柚子快報邀請碼778899分享：網(wǎng)絡(luò) 學(xué)習(xí) IPV6地址詳解

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目錄

前言：

一、IPV6的由來

二、什么是IPV6地址？

IPV6地址結(jié)構(gòu)：

前言：

????????IPV6（Internet Protocol Version 6）是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的第二代標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也被稱為IPng（IP Next Generation），它所在的網(wǎng)絡(luò)層提供了無連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。IPv6是IETF設(shè)計的一套規(guī)范，是IPv4的升級版本。它解決了目前IPv4存在的許多不足之處，IPv6和IPv4之間最顯著的區(qū)別就是IP地址長度從原來的32位升級為128位。IPv6以其簡化的報文頭格式、充足的地址空間、層次化的地址結(jié)構(gòu)、靈活的擴展頭、增強的鄰居發(fā)現(xiàn)機制將在未來的市場競爭中充滿活力。

一、IPV6的由來

????????IP（Internet Protocol）是TCP/IP協(xié)議族中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。（網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議主要工作是：借助路由表，負(fù)責(zé)處理IP數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。）IPv4協(xié)議是目前廣泛部署的因特網(wǎng)協(xié)議。在因特網(wǎng)發(fā)展初期，IPv4以其協(xié)議簡單、易于實現(xiàn)、互操作性好的優(yōu)勢而得到快速發(fā)展。但隨著網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，地址短缺問題的顯現(xiàn)，IETF曾提出過IPv6、IPv7、IPv8、IPv9等四個草案，并希望其中的一種協(xié)議能夠替代IPv4。經(jīng)過充分的討論，IETF最終選擇IPv6并替代IPv4，而IPv7、IPv8、IPv9也就從此銷聲匿跡。

以上是IPV6大致的演進(jìn)階段圖。

二、什么是IPV6地址？

????????IPV6地址由網(wǎng)絡(luò)前綴和接口標(biāo)識兩個部分組成。網(wǎng)絡(luò)前綴有n位，相當(dāng)于IPv4地址中的網(wǎng)絡(luò)ID；接口標(biāo)識有（128-n）比特，相當(dāng)于IPv4地址中的主機ID。網(wǎng)絡(luò)前綴相當(dāng)于IPV4中的網(wǎng)絡(luò)位，用來標(biāo)識和區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)范圍，接口標(biāo)識就還是在這個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)去區(qū)分不同的主機。

IPV6地址結(jié)構(gòu)：

一個IPv6地址可以分為如下兩部分：

網(wǎng)絡(luò)前綴：n比特，相當(dāng)于IPv4地址中的網(wǎng)絡(luò)ID接口標(biāo)識：128-n比特，相當(dāng)于IPv4地址中的主機ID

具體表示方法： IPv6地址總長度為128比特，表示為"X:X:X:X:X:X:X:X", 每個X代表4個十六進(jìn)制值字符，以冒號分隔，通常分為8組，每組為4個十六進(jìn)制數(shù)的形式，每組十六進(jìn)制數(shù)間用冒號分隔。同樣是為了方便書寫和人為的區(qū)分。

IPV6提供了壓縮格式。例：FC00:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B，這是IPv6地址的首選格式。具體壓縮規(guī)則如下：

每組中的前導(dǎo)“0”都可以省略，所以上述地址可寫為：FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130B，注，只有每組前導(dǎo)位為“0”才能省略，如果一組數(shù)值都為0，則直接補0。地址中包含的連續(xù)兩個或多個均為0的組，可以用雙冒號“::”來代替，所以上述地址又可以進(jìn)一步簡寫為：FC00:0:130F::9C0:876A:130B。注：在一個IPv6地址中只能使用一次雙冒號“::”，否則當(dāng)計算機將壓縮后的地址恢復(fù)成128位時，無法確定每個“::”代表0的個數(shù)。

補充：

由于無法在短時間內(nèi)將網(wǎng)絡(luò)中的全部系統(tǒng)從IPv4升級到IPv6。最有效的過渡方案便是IPv6地址支持內(nèi)嵌IPv4地址。啥意思呢？就是說可以使用IPV6的地址格式來表示一個IPV4的地址，換句話說就是把IPv4地址轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘环N特殊形式的IPv6地址："X:X:X:X:X:X:d.d.d.d" , 其中"X:X:X:X:X:X"的前80位設(shè)為0，后16位設(shè)為1，然后再跟IPv4地址。例如，IPv4地址是192.168.0.1，那么嵌入在IPv6協(xié)議中呈現(xiàn)的地址為::FFFF:192.168.0.1。對于IPv6單播地址來說，如果地址的前三bit不是000，則接口標(biāo)識必須為64位；如果地址的前三位是000，則沒有此限制。（關(guān)于這一點，可能是因為IPV6相關(guān)的一些協(xié)議是默認(rèn)以64位接口標(biāo)識設(shè)計的，所以希望用戶使用接口標(biāo)識64位的IPV6地址）

接口標(biāo)識可通過三種方法生成：手工配置、系統(tǒng)通過軟件自動生成或IEEE EUI-64規(guī)范生成，其中，通常使用的是IEEE EUI-64規(guī)范生成。

IEEE EUI-64規(guī)范是將接口的MAC地址轉(zhuǎn)換為IPv6接口標(biāo)識的過程。

如下圖所示，MAC地址的前24位（用c表示的部分）為公司標(biāo)識，后24位（用m表示的部分）為擴展標(biāo)識符。從高位數(shù)，第7位是0表示了MAC地址本地唯一。

轉(zhuǎn)換的第一步將FFFE插入MAC地址的公司標(biāo)識和擴展標(biāo)識符之間，第二步將從高位數(shù)，第7位的0改為1表示此接口標(biāo)識全球唯一。

FFFE轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制等于1111111111111110，同時因為MAC地址本身就是一個全球唯一的地址，經(jīng)過這樣轉(zhuǎn)換后的IPV6地址也將同樣全球唯一。

這種由MAC地址產(chǎn)生IPv6地址接口標(biāo)識的方法可以減少配置的工作量，尤其是當(dāng)采用無狀態(tài)地址自動配置時，只需要獲取一個IPv6前綴就可以與接口標(biāo)識形成IPv6地址。但是使用這種方式最大的缺點是任何人都可以通過二層MAC地址推算出三層IPv6地址。

最后簡單對比一下IPV4地址和IPV6地址：

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