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IPv6 地址简介

IPv6 使用 128 位寻址模型,而 IPv4 使用 32 位地址。除了更大之外,IPv6 地址与 IPv4 地址还有几个不同之处:

  • 符号

  • 前缀

  • 地址类型

与 IPv4 寻址相比,IPv6 寻址更加简单易用,也更具可扩展性。

IPv6 标记

IPv6 地址长度为 128 位(以 32 个十六进制数字表示),由 8 个冒号分隔的部分组成。每个部分包含 2 个字节,每个字节表示为从 0 到 FF 的十六进制数字。

IPv6 地址如下所示:

2001:0db8:0000:0000:0000:0800:200c:7334

通过省略每个部分的前导零或用双冒号替换包含零的连续部分,您可以将示例地址写成:

2001:db8:0:0:0:800:200c:7334 或 2001:db8::800:200c:7334

在单个 IPv6 地址中,双冒号分隔符只能使用一次。例如,您不能将 IPv6 地址 2001:db8:0000:0000:ea34:0000:71ff:fe01 表示为 2001:db8::ea34::71ff:fe0。

IPv6 前缀

IPv6 地址前缀表示一个地址空间块或一个网络。前缀是 IPv6 前缀(地址)和前缀长度的组合。它采用 /prefix-length 的形式ipv6-prefix

IPv6 地址可以分解成不同长度的前缀。前缀长度是一个十进制值,用于指定地址中构成前缀的最左侧位数。前缀长度跟在正斜杠后面,在大多数情况下,标识组织拥有的地址部分。其余所有位(直到最右侧位)表示各个节点或接口。

例如,2001:db8:0000:0000:250:af:34ff:fe26/64 的前缀长度为 64。

此地址的前 64 位 (2001:db8:0000:0000) 是前缀。其余部分 (250:af:34ff:fe26) 标识接口。

IPv6 地址类型

IPv6 地址主要分为三大类:

  • 单播 — 用于单个接口。

  • 组播 — 用于同一物理介质上的一组接口。数据包将发送到与该地址关联的所有接口。

  • 任播 — 用于不同物理介质上的一组接口。数据包只会发送到与此地址关联的一个接口,而不是所有接口。

单播地址

单播地址标识单个接口。当网络设备向单播地址发送数据包时,数据包只会发送至由该地址标识的特定接口。单播地址支持一种全局地址范围和两种类型的本地地址范围。

单播地址由 n 前缀位和接口 ID 128 – n 位组成。

在用户接入网络的 IPv6 实施中,可以使用以下类型的单播地址:

  • 全局单播地址 — 分配给主机接口的唯一 IPv6 地址。这些地址具有全局范围,与 IPv4 公共地址的用途基本相同。全球单播地址可在 Internet 上路由。

  • 链路本地 IPv6 地址 — 允许驻留在同一链路上的相邻主机之间进行通信的 IPv6 地址。链路本地地址具有本地作用域,不能在链路外使用。它们始终具有前缀 FE80::/10。

  • 环路 IPv6 地址 — 环路接口上使用的环路 IPv6 地址。IPv6 环路地址为 0:0:0:0:0:0:0:0:1,可以标记为 ::1/128。

  • 未指定地址 — IPv6 未指定地址为 0:0:0:0:0:0:0:0:0,可标记为 ::/128。

组播地址

组播地址标识通常属于不同节点的一组接口。当网络设备将数据包发送到组播地址时,设备会将数据包广播到该地址标识的所有接口。IPv6 不支持广播地址,而是在此角色中使用组播地址。

组播地址支持 16 种不同类型的地址范围,包括节点、链路、站点、组织和全局范围。前缀中的 4 位字段标识地址范围。

IPv6 用户接入网络可使用以下类型的组播地址:

  • 请求节点组播地址 — 邻接方请求 (NS) 消息将发送至此地址。

  • 全节点组播地址 — 路由器通告 (注册机关) 消息将发送到此地址。

  • 所有路由器组播地址 — 路由器请求 (RS) 消息将发送到此地址。

组播地址使用前缀 FF00::/8。

任播地址

任播地址标识通常属于不同节点的一组接口。任播地址与组播地址类似,不同之处在于数据包只发送到一个接口,而不是所有接口。网络中使用的路由协议通常确定任播地址集中哪个接口在物理上最接近,并沿着最短路径将数据包路由到其目标。

任播地址和单播地址之间没有区别,除了子网路由器地址。对于任播子网路由器地址,低阶位(通常为 64 或更多)为零。任播地址取自单播地址空间。

有关任播地址的详细信息,请参阅 RFC 2526, 保留 IPv6 子网任播地址