IPV6地址格式解析

一、IPV6地址格式

1.1概述
格式；XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX
冒号分16进制，每4个16进制数为一组，每一组可以表示16个二进数
所以一共有128个二进制数
16进制数----0-9，A-F
字母大小不敏感，最终设备显示为大写
每段中前面为0是允许的,IPV4中不可以
00XX:00ab:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX

1.2 地址的缩写方法；
如果一个段全为0，可以缩写为一个0
00AF:0000:0000:0000:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX
缩写为00AF:0:0:0:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX
如果一个段中，分隔符右边有0可以忽略
：00AF：=AF
如果有多个端都是连续的0可以省略为 ：：
00AF:0:0:0:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX
缩写为00AF::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX
但是这种缩写方法在一个地址中只能出现一次
网页中与端口号区分的方法
IPV4中我想想访问192.168.1.1:8080端口
如果在IpV6中00AF::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX：8080,
8080容易被识别成ip地址的一部分
所以在IPV6中，使用大括号的形式表现

1.3地址掩码；
IPV6将一个地址分为前缀与接口标识两个部分
前缀；相当于ipV4中的网络ID
接口标识；相当于IPV4地址的主机ID
掩码仍然是用连续“1”来掩盖住网络ID，但是表示方法全部使用斜杠表示法
例如00AF::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX/128

二.Unicast Address ,单播地址

2.1、Aggregate Global Unicast Addres全局可聚合地址
相当于ipV4的公网可用路由地址
由IANA分配，在公网路由的地址
地址规划：2000：：/3
解析成二进制
2= 0010 前三位为固定
所以地址范围从2000：：到 3FFF：FFFF；FFFF：FFFF；FFFF：FFFF：FFFF：FFFF
其中2001：：/16被定义为互联网公网地址
2002：/16被定义为6to4 Tunne 接口的ip地址

Global地址管理方法

2.2、Link Local Address （本地链路地址）
接口使用IPV6后会自动产生 Link Local地址
成为本网段断链路上的唯一的定位符，不可以路由，只在本网段内有效
也就是说Router不能讲包含link-local地址的报文转发到其他链路上
在路由协议交互路由过程中，被当做下一跳地址，和更新源
也就是说，建立动态路由协议时，使用的是Link local地址建立的邻居，就可以做到两台路由器接口不在一个网段也可以建立邻居，所以在本链路上，路由表中非直连的IPv6路由的下一跳都是对端的Link local地址而不是IPv6公网地址
*BGP特殊建立邻居必须使用GUA地址

使用原因；
与IPv4不同，ipv6可以在一个接口配置多个GUA地址，所以学习到的路由就有可能出现多个下一跳
而使用link local地址可以唯一标识一个节点，在本地链路看到下一跳都是对端的link local地址，在网络重编址中，节点的路由的link local地址不会变化，可以很容易修改，不用担心网络不可达

前缀；
地址规划；FE80：：/10 即前10位为 1111 1110 10
最后64bit作为接口标识，因此该地址掩码固定为/64不可以修改
该地址可以作为动态路由协议的更新源，因此给将来重新构造路由协议提供更好的条件
该地址默认自动使用EUI-64自动产生接口标识，也可以手动修改
该地址可以使用ICMP做ping测试，但是要手工指定出接口

**【说明】**ipv4中也有link local地址 根据RFC 3927 IETF为ipv4 link-local address预留地址为
169.254.1.0~169.254.254.255，当主机使用DHCP获取地址失败时，系统会分配这样一个地址
如果发现主机ip地址是这样一个地址，那么主机的网络大部分情况都不能运行

2.3 EUI-64构造方法；
1.提取该接口的MAC地址。如果该接口没有MAC地址则借用本地ID号最小的
以太网接口的MAC地址，（这种情况出现在SVI接口，环回口，S口中)，例如；00E0.4C00.321A
2.将MAC地址中的.换成：，并且在MAC地址24bit后插入16bist固定字符 FF：FE
得到00E0:4CFF：FE00:321A
3.从最高位往后数，第七位取反，即使原来“0”就改为“1” 原来是“1”就改为“0”
得到024C：FF：FE00:321A的接口标识符
4.加上前缀“FE80：： 即FE80：：024C：FF：FE00:321A作为该接口的Link local地址
5.可以通过命令 IPV6 address FE80：： xxxx link-local进行手工指定（通常不建议这么做）
修改时，前缀必须是FE80：：/10的开头，接口标识符任意
6.MAC地址前24bits为OUI（组织唯一标识符），后24bit称之为 NIC（网络接口控制标识）
7.借助EUI-64配置ip地址的方法接口下ipv6 address 2002::/64 eui-64
这样的话代表ip地址后64bit使用EUI-64的后64bit

