IPv6地址格式示例及IPv6與IPv4的區別分析


認識IPv6地址

IPv4地址是類似 A.B.C.D 的格式,它是32位,用\".\"分成四段,用10進制表示;

而IPv6地址類似X:X:X:X:X:X:X:X的格式,它是128位的,用\":\"分成8段,用16進制表示;可見,IPv6地址空間相對於IPv4地址有了極大的擴充。

RFC2373 中詳細定義了IPv6地址,按照定義,一個完整的IPv6地址的表示法:--x:--x:--x:--x:--x:--x:--x:--x

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

 

為了簡化其表示法, rfc2373提出每段中前面的0可以省略,連續的0可省略為\"::\",但只能出現一次。例如:

1080:0:0:0:8:800: 200C : 417A 可簡寫為 1080::8:800: 200C : 417A

FF01:0:0:0:0:0:0:101 可簡寫為 FF01::101

0:0:0:0:0:0:0:1 可簡寫為 ::1

0:0:0:0:0:0:0:0 可簡寫為 ::

 

類似於 IPv4中的CDIR表示法,IPv6用前綴來表示網絡地址空間,比如:

2001:251:e000::/48 表示前綴為48位的地址空間,其后的80位可分配給網絡中的主機,共有2的80次方個地址。

IPv6地址作用域和地址分類

•  IPv6地址指定給接口,一個接口可以指定多個地址。

•  IPv6地址有作用域:

link local地址 本鏈路有效

site local地址 本區域(站點)內有效,一個site通常是個校園網

global地址 全球有效,即可匯聚全球單播地址

•  IPv6地址分類:

unicast 單播(單點傳送)地址

multicast 組播(多點傳送)地址

anycast 任播(任意點傳送)地址

IPv6沒有定義廣播地址,其功能由組播地址替代

常見的IPv6地址及其前綴

•  ::/128  即0:0:0:0:0:0:0:0,只能作為尚未獲得正式地址的主機的源地址,不能作為目的地址,不能分配給真實的網絡接口。

•  ::1/128 即0:0:0:0:0:0:0:1,回環地址,相當於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進行分配,是最常用的IPv6地址,屬於單播地址。

•  2002::/16  6 to 4 地址,用於6to4自動構造隧道技術的地址,屬於單播地址。

•  3ffe::/16  早期開始的IPv6 6bone試驗網 地址,屬於單播地址。

•  fe80::/10  本地鏈路地址,用於單一鏈路,適用於自動配置、鄰機發現等,路由器不轉發以fe80開頭的地址。

•  ff00::/8  組播地址。

•  ::A.B.C.D  兼容IPv4的IPv6地址,其中代表IPv4地址。自動將IPv6包以隧道方式在IPv4網絡中傳送的IPv4/IPv6節點將使用這些地址。

•  ::FFFF:A.B.C.D  是IPv4映射過來的IPv6地址,其中代表IPv4地址,例如 ::ffff:202.120.2.30 ,它是在不支持IPv6的網上用於表示IPv4節點。

綜合組網技術

在目前 IPv6和IPv4共存的情況下,實現V4和V6互聯互通的綜合組網技術和策略有:

1) 雙棧策略

雙棧策略是指在網元中同時具有 IPv4和IPv6兩個協議棧,它既可以接收、處理、收發IPv4的分組,也可以接收、處理、收發IPv6的分組。對於主機(終端)來講,“雙棧”是指其可以根據需要來對業務產生的數據進行IPv4封裝或者IPv6封裝。對於路由器來講,“雙棧”是指在一個路由器設備中維護IPv6和IPv4兩套路由協議棧,使得路由器既能與IPv4主機也能與IPv6主機通信,分別支持獨立的IPv6和IPv4路由協議,IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由協議進行計算,維護不同的路由表。IPv6數據報按照IPv6路由協議得到的路由表轉發,IPv4數據報按照IPv4路由協議得到的路由表轉發。

2) 隧道策略

隧道策略是 IPv4/v6綜合組網技術中經常使用到的一種機制。所謂“隧道”,簡單地講就是利用一種協議來傳輸另一種協議的數據技術。隧道包括隧道入口和隧道出口(隧道終點),這些隧道端點通常都是雙棧節點。在隧道入口以一種協議的形式來對另外一種協議數據進行封裝,並發送。在隧道出口對接收到的協議數據解封裝,並做相應的處理。在隧道的入口通常要維護一些與隧道相關的信息,如記錄隧道MTU等參數。在隧道的出口通常出於安全性的考慮要對封裝的數據進行過濾,以防止來自外部的惡意攻擊。

隧道的配置方法分為手工配置隧道和自動配置隧道,而自動配置隧道又可以分為兼容地址自動隧道、 6to4隧道、6over4、ISATAP、MPLS隧道、GRE隧道等,這些隧道的實現原理和技術細節都不相同,相應的,其應用場景也就不同。 


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