IPv6地址介绍

2008 年 04 月 10 日

1．认识IPv6地址

IPv4地址是类似 A.B.C.D 的格式，它是32位，用\".\"分成四段，用10进制表示；而IPv6地址类似X:X:X:X:X:X:X:X的格式，它是128位的，用\":\"分成8段，用16进制表示；可见，IPv6地址空间相对于IPv4地址有了极大的扩充。

RFC2373 中详细定义了IPv6地址，按照定义，一个完整的IPv6地址的表示法：xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

例如： 2001:0000: 1F 1F :0000:0000:0100: 11A 0:ADDF

为了简化其表示法， rfc2373提出每段中前面的0可以省略，连续的0可省略为\"::\"，但只能出现一次。例如：

1080:0:0:0:8:800: 200C : 417A 可简写为 1080::8:800: 200C : 417A

FF01:0:0:0:0:0:0:101 可简写为 FF01::101

0:0:0:0:0:0:0:1 可简写为 ::1

0:0:0:0:0:0:0:0 可简写为 ::

类似于 IPv4中的CDIR表示法，IPv6用前缀来表示网络地址空间，比如：

2001:251:e000::/48 表示前缀为48位的地址空间，其后的80位可分配给网络中的主机，共有2的80次方个地址。

为了使您更好的理解 IPv6，在这里给出一个表格，以比较IPv4和IPv6地址对应关系和区别。

IPv4地址	IPv6地址
组播地址（ 224.0.0.0/4）	IPv6组播地址（FF00::/8）
广播地址	无，只有任播（ anycast）地址
未指定地址为 0.0.0 .0	未指定地址为 ::
回路地址为 127.0.0.1	回路地址为 ::1
公用 IP地址	可汇聚全球单播地址
私有地址（ 10.0.0 .0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16）	本地站点地址（ FEC0::/48）
Microsoft自动专用IP寻址自动配置的地址（169.254.0.0/16）	本地链路地址（ FE80::/64）
表达方式：点分十进制	表达方式：冒号十六进制式（取消前置零、零压缩）
子网掩码表示：以点阵十进制表示法或前缀长度表示法（ CIDR）	子网掩码表示：仅使用前缀长度表示法（ CIDR）

2． IPv6地址作用域和地址分类

• IPv6地址指定给接口，一个接口可以指定多个地址。

• IPv6地址有作用域：

link local地址本链路有效

site local地址本区域（站点）内有效，一个site通常是个校园网

global地址全球有效，即可汇聚全球单播地址

• IPv6地址分类：

unicast 单播（单点传送）地址

multicast 组播（多点传送）地址

anycast 任播（任意点传送）地址

IPv6没有定义广播地址，其功能由组播地址替代

3．常见的IPv6地址及其前缀

• ::/128 即0:0:0:0:0:0:0:0，只能作为尚未获得正式地址的主机的源地址，不能作为目的地址，不能分配给真实的网络接口。

• ::1/128 即0:0:0:0:0:0:0:1，回环地址，相当于IPv4中的localhost（127.0.0.1），ping locahost可得到此地址。

• 2001::/16 全球可聚合地址，由 IANA 按地域和ISP进行分配，是最常用的IPv6地址，属于单播地址。

• 2002::/16 6 to 4 地址，用于6to4自动构造隧道技术的地址，属于单播地址。

• 3ffe::/16 早期开始的IPv6 6bone试验网地址，属于单播地址。

• fe80::/10 本地链路地址，用于单一链路，适用于自动配置、邻机发现等，路由器不转发以fe80开头的地址。

• ff00::/8 组播地址。

• ::A.B.C.D 兼容IPv4的IPv6地址，其中<A.B.C.D>代表IPv4地址。自动将IPv6包以隧道方式在IPv4网络中传送的IPv4/IPv6节点将使用这些地址。

• ::FFFF:A.B.C.D 是IPv4映射过来的IPv6地址，其中<A.B.C.D>代表IPv4地址，例如 ::ffff:202.120.2.30 ，它是在不支持IPv6的网上用于表示IPv4节点。

4．综合组网技术

在目前 IPv6和IPv4共存的情况下，实现V4和V6互联互通的综合组网技术和策略有：

1) 双栈策略

双栈策略是指在网元中同时具有 IPv4和IPv6两个协议栈，它既可以接收、处理、收发IPv4的分组，也可以接收、处理、收发IPv6的分组。对于主机（终端）来讲，“双栈”是指其可以根据需要来对业务产生的数据进行IPv4封装或者IPv6封装。对于路由器来讲，“双栈”是指在一个路由器设备中维护IPv6和IPv4两套路由协议栈，使得路由器既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信，分别支持独立的IPv6和IPv4路由协议，IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行计算，维护不同的路由表。IPv6数据报按照IPv6路由协议得到的路由表转发，IPv4数据报按照IPv4路由协议得到的路由表转发。

2) 隧道策略

隧道策略是 IPv4/v6综合组网技术中经常使用到的一种机制。所谓“隧道”，简单地讲就是利用一种协议来传输另一种协议的数据技术。隧道包括隧道入口和隧道出口（隧道终点），这些隧道端点通常都是双栈节点。在隧道入口以一种协议的形式来对另外一种协议数据进行封装，并发送。在隧道出口对接收到的协议数据解封装，并做相应的处理。在隧道的入口通常要维护一些与隧道相关的信息，如记录隧道MTU等参数。在隧道的出口通常出于安全性的考虑要对封装的数据进行过滤，以防止来自外部的恶意攻击。

隧道的配置方法分为手工配置隧道和自动配置隧道，而自动配置隧道又可以分为兼容地址自动隧道、 6to4隧道、6over4、ISATAP、MPLS隧道、GRE隧道等，这些隧道的实现原理和技术细节都不相同，相应的，其应用场景也就不同。