一、IPv6背景

IPv6 最根本的改變是提供了未來對(duì)全球范圍內(nèi)可確定的地址空間的需求?；谝苿?dòng)設(shè)備的應(yīng)用，如：個(gè)人數(shù)字設(shè)備(PDA), 移動(dòng)電話,汽車, 家庭網(wǎng)絡(luò)和其他的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備都需要全球范圍內(nèi)可確定的地址。IPv6 將網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù)從 32 位擴(kuò)展到 128 位, 這代表著可以為地球上的任何需要聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備提供唯一確定的地址。正是因?yàn)橛辛巳蚍秶鷥?nèi)可確定的地址，IPv6 提供了全球范圍內(nèi)的地址可達(dá)，端到端的安全通信，以及對(duì)所有對(duì)地址有要求的應(yīng)用和服務(wù)的支持。 除此之外，豐富的 IPv6 地址空間消除了網(wǎng)絡(luò)中的 NAT(Network Address Translation)瓶頸，提高了網(wǎng)絡(luò)效率。

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二、 IPv6 地址格式

由于 IPv6 的地址有 128 位長，比 32 位的 IPv4 地址表示起來復(fù)雜的多。目前，IPv6 的地址由一串 16 進(jìn)制的數(shù)字表示，每 16 位之間用分號(hào)(:)隔開，格式如下： x:x:x:x:x:x:x:x.

下面是兩個(gè) 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(huì)包含連續(xù)的 0。為避免 IPv6 地址表示的復(fù)雜性，連續(xù)的 0 可縮寫為兩個(gè)冒號(hào)表示(::)。able1 lists IPv6 地址的縮寫格式。 兩個(gè)冒號(hào)可以用在 IPv6 地址的一部分。你可以在一個(gè)接口上配置多個(gè)地址，但只能一個(gè) link-local 地址。注意兩個(gè)冒號(hào)(::) 只能在 IPv6 地址中出現(xiàn)一次，只能代表最長的連續(xù)的 0。

單播 Unicast 地址

一個(gè) IPv6 單播地址是用來標(biāo)示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)接口。一個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地址是一個(gè)單播地址時(shí)，他將被送到以這個(gè)地址標(biāo)示的網(wǎng)絡(luò)接口。一個(gè) IPv6 的路由器應(yīng)支持下列單播地址類型:

• Global aggregatable address:可匯聚的全球化地址。
• Site-local address:區(qū)域內(nèi)的地址 (proposal to remove by IETF)
• Link-local address: 鏈路接口地址
• IPv4-compatible IPv6 address: 兼容 IPv4 的地址

1、可匯聚的全球地址

一個(gè)可匯聚的全球地址是一個(gè)帶有全球化的可匯聚的 IPv6 前綴的地址。 這種結(jié)構(gòu)化的全球化的單播地址可以進(jìn)行嚴(yán)格的路由前綴的匯聚，這樣就可以大大減少整個(gè)路由表的路由條數(shù)，減少路由的復(fù)雜度。 可匯聚的全球 地址用來標(biāo)示鏈路地址，可以進(jìn)行多級(jí)的路由匯聚，一直到頂級(jí)的 Internet 服務(wù)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前綴, 子網(wǎng)絡(luò)號(hào),和接口地址。除了以二進(jìn)制 000 開始的地址, 所有的全球化的IPv6 單播地址都帶有 64 位的接口地址。目前， 全球化的單播地址的分配范圍從以二進(jìn)制的 001 (2000::/3)開始。

2、Site-Local 地址

一個(gè) site-local 地址是一個(gè)帶著前綴 FEC0::/10 和 16 位子網(wǎng)號(hào)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(gè)區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行路由的查找，而不需要全球化的唯一的地址前綴。 Site-local 地址可以被認(rèn)為是私有地址，因?yàn)樗荒茉谝粋€(gè)嚴(yán)格限制的區(qū)域內(nèi)使用。

3、Link-Local 地址

個(gè) link-local 地址是一個(gè)帶有 link-local 前綴 FE80::/10(1111 1110 10)的 IPv6 單播地址，他采用修改的 EUI-64 地址格式自動(dòng)產(chǎn)生。 Link-local 地址可用于鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(neighbor discovery protocol)和無狀態(tài)自動(dòng)配置進(jìn)程。 在同一個(gè)鏈路上的節(jié)點(diǎn)可使用 link-local 地址來通信; 不需要 site-local 地址或全球化的單播地址。

4、與 IPv4 兼容的 IPv6 地址

一個(gè) IPv4 兼容的 IPv6 地址是一個(gè)高 96 位全 0 的，低 32 位為 IPv4 地址的 IPv6 單播地址。這種 IPv4 兼容的IPv6 地址可表示為 0:0:0:0:0:0:A.B.C.D 或::A.B.C.D. 整個(gè) 128 位的 IPv4 兼容的 IPv6 地址是將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 IPv4地址直接植入 IPv6 地址的低 32 位。IPv4 兼容的 IPv6 地址用來在運(yùn)行 IPv4 和 IPv6 雙棧時(shí)使用自動(dòng)的隧道技術(shù)(tunnels)。

5、IPv6 地址類型: Anycast 地址

一個(gè) anycast 地址是一個(gè)屬于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接口的 IPv6 的地址。一個(gè)以 anycast 地址為目的地址的數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)到最近的網(wǎng)絡(luò)接口;接口的遠(yuǎn)近由路由的計(jì)算結(jié)果來確定。Anycast 地址從地址的結(jié)構(gòu)上來說同單播地址是不可分的，因?yàn)? anycast 地址存在于單播地址的地址空間。但一個(gè)單播地址可以被超過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接收時(shí)，他就是一個(gè) anycast 地址。Anycast 地址需要在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上明確定義：這個(gè)地址是一個(gè) anycast 地址。

6、IPv6 地址類型: 組播地址 Multicast

一個(gè)前綴 FF00::/8(1111 1111)的 IPv6 地址就代表它是一個(gè) IPv6 組播地址。一個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地址為組播地址時(shí)，他將被復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的接收者。組播地址前綴的第二個(gè)八進(jìn)制數(shù)代表組播地址的范圍。這個(gè)八進(jìn)制數(shù)被分為兩部分：前四位為 0000 代表是一個(gè)永久性的組播地址，前四位為 0001 代表是暫時(shí)的組播 地址;后四位代表組播范圍，目前定義了 1, 2, 5, 8, or E，分別代表不同的組播范圍。如 Figure6 所示。比如：組播地址的前綴為 FF02::/16 代表是一個(gè)永久性的組播地址，在鏈路范圍。