什么是IPv6，IPv6介绍？

地址结构：

长度为128bit，采用十六进制表示，总共由32个十六进制表示

每四位十六进制用冒号来分割，总共有八段

大小写不敏感

IPv6每组16 bit的单元中的前导0可以省略。

但是如果16 bit单元的所有比特都为0，那么至少要保留一个“0”字符。

拖尾的0不能被省略。

一个或多个连续的16bit字符为0时，可用“::”表示，但整个IPv6地址缩写中只允许有一个”::“

掩码结构：

IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址

例如：128位掩码表示1个IPV6，127位表示2个

地址划分

例：2001: 1234:5678::/31计算可以用地址范围

找到31位的位置 31(bit)/4(bit)=7余3

7 ➔ 第7个16进制数，即：2001:123

3 ➔ 第8个16进制数的前3个bit位置，即：4(16进制) ➔ 0100 (二进制)，前三位就是010

计算范围 7位头部，即2001:123

后面为尾部： 最小为0100，即4(16进制)

最大为0101，即5(16进制) ，余下以F补充

因此，地址范围为： 2001：1234::/31~2001:1235:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff/31

地址分类：

IPv6地址分为单播地址、组播地址和任播地址

单播地址

标识一个接口（具有mac地址的端口）,目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口

单播地址结构 一个IPv6单播地址可以分为如下两部分：

网络前缀( Network Prefix) : n bit,相当于IPv4地址中的网络ID

接口标识( Interface Identify) : (128-n) bit，相当于IPv4地址中的主机ID

接口标识的产生有三种方法：

手工配置

ipv6 address 2001::1/64

系统软件自动生成：只能产生64位的地址

通过IEEE EUI-64规范生成:

利用48bitMAC地址，中间插入“FFFE”补足64bit，第7bit位取反

ipv6 address 2001::/64 eui-64

单播分类：

未指定地址 : :/128

环回地址 : :1/128

本地链路地址 FE80::/10

唯一本地地址 私网，做实验使用

全球单播地址 公网ip

其他地址 过渡技术：兼容、映射、 6to4、双栈 2002: 😕

单播地址业务流程：

一个接口在发送IPv6报文前要经历地址配置，DAD，地址解析三个阶段

地址配置方式：

全球单播地址

手工配置

无状态自动配置NDP

有状态自动配置DHCPv6

链路本地地址

手工配置

自动生成

根据EUI-64规范动态生成

DAD：类似IPv6中的免费arp，用于检测当前地址是否冲突

地址解析：类似IPv4中的ARP请求，通过ICMPv6报文形成IPv6地址与数据链路层的映射关系

GUA(Global Unicast Address,全球单播地址)

也被称为可聚合全球单播地址。该类地址全球唯一，用于需要有互联网访问需求的主机， 相当于IPv4的公网地址

GUA的网络部分长度为64 bit，接口标识也为64 bit。

全局路由前缀：由提供商指定给一个组织机构，一般至少为45bit。

子网ID：组织机构根据自身网络需求划分子网。

接口标识：用来标识一个设备(的接口)。

2000::/3即为当前IPv6地址的全球顶级聚合。 亚太地区顶级聚合为2400::/12，即2400::~240F:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

LLA(Link-Local Address,链路本地地址)

IPv6中另一种应用范围受限制的地址类型。 LLA的有效范围是本地链路，前缀为FE80::/10

LLA用于一条单一链路层面的通信，例如IPv6地址无状态自动配置、IPv6邻居发现等。

源或目的IPv6地址为链路本地地址的数据包将不会被转发到始发的链路之外， 换句话说，链路本地地址的有效范围为本地链路

ULA(Unique Local Address,唯一本地地址)

ULA是IPv6私网地址，只能够在内网中使用。 该地址空间在IPv6公网中不可被路由，因此不能直接访问公网

唯一本地地址使用FC00::/7地址块，目前仅使用了FD00::/8地址段。FC00::/8预留为以 后拓展用。

ULA虽然只在有限范围内有效，但也具有全球唯一的前缀(虽然随机方式产生，但是冲突 概率很低)。

组播地址

标识多个接口 ,目的为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口

IPv6组播地址标识多个接口，一般用于“一对多”的通信场景

IPv6组播地址只可以作为IPv6报文的目的地址

相当于ipv4中的广播报文，在同一个组播组相当于在同一个vlan

路由器的所有接口都将被加入FF02::1和FF02::2的组播组

任播地址

标识多个接口，目的为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识接口，最近节点是由路由协议来定义的。 任播地址可以作为IPv6报文的源地址，也可以作为目的地址

任播地址与单播地址使用相同的地址空间配置时须明确表明是任播地址，以此区别单播和任播

发送到子网路由器任播地址的报文会被发送到该地址标识的子网中路由意义上最近的一个路由器

现在使用CDN来实现此功能，任播地址并未使用

作用

提升可靠性，减少路由器的负荷

实现冗余

实现双活

实现负载均摊