IPv6地址简介

本文介绍了IPv6地址的特点和表示方法,对比了IPv4与IPv6的区别,并解释了IPv6地址的作用域、分类及常见地址类型。此外,还讨论了IPv4与IPv6过渡时期的综合组网技术。

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IPv6地址介绍

2008 年 04 月 10 日

1. 认识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

例如: 2001:0000: 1F 1F :0000:0000:0100: 11A 0:ADDF

为了简化其表示法, rfc2373提出每段中前面的0可以省略,连续的0可省略为\"::\",但只能出现一次。例如:

1080:0:0:0:8:800: 200C : 417A 可简写为 1080::8:800: 200C : 417A

FF01:0:0:0:0:0:0:101 可简写为 FF01::101

0:0:0:0:0:0:0:1 可简写为 ::1

0:0:0:0:0:0:0:0 可简写为 ::

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。

为了使您更好的理解 IPv6,在这里给出一个表格,以比较IPv4和IPv6地址对应关系和区别。

IPv4地址

IPv6地址

组播地址( 224.0.0.0/4)

IPv6组播地址(FF00::/8)

广播地址

无,只有任播( anycast)地址

未指定地址为 0.0.0 .0

未指定地址为 ::

回路地址为 127.0.0.1

回路地址为 ::1

公用 IP地址

可汇聚全球单播地址

私有地址( 10.0.0 .0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16)

本地站点地址( FEC0::/48)

Microsoft自动专用IP寻址自动配置的地址(169.254.0.0/16)

本地链路地址( FE80::/64)

表达方式:点分十进制

表达方式:冒号十六进制式(取消前置零、零压缩)

子网掩码表示:以点阵十进制表示法或前缀长度表示法( CIDR)

子网掩码表示:仅使用前缀长度表示法( CIDR)

2. IPv6地址作用域和地址分类

•  IPv6地址指定给接口,一个接口可以指定多个地址。

•  IPv6地址有作用域:

link local地址 本链路有效

site local地址 本区域(站点)内有效,一个site通常是个校园网

global地址 全球有效,即可汇聚全球单播地址

•  IPv6地址分类:

unicast 单播(单点传送)地址

multicast 组播(多点传送)地址

anycast 任播(任意点传送)地址

IPv6没有定义广播地址,其功能由组播地址替代

3. 常见的IPv6地址及其前缀

•  ::/128  即0:0:0:0:0:0:0:0,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,回环地址,相当于IPv4中的localhost(127.0.0.1),ping locahost可得到此地址。

•  2001::/16  全球可聚合地址,由 IANA 按地域和ISP进行分配,是最常用的IPv6地址,属于单播地址。

•  2002::/16  6 to 4 地址,用于6to4自动构造隧道技术的地址,属于单播地址。

•  3ffe::/16   早期开始的IPv6 6bone试验网 地址,属于单播地址。

•  fe80::/10   本地链路地址,用于单一链路,适用于自动配置、邻机发现等,路由器不转发以fe80开头的地址。

•  ff00::/8  组播地址。

•  ::A.B.C.D  兼容IPv4的IPv6地址,其中<A.B.C.D>代表IPv4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   是IPv4映射过来的IPv6地址,其中<A.B.C.D>代表IPv4地址,例如 ::ffff:202.120.2.30 ,它是在不支持IPv6的网上用于表示IPv4节点。

4. 综合组网技术

在目前 IPv6和IPv4共存的情况下,实现V4和V6互联互通的综合组网技术和策略有:

1) 双栈策略

双栈策略是指在网元中同时具有 IPv4和IPv6两个协议栈,它既可以接收、处理、收发IPv4的分组,也可以接收、处理、收发IPv6的分组。对于主机(终端)来讲,“双栈”是指其可以根据需要来对业务产生的数据进行IPv4封装或者IPv6封装。对于路由器来讲,“双栈”是指在一个路由器设备中维护IPv6和IPv4两套路由协议栈,使得路由器既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信,分别支持独立的IPv6和IPv4路由协议,IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行计算,维护不同的路由表。IPv6数据报按照IPv6路由协议得到的路由表转发,IPv4数据报按照IPv4路由协议得到的路由表转发。

