IPV6地址分類

如圖所示，地址分為三大類：組播、單播、任意播（也稱泛播）；

單播可分為：全球單播地址（可理解為公網(wǎng)地址---IPv6）、本地鏈路地址、站點(diǎn)本地地址、回環(huán)地址、未指定地址、內(nèi)嵌IPv4地址。

IPv6的地址長度是128位（bit）。 將這128位的地址按每16位劃分為一個(gè)段，將每個(gè)段轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)字，并用冒號(hào)隔開。以及字母大小寫并不影響地址變化。 例如：2000:0000:0000:0000:0001:2345:6789:abcd 這個(gè)地址很長，可以用兩種方法對(duì)這個(gè)地址進(jìn)行壓縮， 將每一段的前導(dǎo)零省略，但是每一段都至少應(yīng)該有一個(gè)數(shù)字 例如：2000:0:0:0:1:2345:6789:abcd 如果一個(gè)以冒號(hào)十六進(jìn)制數(shù)表示法表示的IPv6地址中，如果幾個(gè)連續(xù)的段值都是0，那么這些0可以簡記為::。每個(gè)地址中只能有一個(gè)::。 例如：2000::1:2345:6789:abcd

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單播地址（Unicast IPv6 Addresses） 可聚合的全球單播地址（Aggregatable Global Unicast Addresses） 可在全球范圍內(nèi)路由和到達(dá)的，相當(dāng)于IPv4里面的global addresses。前三個(gè)bit是001 例如：2000::1:2345:6789:abcd

IPv6公網(wǎng)地址（全球單播地址）

前3bit 固定001；

地址范圍：2xxx:xxxxx/3 - 3FFF: :FFFF；

2001::/16 IPV6因特網(wǎng)地址；

2002::/16 6to4過渡地址；

3ffe::/16 用于6bone測(cè)試目的的前綴；

注意：接口標(biāo)識(shí)符：指64bit的MAC地址（未來網(wǎng)絡(luò)適配器的MAC地址），或者是基于48bit MAC地址擴(kuò)展為64bit（EUI 64）。在全球單播地址中，規(guī)定如2001:BCFF:FEA6::/48表示一個(gè)IPv6路由前綴，2001:BCFF:FEA6:6C01::/64表示一個(gè)IPv6子網(wǎng)前綴。

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鏈路本地地址（Link-Local Addresses） 用于同一個(gè)鏈路上的相鄰節(jié)點(diǎn)之間通信，相當(dāng)于IPv4里面的169.254.0.0/16地址。IPv6的路由器不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)鏈路本地地址的數(shù)據(jù)包。前10個(gè)bit是1111 1110 10，由于最后是64bit的interface ID，所以它的前綴總是fe80::/64 例如：fe80::1

當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)啟用IPv6時(shí)自動(dòng)生成，格式如下圖，64位拓展由MAC地址按照EUI 64轉(zhuǎn)換而來。

IPv6的dhcp生成方式

EUI-64格式：基于MAC地址自動(dòng)構(gòu)造；

例如：MAC地址為0012:3400:ABCD；

首先把MAC地址對(duì)半分開，插入一個(gè)固定值FFFE；

0012:3400:ABCD ----> 0012:34FF:FE00:ABCD；

再把第七位翻轉(zhuǎn)：0----> 1， 1---->0

0012:34FF:FE00:ABCD ----> 0212:34FF:FE00:ABCD；

最后加上前綴：

FE80::212:34FF:FE00:ABCD；

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站點(diǎn)本地地址（Site-Local Addresses） 對(duì)于無法訪問internet的本地網(wǎng)絡(luò)，可以使用站點(diǎn)本地地址，這個(gè)相當(dāng)于IPv4里面的private address（10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, and 192.168.0.0/16）。它的前10個(gè)bit是1111 1110 11，它最后是16bit的Subnet ID和64bit的interface ID，所以它的前綴是FEC0::/48。

