IPv6基礎知識詳解

IPv6 最根本的改變是提供了未來對全球範圍內可確定的地址空間的需求。基於移動裝置的應用，如：個人數字裝置(PDA), 行動電話,汽車, 家庭網路和其他的移動資料通訊裝置都需要全球範圍內可確定的地址。

IPv6 將網路地址位數從 32 位擴充套件到 128 位, 這代表著可以為地球上的任何需要聯網的裝置提供唯一確定的地址。正是因為有了全球範圍內可確定的地址，IPv6 提供了全球範圍內的地址可達，端到端的安全通訊，以及對所有對地址有要求的應用和服務的支援。 除此之外，豐富的 IPv6 地址空間消除了網路中的 NAT(Network Address Translation)瓶頸，提高了網路效率。

由於 IPv6 的地址有 128 位長，比 32 位的 IPv4 地址表示起來複雜的多。目前，IPv6 的地址由一串 16 進位制的數字表示，每 16 位之間用分號(:)隔開，格式如下： x:x:x:x:x:x:x:x.

下面是兩個 IPv6 地址例子：

2001:0DB8:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210
1080:0:0:0:8:800:200C:417A
通常情況下 IPv6 地址會包含連續的 0。為避免 IPv6 地址表示的複雜性，連續的 0 可縮寫為兩個冒號表示(::)。able1 lists IPv6 地址的縮寫格式。 兩個冒號可以用在 IPv6 地址的一部分。你可以在一個介面上配置多個地址，但只能一個 link-local 地址。注意兩個冒號(::) 只能在 IPv6 地址中出現一次，只能代表最長的連續的 0。

單播 Unicast 地址
一個 IPv6 單播地址是用來標示一個網路節點的一個介面。一個資料包的目的地址是一個單播地址時，他將被送到以這個地址標示的網路介面。一個 IPv6 的路由器應支援下列單播地址型別:

Global aggregatable address:可匯聚的全球化地址。
Site-local address:區域內的地址 (proposal to remove by IETF)
Link-local address: 鏈路介面地址
IPv4-compatible IPv6 address: 相容 IPv4 的地址

一個可匯聚的全球地址是一個帶有全球化的可匯聚的 IPv6 字首的地址。 這種結構化的全球化的單播地址可以進行嚴格的路由字首的匯聚，這樣就可以大大減少整個路由表的路由條數，減少路由的複雜度。 可匯聚的全球 地址用來標示鏈路地址，可以進行多級的路由匯聚，一直到頂級的 Internet 服務提供商(ISPs).全球化的可匯聚的IPv6 地址被定義為全球化的路由字首, 子網路號,和介面地址。除了以二進位制 000 開始的地址, 所有的全球化的IPv6 單播地址都帶有 64 位的介面地址。目前， 全球化的單播地址的分配範圍從以二進位制的 001 (2000::/3)開始。

一個 site-local 地址是一個帶著字首 FEC0::/10 和 16 位子網號加上 64 位的 EUI-64 格式的 IPv6 單播地址。Site-local 地址非常像 IPv4 中的私有地址空間 10.0.0.0/8;可以在一個區域內部進行路由的查詢，而不需要全球化的唯一的地址字首。 Site-local 地址可以被認為是私有地址，因為他只能在一個嚴格限制的區域內使用。

個 link-local 地址是一個帶有 link-local 字首 FE80::/10(1111 1110 10)的 IPv6 單播地址，他採用修改的 EUI-64 地址格式自動產生。 Link-local 地址可用於鄰居發現協議(neighbor discovery protocol)和無狀態自動配置程式。 在同一個鏈路上的節點可使用 link-local 地址來通訊; 不需要 site-local 地址或全球化的單播地址。

一個 IPv4 相容的 IPv6 地址是一個高 96 位全 0 的，低 32 位為 IPv4 地址的 IPv6 單播地址。這種 IPv4 相容的IPv6 地址可表示為 0:0:0:0:0:0:A.B.C.D 或::A.B.C.D. 整個 128 位的 IPv4 相容的 IPv6 地址是將網路節點的 IPv4地址直接植入 IPv6 地址的低 32 位。IPv4 相容的 IPv6 地址用來在執行 IPv4 和 IPv6 雙棧時使用自動的隧道技術(tunnels)。

一個 anycast 地址是一個屬於多個網路節點的介面的 IPv6 的地址。一個以 anycast 地址為目的地址的資料包將被轉發到最近的網路介面;介面的遠近由路由的計算結果來確定。Anycast 地址從地址的結構上來說同單播地址是不可分的，因為 anycast 地址存在於單播地址的地址空間。但一個單播地址可以被超過一個網路介面接收時，他就是一個 anycast 地址。Anycast 地址需要在網路節點上明確定義：這個地址是一個 anycast 地址。

一個字首 FF00::/8(1111 1111)的 IPv6 地址就代表它是一個 IPv6 組播地址。一個資料包的目的地址為組播地址時，他將被複制轉發到多個網路的接收者。組播地址字首的第二個八進位制數代表組播地址的範圍。這個八進位制數被分為兩部分：前四位為 0000 代表是一個永久性的組播地址，前四位為 0001 代表是暫時的組播 地址;後四位代表組播範圍，目前定義了 1, 2, 5, 8, or E，分別代表不同的組播範圍。如 Figure6 所示。比如：組播地址的字首為 FF02::/16 代表是一個永久性的組播地址，在鏈路範圍。

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