2) 隧道策略

隧道策略是 IPv4/v6综合组网技术中经常使用到的一种机制。所谓“隧道”,简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据技术。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道终点),这些隧道端点通常都是双栈节点。在隧道入口以一种协议的形式来对另外一种协议数据进行封装,并发送。在隧道出口对接收到的协议数据解封装,并做相应的处理。在隧道的入口通常要维护一些与隧道相关的信息,如记录隧道MTU等参数。在隧道的出口通常出于安全性的考虑要对封装的数据进行过滤,以防止来自外部的恶意攻击。

隧道的配置方法分为手工配置隧道和自动配置隧道,而自动配置隧道又可以分为兼容地址自动隧道、 6to4隧道、6over4、ISATAP、MPLS隧道、GRE隧道等,这些隧道的实现原理和技术细节都不相同,相应的,其应用场景也就不同。

### 如何配置和使用IPv6地址 #### IPv6简介 IPv6(Internet Protocol Version 6)是一种用于替代IPv4的下一代互联网协议,其设计目标之一是解决IPv4地址耗尽的问题。随着联网设备数量的增长,IPv6提供了更大的地址空间和其他改进功能[^1]。 --- #### Linux系统下的IPv6配置方法 在Linux系统中,可以通过命令行工具完成IPv6地址的手动或自动配置。以下是具体操作: ##### 手动配置IPv6地址 如果需要为网卡分配固定的IPv6地址,可以按照以下方式设置: ```bash nmcli connection modify eth0 ipv6.addresses fddb:fe2a:ab1e::c0a8:2/64 ipv6.method manual ``` 此命令的作用是将`eth0`接口的IPv6地址设置为`fddb:fe2a:ab1e::c0a8:2/64`,并将其配置模式改为手动模式[^3]。 ##### 自动获取IPv6地址 对于支持无状态地址自动配置(SLAAC)的环境,可以直接启用路由器通告(Router Advertisement, RA),从而让主机自动生成IPv6地址: ```bash sysctl -w net.ipv6.conf.eth0.accept_ra=2 ``` 该命令允许`eth0`接收RA消息,并基于接收到的信息动态生成IPv6地址[^1]。 --- #### 华为设备上的IPv6配置 在华为网络设备上,可通过以下命令实现基本的IPv6功能配置: - 启用RA报文发送: ```bash undo ipv6 nd ra halt ``` - 设置M标志位(Managed Address Configuration Flag)以指示客户端通过DHCPv6获取地址: ```bash ipv6 nd autoconfig managed-address-flag ``` - 设置O标志位(Other Configuration Flag)以便客户端通过DHCPv6获取其他信息(如DNS服务器地址): ```bash ipv6 nd autoconfig other-flag ``` 这些命令适用于华为交换机或路由器,能够帮助构建完整的IPv6网络环境[^2]。 --- #### 获取链路本地地址的方法 当需要解析目的地址的链路层地址时,可利用Neighbor Solicitation (NS)机制来完成。这一过程通常由操作系统或路由设备自动处理,但在某些情况下也可以通过调试工具验证邻居发现的结果。例如,在Linux环境中运行以下命令查看当前的邻居表: ```bash ip -6 neigh show ``` 这有助于确认是否成功解析了目标节点的MAC地址[^4]。 --- #### 常见问题及其解决方案 1. **无法ping通IPv6地址** 如果遇到此类情况,请检查是否启用了IPv6转发以及防火墙规则是否存在冲突。 2. **未获得有效的全局单播地址** 确认上游路由器已正常广播RA消息;或者尝试切换到静态配置的方式指定具体的前缀范围。 ---
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