類似于IPv4中的私有地址，僅在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用，如打印機(jī)。

對(duì)于IPv6本地站點(diǎn)地址的配置，必須通過DHCPv6進(jìn)行地址的分配、無狀態(tài)的前綴公告、或者手工的進(jìn)行輸入。

值得注意的是，在RFC3879中，最終決定放棄單播站點(diǎn)本地地址。放棄的理由是，由于其固有的二義性帶來的單播站點(diǎn)本地地址的復(fù)雜性超過了它們可能帶來的好處。它在RFC4193中被ULA取代。

ULA，唯一本地地址，概念上相當(dāng)于私有IP，僅能夠在本地網(wǎng)絡(luò)使用，在IPv6 Internet上不可被路由。上面提到的站點(diǎn)本地地址由于起初的標(biāo)準(zhǔn)定義模糊而被棄用，而后RFC又重新定義了唯一本地地址以滿足本地環(huán)境中私有IPv6地址的使用。

在RFC4193中標(biāo)準(zhǔn)化了一種用來在本地通信中取代站點(diǎn)本地單播地址的類型。ULA擁有固定前綴FC00::/7，分為兩塊：FC00::/8暫未定義，F(xiàn)D00::/8定義如下：

唯一的本地IPv6單播地址（ULA，Unique Local IPv6 Unicast Address） 在RFC4193中標(biāo)準(zhǔn)化了一種用來在本地通信中取代單播站點(diǎn)本地地址的地址。ULA擁有固定前綴FD00::/8，后面跟一個(gè)被稱為全局ID的40bit隨機(jī)標(biāo)識(shí)符。

未指定地址（Unspecified address） 0:0:0:0:0:0:0:0 或者:: 當(dāng)一個(gè)有效地址還不能確定，一般用未指定地址作為源地址。未指定地址不能作為一個(gè)目標(biāo)地址來使用。

回環(huán)地址（Loopback address） 回環(huán)地址::1用于標(biāo)識(shí)一個(gè)回環(huán)接口，可以使一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以給自己發(fā)送數(shù)據(jù)包。相當(dāng)于IPv4的回環(huán)地址127.0.0.1

兼容IPv4的地址（IPv4-compatible address） 形如::w.x,y.z，這里的w.x.y.z是IPv4公共地址的十進(jìn)制點(diǎn)號(hào)表示法，用于IPv6/IPv4節(jié)點(diǎn)們（同時(shí)支持）在使用僅支持IPv4的網(wǎng)絡(luò)上用IPv6的協(xié)議進(jìn)行通信。ipv6地址與ipv4地址并沒有公式進(jìn)行對(duì)應(yīng)，也就是說兩者之間并沒有絕對(duì)的映射關(guān)系。 但是事實(shí)證明這種技術(shù)不是個(gè)好主意，RFC4291中廢棄了對(duì)這類地址的使用。

IPv4映射地址（IPv4-mapped address） 形如::FFFF:w.x.y.z，這里的w.x.y.z是IPv4公共地址的十進(jìn)制點(diǎn)號(hào)表示法,用于一個(gè)僅支持IPv4的節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)為一個(gè)IPv6的節(jié)點(diǎn)

6over4地址 [64bit-prefix]:0:0:WWXX:YYZZ,其中的WWXX:YYZZ是w.x.y.z IPv4公共地址的十進(jìn)制點(diǎn)號(hào)表示法，用于一個(gè)使用6to4協(xié)議的隧道機(jī)制的節(jié)點(diǎn)。

6to4地址 2002:WWXX:YYZZ:[SLA ID]:[Interface ID],用于表示一個(gè)使用6to4協(xié)議的隧道機(jī)制節(jié)點(diǎn)。