2.4 Site local address
相当于IPV4中的私网地址，意味公网不可路由
地址规划 ；FEC0：：/10 最高10位为 1111 1110 11
范围从FEC0：：到 FEF0：FFFF：FFFF：FFFF：FFFF：FFFF：FFFF：FFFF
地址可以有N多个bits作为子网划分，由用户自定义
目前Site local address已经被收回，也就是不在提供使用，取代的是FC00：：/7
Unspecifide Address

2.5 单播IPv6地址的配置方法
1.自动生成
ipv6 enable ；自动生成 link-local地址

2.手工配置
ipv6 address FE90::1 link-local 手动配置link-local地址
ipv6 address 20A1:1:2:3::254/64 ；手工配置单播ipv6地址

3.自动获取
ipv6 address auto config -后面64bit直接复制link-local后64bit
这种方法要求IPv6的网段中必须有一台ipv6路由器，并且这个路由器的接口
ip地址必须是/64位的，才能成功分配
成为IPv6路由器的方法 在路由器上配置 ipv6 unicast-routing

4.模板配置
ipv6 general-prefix cisco 2001:30:10::/48 ；定义前48bit模板
ipv6 address cisco ::1:2:3:4:5/64 ；调用模板，后48bit自定义
如果自定义+模板大于 128bit ，那么模板里面多余的会被冲掉

5.借助EUI 64
ipv6 address 2001:: /64 eui 64 ；后64bit会复制eui 64的地址
ipv6 address 2001:10:30:40::/80 eui-64 ；同理后48bit直接复制eui 64的的地址

6.DHCPv6
RT1；
ipv6 dhcp pool ipv6 ；定义地址池
address prefix 2001::/64 ；定义网段
interface Ethernet0/0
ipv6 dhcp server ipv6 ；接口下调用dhcp地址池
ipv6 unicast-routing ；开启ipv6单播路由功能

RT2；
interface Ethernet0/0
ipv6 enable ；开启ipv6
ipv6 address dhcp ；使用dhcp获取地址
ipv6 nd autoconfig default-route ；使用NDP自动获取默认路由

三.Multicast address （组播地址）

地址规划 FF00：：/8 最高位为 1111 1111 就代表是一个组播地址

3.1 Flag位；
当这个位值0的时候代表是一个永久组播地址，相当于IPv4中的224.0.0.1到224.0.0.255
当这个位值1的时候代表这是一个临时组播地址，相当于239.0.0.0到235.255.255.255
也就是说FF0开头的是永久组播地址
FF1开头的是临时组播地址

3.2 Scope位；
1—代表本地有效只有自己能接收，自己发给自己的
2—代表 link local 本链路有效 ------(相当于 IPv4 224.0.0.0 - 224.0.0.255)
8—表示某组织或机构所用地址
E—表示公网可用组播地址

3.3 IPv4对比IPv6的永久组播地址
FF02::1 All Nodes (224.0.0.1)—本子网内所有的节点
FF02::2 All Routers (224.0.0.2)----本子网内所有的路由器
FF02::5 All OSPFv3 Routers (224.0.0.5)
FF02::6 All OSPFv3 DR Routers (224.0.0.6)
FF02::9 All RIP ng Routers (224.0.0.9)
FF02::A All EIGRP Routers (224.0.0.10)
FF02::16 All PIM Routers (224.0.0.13)

3.4 被请求节点组播地址；
FF02::1:FFXX:XXXX
XX:XXXX等于对应接口的IPv6单播地址的后24bits
其中前缀FF02代表是一个永久组播地址，且只在本链路有效

3.4 IPv6组播mac地址；
IPv4中组播mac地址前25bit固定为01-00-5E-0，后23bit对应到ipv4地址的后23bit上

例；
224.0.0.1----224.0 0000000.00000000.00000001
映射到–01-00-5E-00-00-01

IPv6与IPv4类似，前16bit固定为3333，后32bit则使用ipv6地址后32bit

四.任意播（anycast Dddress）

提供相同服务的ip地址—DNS地址，百度服务器地址等

五、未指定地址

地址规划； ：：
用于DHCP请求等
Loopback address

六、环回口地址

本地环回地址，类似于IPV4中的127.0.0.1用于测试自己的网卡
地址规划 0:0:0:0:0:0:0:1
：：/8的地址都被预留出来作为环回地址