為IP v6劃分子網

茶鄉浪子發表於2007-10-25
以下內容摘自筆者編著的《網管員必讀——超級網管經驗談》（第2版）一書。
3.8 為IP v6劃分子網
在對IP v6地址空間進行子網劃分時，需要使用子網劃分技術，以一種允許將剩餘地址空間的摘要和委派路由到IP v6 Intranet的不同部分的方式，為48位全域性地址字首劃分16位子網ID欄位。不過，目前因為IP v6技術本身都沒有普及使用，加上IP v6地址數本身就非常龐大，所以對IP v6地址進行子網劃分，在目前來說可能還沒有得到實質應用，也沒有什麼需求。在此介紹這一新IP地址協議下的子網劃分方法，純是為了各位進行積累考慮的。
不需要以任何特定的方式進行子網劃分。此處介紹的子網劃分技術假定是通過使用子網ID欄位的高序位劃分其地址空間的可變部分來進行子網劃分的。雖然此方法有助於分層定址和路由，但此方法並不是非用不可。例如，在只有少數子網的小型組織中，可以通過為子網編號（從0開始），輕鬆地為全域性地址建立平面定址空間。
對於全域性地址，Internet編號分配機構（IANA）或ISP會分配一個前48位均為固定位的IP v6地址字首。若要對48位全域性地址字首的子網ID欄位進行子網劃分，需要執行一個包含兩步的過程：
（1）確定用於子網劃分的位數。
（2）列舉出新的子網網路字首。
3.8.1 確定用於子網劃分的位數
用於子網劃分的位數決定著可以分配給的網路各部分（基於地理區劃或部門分類）的新子網網路字首的可能的數量。在分層路由基礎結構中，必須確定在層次結構的各層需要的網路字首數，進而確定各層需要的位數。為層次結構的各層選擇的位越多，擁有的用於列舉層次結構最後一層中的單個子網的位越少。
例如，可以實施一個包含兩層的層次結構來反映地理/部門結構，4位用於地理層，6位用於部門層。這一方案允許16個地理區域，各個區域中的各個部門只佔剩餘的子網劃分空間的6（16 - 6 - 4）位，或者說每個部門只有64（= 26）個子網。
在層次結構中任何給定的層上，許多位已被層次結構中的上一層固定了（f），許多位被用來在層次結構中的當前層進行子網劃分（s），還有許多位留給層次結構中的下一層使用（r）。下面這個等式始終成立：f+s+r = 16。圖3-6顯示了這種關係。
圖3-6 對全域性IP v6地址的子網ID欄位進行子網劃分
3.8.2 列舉子網網路字首
根據用於子網劃分的位數，必須列出新的子網網路字首，可以使用下面兩種主要方法之一：
l         使用子網ID和遞增值的十六進位制表示形式來列舉新的子網網路字首。
l         使用子網ID和遞增值的十進位制表示形式來列舉新的子網網路字首。
這兩種方法產生的結果相同，都會生成子網網路字首的一個列舉列表。
要使用十六進位制方法建立子網網路字首的列舉列表，請執行以下步驟：
（1）根據為子網劃分選擇的位數s和進行子網劃分的網路字首的字首長度m，計算以下各值：
l         f = m-48：f是子網ID中已固定的位的數目。
l         n = 2s：n是將獲得的網路字首的數目。
l         I = 216-（f+s）：i是以十六進位制表示的各個連續子網ID之間的遞增值。
l         P = m+s：P是新的子網網路字首的字首長度。
（2）建立一個包含n行、兩列的表。第一列存放網路字首編號（從1開始），第二列存放新的子網網路字首。
（3）將使用新的字首長度的原始網路字首放在第一行的第二列中。例如，根據進行子網劃分的子網ID的十六進位制值F，子網網路字首為[48位字首]:F::/P。
（4）將站點本地地址或全域性地址的子網ID部分中的值加上i，將結果放在下一行的第二列中。例如，在第二行中，子網字首為[48位字首]:F+i::/P。
（5）重複步驟4，直到完成該表。
【示例16】對全域性地址字首3FFE:FFFF:0:C000::/51進行3位子網劃分。
首先計算字首數量值、遞增值和新字首長度值。起始值是F=0xC000，s=3，m=51，因此f=51-48=3。字首的數量是8（n=23）。遞增值是0x400（i=216-（3+3）=1024=0x400）。新的字首長度是54（P=51+3）。
接下來，構造一個包含8行的表，如表3-20所示。將3FFE:FFFF:0:C000::/54放在網路字首1所在的那一行的第二列，然後讓網路字首的子網ID部分依次遞增0x400，將結果分別填入後面的各行中。
表3-20   使用十六進位制技術對3FFE:FFFF:0:C000::/51進行3位子網劃分
網路字首
子網網路字首
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
要使用十進位制方法建立子網網路字首的列舉列表，請執行以下步驟：
（1）根據用於子網劃分的位數s、進行子網劃分的網路字首的字首長度m和進行子網劃分的子網ID的十六進位制值F，計算以下各值：
l         f = m-48：f是子網ID中已固定的位的數目。
l         n = 2s：n是將獲得的網路字首的數目。
l         I = 216-（f+s）：i是各個連續子網ID之間的遞增值。
l         P = m+s：P是新的子網網路字首的字首長度。
l         D = F的十進位制表示形式
（2）建立一個包含n行、三列的表。第一列存放網路字首編號（從1開始），第二列存放新的子網網路字首的子網ID部分的十進位制表示形式，第三列存放新的子網網路字首。
（3）將子網ID的十進位制表示形式（D）放在第一行的第一列，將子網字首[48位字首]:F::/P放在第一行的第二列。
（4）用子網ID十進位制表示形式的值加上i，將結果放在下一行的第二列。例如，第二行的子網ID的十進位制表示形式是D+i。
（5）在第三列中，將子網ID的十進位制表示形式轉換為十六進位制，並構造字首[48位字首]:[SubnetID]::/P。例如，在第二行中，子網網路字首為[48位字首]:[D+i（轉換為十六進位制）]::/P。
（6）重複步驟4和5，直到完成該表。
【示例17】對站點本地網路字首3FFE:FFFF:0:C000::/51進行3位子網劃分。
首先計算字首數量值、遞增值、新字首長度值和起始子網ID十進位制表示形式。我們的起始值是F=0xC000，s=3，m=51，這樣f=51-48=3。字首數量是8（n=23）。遞增值是1024（i=216-（3+3））。新的字首長度是54（P=51+3）。起始子網ID的十進位制表示形式是49152（D=0xC000=49152）。
接下來，構造一個包含8行的表，如表1-20所示。將49192放在網路字首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。讓網路字首的子網ID部分（第四個十六進位制塊）依次遞增1024，然後將結果轉換為十六進位制並分別填入後面的各行中。
表3-21   使用十進位制技術對3FFE:FFFF:0:C000::/51進行3位子網劃分
網路字首
子網ID的十進位制表示形式
子網網路字首
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
 

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