多播IPv6地址（Multicast IPv6 Addresses） 前8個(gè)bit為1111 1111， 其中FF01::到FF0F::的多播地址是保留專用地址 FF01::1 節(jié)點(diǎn)本地范圍所有節(jié)點(diǎn)多播地址 FF02::1 鏈路本地范圍所有節(jié)點(diǎn)多播地址 FF01::2 節(jié)點(diǎn)本地范圍所有路由器多播地址 FF02::2 鏈路本地范圍所有路由器多播地址 FF05::2 站點(diǎn)本地范圍所有路由器多播地址

IPv6多播地址

標(biāo)志位為0000表示是永久保留的組播地址，分配給各種技術(shù)使用；

標(biāo)志位為0001表示是用戶可使用的臨時(shí)組播地址；

范圍段定義了組播地址的范圍，其定義如下：

二進(jìn)制 十六進(jìn)制 范圍類型

0001 1 本地接口范圍

0010 2 本地鏈路范圍

0011 3 本地子網(wǎng)范圍

0100 4 本地管理范圍

0101 5 本地站點(diǎn)范圍 類似組播的私網(wǎng)地址

1000 8 組織機(jī)構(gòu)范圍

1110 E 全球范圍 類似組播的公網(wǎng)地址

下面是一些組播指定地址：

FF02::1 all nodes 在本地鏈路范圍的所有節(jié)點(diǎn)

FF02::2 all routers 在本地鏈路范圍的所有路由器

FF02::5 all ospf routers

FF02::9 all rip routers 所有運(yùn)行RIP的路由器

FF02::A all eigrp routers 所有運(yùn)行eigrp的路由器

FF05::2 在一個(gè)站點(diǎn)范圍內(nèi)的所有路由器

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在對(duì) IPv6 地址空間進(jìn)行子網(wǎng)劃分時(shí)，需要使用子網(wǎng)劃分技術(shù)，以一種允許將剩余地址空間的摘要和委派路由到 IPv6 Intranet 的不同部分的方式，為 48 位全局地址前綴劃分 16 位子網(wǎng) ID 字段。 您不需要以任何特定的方式進(jìn)行子網(wǎng)劃分。此處介紹的子網(wǎng)劃分技術(shù)假定您是通過使用子網(wǎng) ID 字段的高序位劃分其地址空間的可變部分來進(jìn)行子網(wǎng)劃分的。雖然此方法有助于分層尋址和路由，但此方法并不是非用不可。例如，在只有少數(shù)子網(wǎng)的小型組織中，您可以通過為子網(wǎng)編號(hào)（從 0 開始），輕松地為全局地址創(chuàng)建平面尋址空間。

IPv6的子網(wǎng)劃分

對(duì)于全局地址，Internet 編號(hào)分配機(jī)構(gòu) (IANA) 或 ISP 會(huì)分配一個(gè)前 48 位均為固定位的 IPv6 地址前綴。若要對(duì) 48 位全局地址前綴的子網(wǎng) ID 字段進(jìn)行子網(wǎng)劃分，需要執(zhí)行一個(gè)包含兩步的過程：1. 確定用于子網(wǎng)劃分的位數(shù)。2. 枚舉出新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴。 用于子網(wǎng)劃分的位數(shù)決定著您可以分配給您的網(wǎng)絡(luò)各部分（基于地理區(qū)劃或部門分類）的新子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的可能的數(shù)量。在分層路由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，您必須確定您在層次結(jié)構(gòu)的各層需要的網(wǎng)絡(luò)前綴數(shù)，進(jìn)而確定各層需要的位數(shù)。為層次結(jié)構(gòu)的各層選擇的位越多，您擁有的用于枚舉層次結(jié)構(gòu)最后一層中的單個(gè)子網(wǎng)的位越少。

例如，您可以實(shí)施一個(gè)包含兩層的層次結(jié)構(gòu)來反映地理/部門結(jié)構(gòu)，4 位用于地理層，6 位用于部門層。這一方案允許 16 個(gè)地理區(qū)域，各個(gè)區(qū)域中的各個(gè)部門只占剩余的子網(wǎng)劃分空間的 6 (16 - 6 - 4) 位，或者說每個(gè)部門只有 64 (=2^6) 個(gè)子網(wǎng)。

