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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。但是眾所周知目前使用的IPv4地址長度為32位，2的32次方大約43億個IP地址，已無法滿足互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需要，于是需要更高版本的IP協(xié)議更多數(shù)量的IP地址。IPv6地址擴充為128位，能產(chǎn)生2的128次方個IP地址，其資源幾乎是無窮的，號稱可以為每一粒沙子分配一個地址。那么這海量的IPv6地址空間是如何進行運用的呢，本篇先詳細介紹一下IPv6地址的格式以及它的分類。

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IPv6地址表示方法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 。

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IPv6地址長度為128位，表示為”X:X:X:X:X:X:X:X”, 每個X代表4個十六進制值字符，以冒號分隔，一共被分為8組。為了書寫方便， IPV6地址支持地址壓縮格式，壓縮規(guī)則如下：

每段的前面的0可以省略。比如：FE80:0210:1100:0006:0030:A4FF:000C:0097/64壓縮后的書寫格式為FE80:210:1100:6:30:A4FF:C:97/64 。
地址中一個或多個全0字段0000可以用雙冒號“::”來代替。比如：FF02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001/64壓縮后的書寫格式為FF02::1/64 。

注意：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) 。
IPv6地址分類IPv6地址分為單播地址、任播地址、組播地址三種類型。和IPv4相比，取消了廣播地址類型，同時增加了任播地址類型。
1. IPv6單播地址（Unicast）
IPv6定義了多種單播地址，目前常用的單播地址有：
（1）全球單播地址：全球單播地址是帶有全球單播前綴的IPv6地址，其作用類似于IPv4中的公網(wǎng)地址。其格式如下圖所示：

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全球單播地址由全球路由前綴（Global routing prefix）、子網(wǎng)ID（Subnet ID）和接口標(biāo)識（Interface ID）組成：

全球路由前綴：由提供商指定給一個組織機構(gòu)，通常全球路由前綴至少為48位。目前已經(jīng)分配的全球路由前綴的前3bit均為001 。
子網(wǎng)ID：組織機構(gòu)可以用子網(wǎng)ID來構(gòu)建本地網(wǎng)絡(luò)（Site）。子網(wǎng)ID通常最多分配到第64位。子網(wǎng)ID和IPv4中的子網(wǎng)號作用相似。
接口標(biāo)識：用來標(biāo)識一個設(shè)備（Host），與IPv4中的主機ID作用相似。

舉例：IPv6地址2001:1111:2222:ABCD::1/64，全球路由前綴為2001:1111:2222，子網(wǎng)ID為ABCD ，接口ID為::1，網(wǎng)絡(luò)前綴為2001:1111:2222:ABCD
（2）鏈路本地地址：鏈路本地地址是IPv6中的應(yīng)用范圍受限制的地址類型，只能在連接到同一本地鏈路的節(jié)點之間使用，它相當(dāng)于IPv4里面的169.254.0.0/16地址。它使用了特定的本地鏈路前綴FE80::/10（最高10位值為1111111010），默認情況下從11bit到64bit設(shè)置為0，而剩下的64bit，使用接口的MAC地址擴展為64位進行填充標(biāo)識。鏈路本地地址的格式如下圖所示：

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接口MAC地址原本是48位，如何將48位的MAC地址擴展為64位進行填充呢？
IPv6基于EUI-64地址接口標(biāo)識符的配置如下：
MAC地址的前24位代表廠商ID，后24位代表制造商分配的唯一擴展標(biāo)識。MAC地址的第七高位叫G/L位（Global/Local），值為0時表示MAC地址全局唯一，值為1時表示MAC地址本地唯一。在MAC地址向EUI-64格式的轉(zhuǎn)換過程中，MAC地址的前24位和后24位之間插入了16比特的FFFE，并將G/L位的值從0變成了1，這樣就生成了一個64比特的接口ID ，且接口ID的值全局唯一。這樣網(wǎng)絡(luò)前綴和接口ID一起組成接口地址。

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舉例：路由器某接口啟動了IPV6協(xié)議棧之后，只配置全球單播地址前綴，該接口的全球單播地址和鏈路本地地址可以根據(jù)EUI-64自動生成，假設(shè)該接口MAC地址為：707b-e83e-5007 ，全球單播前綴配置2021:: /64，通過EUI-64生成的全球單播地址為：2021::727b:e8ff:fe3e:5007 ，鏈路本地地址為：FE80::727b:e8ff:fe3e:5007。
（3）站點本地地址：站點本地地址是另一種應(yīng)用范圍受限的地址，它僅能在一個站點內(nèi)使用。類似IPv4中的私網(wǎng)地址，IPv6公網(wǎng)地址雖多，但是部分企業(yè)或機構(gòu)不想讓自己部分內(nèi)網(wǎng)設(shè)備被外網(wǎng)訪問（該設(shè)備也無需訪問外網(wǎng)），此時可以使用站點本地地址組建自己的內(nèi)網(wǎng)，站點本地地址只能用于內(nèi)網(wǎng)，不能在公網(wǎng)被路由。站點本地地址是由固定10bit地址前綴FEC0::/10、54bit子網(wǎng)標(biāo)識以及64bit的擴展MAC地址組成。其格式如下圖所示：

