定的地址中，零压缩只能使用一次，也就是说，在任意一个冒号分十六进制格式中只能出现一个双冒号“：：”，否则我们就无法知道每个“：：”所代表的确切零位数了。

IPv6 前缀：

前缀是地址中具有固定值的位数部分或表示网络标识的位数部分。IPv6的子网标识、路由器和地址范围前缀表示法与IPv4采用的CIDR标记法相同，其前缀可书写为：地址/前缀长度。例如21DA:D3::/48是一个路由器前缀，而21DA:D3:0:2F3B::/64是一个子网前缀。

注意：在IPv4实现中普遍使用的被称为子网掩码的点分十进制网络前缀表示法在IPv6中已不再使用，IPv6仅支持前缀长度表示法。

IPv6地址类型：

　 IPv6地址是独立接口的标识符，所有的IPv6地址都被分配到接口，而非节点。由于每个接口都属于某个特定节点，因此节点的任意一个接口地址都可用来标识一个节点。IPv6有三种类型地址：

单播 Unicast：

用于确认单独接口的一个地址。发往单播地址的数据包被发送到该地址所确认的接口。按照数据包的可到达性，单播支持以下类型的地址

1、全球单播地址 Global unicast addresses

能够全球到达和确认的地址。全球单播地址由一个全球选路前缀、一个子网ID 和一个接口ID 组成。当前全球单播地址分配使用的地址范围从二进制值001 (2000::/3) 开始，即全部IPv6 地址空间的八分之一。

2、站点本地单播地址 Site-local addresses：

只能在客户站点内到达和确认的地址，类似于IPv4 专用地址10.0.0.0/8 和192.168.0.0/16。站点本地单播地址包含一个FEC0::/10 前缀、子网ID 以及接口ID。
注：站点本地地址已经于2004年9月被废除，本地唯一地址(Unique local addresses)被设计用来替代站点本地地址。这些地址也是专门用于非路由目的的，但它们几乎是全球唯一的，因此，这些地址不太可能会重叠。它们基本上于IPv4的私有地址功能相同——允许通过站点进行通信，同时在多个本地网络之间进行路由。它包含一个FC00::/7的前缀。

3、链路本地单播地址 Link-local addresses：

只能由与同一本地链路相连的节点到达和确认的地址。链路本地单播地址使用FE80::/ 10 前缀和一个接口ID
IPv6 - Payne - CCNA学习笔记

单播地址interface ID 的64位的来历
IPv6 - Payne - CCNA学习笔记

另外单播还包括一些其他特殊的地址:

　　在IPv4向IPv6的迁移过渡期，两类地址并存，我们还将看到一些特殊的地址类型：　

　　IPv4兼容地址

　　IPv4兼容地址，可表示为0:0:0:0:0:0:w.x.y.z或::w.x.y.z（w.x.y.z是以点分十进制表示的IPv4地址），用于具有IPv4和IPv6两种协议的节点使用IPv6进行通信。　　

　　IPv4映射地址

　　IPv4映射地址是又一种内嵌IPv4地址的IPv6地址，可表示为0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z或::FFFF:w.x.y.z。这种地址被用来表示仅支持IPv4地址的节点。　　

　　6to4地址

6to4地址用于具有IPv4和IPv6两种协议的节点在IPv4路由架构中进行通信。6to4是通过IPv4路由方式在主机和路由器之间传递IPv6分组的动态隧道技术。

任播 Anycast

任播地址是分配给一套属于不同节点的接口的全球地址（如图所示）。发往一个任播地址的数据包被发送到

最近的接口。任播地址具有以下限制：

任播地址不得用作IPv6 数据包的源地址。

任播地址不得分配给IPv6 主机，但是可以分配给IPv6 路由器。
IPv6 - Payne - CCNA学习笔记

组播 Multicast

与在IPv4 中一样，组播地址被分配给一套属于不同节点的接口。发往组播地址的数据包被发送到该地址所

确定的所有接口。IPv6 组播地址使用FF00::/8 前缀，全部IPv6 地址空间的1/256
IPv6 - Payne - CCNA学习笔记

IP v6地址目前分配状况：
IPv6 - Payne - CCNA学习笔记

补充一些常用的地址前缀

::/128 即0:0:0:0:0:0:0:0，等于::。只能作为尚未获得正式地址的主机的源地址，不能作为目的地址，不能分配给真实的网络接口。
::1/128 即0:0:0:0:0:0:0:1，等于::1。回环地址，相当于ipv4中的localhost（127.0.0.1），ping locahost可得到此地址

2000::/3 全球单播地址范围。
FE80::/10 链路本地单播地址范围，用于单一链路，适用于自动配置、邻机发现等，路由器不转发。
FC00::/7 本地唯一单播地址范围。
FF00::/8 组播地址范围。
2002::/16 6 to 4 地址，用于6to4自动构造隧道技术的地址。

::A.B.C.D 其中<A.B.C.D>代表ipv4地址，兼容IPv4的IPv6地址。自动将IPv6包以隧道方式在IPv4网络中传送的IPv4/IPv6节点将使用这些地址
::FFFF:A.B.C.D 其中<A.B.C.D>代表ipv4地址，例如 ::ffff:202.120.2.30 ，是IPv4映射过来的IPv6地址，它是在不支持IPv6的网上用于表示IPv4节点