在層次結(jié)構(gòu)中任何給定的層上，許多位已被層次結(jié)構(gòu)中的上一層固定了 (f)，許多位被用來在層次結(jié)構(gòu)中的當(dāng)前層進(jìn)行子網(wǎng)劃分 (s)，還有許多位留給層次結(jié)構(gòu)中的下一層使用 (r)。下面這個(gè)等式始終成立：f+s+r = 16。ipv6 address sample—-[48bit prefix]:f(3bit)s(6bit)r(7bit)::

根據(jù)用于子網(wǎng)劃分的位數(shù)，您必須列出新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴，您可以使用下面兩種主要方法之一：

1. 使用子網(wǎng) ID 和遞增值的十六進(jìn)制表示形式來枚舉新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴。

2. 使用子網(wǎng) ID 和遞增值的十進(jìn)制表示形式來枚舉新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴。

這兩種方法產(chǎn)生的結(jié)果相同，都會(huì)生成子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的一個(gè)枚舉列表。 要使用十六進(jìn)制方法創(chuàng)建子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的枚舉列表，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟：

1. 根據(jù)為子網(wǎng)劃分選擇的位數(shù) s 和進(jìn)行子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)前綴的前綴長度 m，計(jì)算以下各值：f = m - 48 f 是子網(wǎng) ID 中已固定的位的數(shù)目。n = 2^s n 是您將獲得的網(wǎng)絡(luò)前綴的數(shù)目。i = 2^(16-(f+s)) i 是以十六進(jìn)制表示的各個(gè)連續(xù)子網(wǎng) ID 之間的遞增值。P = m+s P 是新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的前綴長度。

2. 創(chuàng)建一個(gè)包含 n 行、兩列的表。第一列存放網(wǎng)絡(luò)前綴編號(hào)（從 1 開始），第二列存放新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴。

3. 將使用新的前綴長度的原始網(wǎng)絡(luò)前綴放在第一行的第二列中。例如，根據(jù)進(jìn)行子網(wǎng)劃分的子網(wǎng) ID 的十六進(jìn)制值 F，子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴為 [48 位前綴]:F::/P。

4. 將站點(diǎn)本地地址或全局地址的子網(wǎng) ID 部分中的值加上 i，將結(jié)果放在下一行的第二列中。例如，在第二行中，子網(wǎng)前綴為 [48 位前綴]:F+i::/P。

5. 重復(fù)步驟 4，直到您完成該表。

例如，要對(duì)全局地址前綴 3FFE:FFFF:0:C000::/51 進(jìn)行 3 位子網(wǎng)劃分，首先計(jì)算前綴數(shù)量值、遞增值和新前綴長度值。起始值是 F=0xC000，s=3，m=51，因此 f=51-48=3。前綴的數(shù)量是 8 (n=2^3)。遞增值是 0x400 (i=2^(16-(3+3))=1024=0x400)。新的前綴長度是 54 (P=51+3)。 構(gòu)造一個(gè)包含 8 行的表，如表所示。將 3FFE:FFFF:0:C000::/54 放在網(wǎng)絡(luò)前綴 1 所在的那一行的第二列，然后讓網(wǎng)絡(luò)前綴的子網(wǎng) ID 部分依次遞增 0x400，將結(jié)果分別填入后面的各行中。

網(wǎng)絡(luò)前綴 子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴 1 3FFE:FFFF:0:C000::/54 2 3FFE:FFFF:0:C400::/54 3 3FFE:FFFF:0:C800::/54 4 3FFE:FFFF:0:CC00::/54 5 3FFE:FFFF:0:D000::/54 6 3FFE:FFFF:0:D400::/54 7 3FFE:FFFF:0:D800::/54 8 3FFE:FFFF:0:DC00::/54

要使用十進(jìn)制方法創(chuàng)建子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的枚舉列表，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟：