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（4）未指定地址：IPv6中的未指定地址即 0:0:0:0:0:0:0:0/128 或者::/128 。該地址可以表示某個接口或者節(jié)點還沒有IP地址，可以作為某些報文的源IP地址。源IP地址是::的報文不會被路由設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā) 。
（5）環(huán)回地址：IPv6中的環(huán)回地址即 0:0:0:0:0:0:0:1/128 或者::1/128 。環(huán)回與IPv4中的127.0.0.1作用相同，主要用于設(shè)備給自己發(fā)送報文。該地址通常用來作為一個虛接口的地址（如Loopback接口）。實際發(fā)送的數(shù)據(jù)包中不能使用環(huán)回地址作為源IP地址或者目的IP地址。
2. IPv6組播地址（Multicast）
IPv6的組播與IPv4相同，用來標(biāo)識一組接口，發(fā)往組播地址的報文被組播地址標(biāo)識的所有接口接收。其格式如下圖所示：

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一個IPv6組播地址由前綴，標(biāo)志（Flag）字段、范圍（Scope）字段以及組播組ID（Global ID）4個部分組成：

前綴：IPv6組播地址的前綴是1111 1111，即FF00::/8 。
標(biāo)志字段：長度4bit，目前只使用了最后一個比特（前三位必須置0），當(dāng)該位值為0時，表示當(dāng)前的組播地址是由IANA(The Internet Assigned Numbers Authority ，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構(gòu))所分配的一個永久分配地址；當(dāng)該值為1時，表示當(dāng)前的組播地址是一個臨時組播地址（非永久分配地址）。
范圍字段：長度4bit，用來限制組播數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的范圍。
組播組ID：長度112bit ，用以標(biāo)識組播組，比如是全部節(jié)點，全部的路由器等等。目前，建議僅使用該112位的最低32位作為組播組ID ，將剩余的80位都置0 。

舉例：
FF01::1，表示當(dāng)前節(jié)點所有接口地址；
FF02::1，表示當(dāng)前鏈路所有節(jié)點的接口地址；
FF02::2，表示當(dāng)前鏈路所有路由器的接口地址；
FF02::5，表示當(dāng)前鏈路所有運行OSPFv3協(xié)議路由器的接口地址；
FF02::9，表示當(dāng)前鏈路所有運行RIPng協(xié)議路由器的接口地址；
【關(guān)于 ipv6地址表示方式正確的ipv6地址怎么填寫】FF05::1，表示當(dāng)前站點內(nèi)所有節(jié)點的接口地址。
3. IPv6任播地址(Anycast)
單播是一對一，組播是一對多，廣播是一對全體，那么任意播就是一對最近的通信方式。任播地址設(shè)計用來在給多個主機或者節(jié)點提供相同服務(wù)時提供冗余功能和負載分擔(dān)功能。目前，任播地址的使用通過共享單播地址方式來完成。將一個單播地址分配給多個節(jié)點或者主機，這樣在網(wǎng)絡(luò)中如果存在多條該地址路由，當(dāng)發(fā)送者發(fā)送以任播地址為目的IP的數(shù)據(jù)報文時，發(fā)送者無法控制哪臺設(shè)備能夠收到，這取決于整個網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議計算的結(jié)果。

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任播地址是IPv6特有的地址類型，用來標(biāo)識一組網(wǎng)絡(luò)接口。IPv6任播地址僅可以被分配給路由設(shè)備，不能應(yīng)用于主機。任播地址不能作為IPv6報文的源地址，僅用作目標(biāo)地址，目的為任播地址的報文會被送到最近的一個被標(biāo)識接口，這里所謂的“最近”是通過路由協(xié)議的開銷來判斷的。另外任播地址與單播地址使用相同的地址空間，因此任播與單播的表示無任何區(qū)別，配置時須明確表明是任播地址，以此區(qū)別單播和任播。例如在華為路由器接口配置指明IPv6任播地址命令為：ipv6 address 2002:12::1 64 anycast（最后加上anycast參數(shù)表示這是一個任播地址）。

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