1. 根據(jù)用于子網(wǎng)劃分的位數(shù) s、進(jìn)行子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)前綴的前綴長度 m 和進(jìn)行子網(wǎng)劃分的子網(wǎng) ID 的十六進(jìn)制值 F，計(jì)算以下各值：f = m - 48 f 是子網(wǎng) ID 中已固定的位的數(shù)目。n = 2^s n 是您將獲得的網(wǎng)絡(luò)前綴的數(shù)目。i = 2^(16-(f+s)) i 是各個(gè)連續(xù)子網(wǎng) ID 之間的遞增值。P = m+s P 是新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的前綴長度。D = F 的十進(jìn)制表示形式

2. 創(chuàng)建一個(gè)包含 n 行、三列的表。第一列存放網(wǎng)絡(luò)前綴編號(hào)（從 1 開始），第二列存放新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴的子網(wǎng) ID 部分的十進(jìn)制表示形式，第三列存放新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴。

3. 將子網(wǎng) ID 的十進(jìn)制表示形式 (D) 放在第一行的第一列，將子網(wǎng)前綴 [48 位前綴]:F::/P 放在第一行的第二列。

4. 用子網(wǎng) ID 十進(jìn)制表示形式的值加上 i，將結(jié)果放在下一行的第二列。例如，第二行的子網(wǎng) ID 的十進(jìn)制表示形式是 D+i。

5. 在第三列中，將子網(wǎng) ID 的十進(jìn)制表示形式轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，并構(gòu)造前綴 [48 位前綴]:[SubnetID]::/P。例如，在第二行中，子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴為 [48 位前綴]:[D+i（轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制）]::/P。

6. 重復(fù)步驟 4 和 5，直到您完成該表。

例如，要對(duì)站點(diǎn)本地網(wǎng)絡(luò)前綴 3FFE:FFFF:0:C000::/51 進(jìn)行 3 位子網(wǎng)劃分，首先計(jì)算前綴數(shù)量值、遞增值、新前綴長度值和起始子網(wǎng) ID 十進(jìn)制表示形式。我們的起始值是 F=0xC000，s=3，m=51，這樣 f=51-48=3。前綴數(shù)量是 8 (n=23)。遞增值是 1024 (i=216-(3+3))。新的前綴長度是 54 (P=51+3)。起始子網(wǎng) ID 的十進(jìn)制表示形式是 49152 (D=0xC000=49152)。 構(gòu)造一個(gè)包含 8 行的表，如表所示。將 49192 放在網(wǎng)絡(luò)前綴 1 所在的那一行的第一列，將 3FFE:FFFF:0:C000::/54 放在該行的第二列。讓網(wǎng)絡(luò)前綴的子網(wǎng) ID 部分（第四個(gè)十六進(jìn)制塊）依次遞增 1024，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制并分別填入后面的各行中。

網(wǎng)絡(luò)前綴 子網(wǎng) ID 的十進(jìn)制表示形式 子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)前綴 1 49192 3FFE:FFFF:0:C000::/54 2 50176 3FFE:FFFF:0:C400::/54 3 51200 3FFE:FFFF:0:C800::/54 4 52224 3FFE:FFFF:0:CC00::/54 5 53248 3FFE:FFFF:0:D000::/54 6 54272 3FFE:FFFF:0:D400::/54 7 55296 3FFE:FFFF:0:D800::/54 8 56320 3FFE:FFFF:0:DC00::/54

與 IPv4 相同的是，您可以對(duì) IPv6 地址前綴循環(huán)進(jìn)行子網(wǎng)劃分來在組織 Intranet 的各個(gè)層次提供路由摘要，定義單個(gè)子網(wǎng)的地址前綴可達(dá)到 64 位。與 IPv4 不同的是，您無法使用可變長度子網(wǎng)劃分來創(chuàng)建不同大小的子網(wǎng)，因?yàn)樗?IPv6 子網(wǎng)都使用 64 位網(wǎng)絡(luò) ID 和 64 位接口 ID。