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IPv4现状

IPv6基本报头

IPv6扩展报头 

IPv6地址 

IPv6地址缩写规范

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IPv6地址分配 

IPv6单播地址分配 

IPv6单播地址接口标识

IPv6常见单播地址  - GUA （2 / 3 开头）

IPv6常见单播地址 - ULA

IPv6常见单播地址 - LLA

IPv6组播地址（相当于IPv4里面的D类地址）

被请求节点组播地址

IPv6任播地址 

IPv4 IPv6 对应关系

主机和路由器的IPv6地址

​编辑 IPv6单播地址业务流程

NDP

DAD 

地址解析 

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IPv4现状

2011年2月3日，IANA(Internet Assigned Numbers Authority，因特网地址分配组织)宣布将其最后的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR(RegionalInternet Registry，区域互联网注册管理机构)，此后IANA再没有可分配的IPv4地址。

IPv6基本报头

• IPv6包头由一个IPv6基本包头(必须存在)和多个扩展包头(可能不存在)组成。
• 基本包头提供报文转发的基本信息，会被转发路径上的所有设备解析。

IPv6扩展报头 

IPv6地址 

• IPv6地址的长度为128 bit。一般用冒号分割为8段，每一段16 bit，每一段内用十六进制表示。 

• 与IPv4地址类似，IPv6也用“IPv6地址/掩码长度”的方式来表示IPv6地址，
  • 例如2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64
    • IPv6地址:    2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF
    • 子网号:        2001:0DB8:2345:CD30::/64 

IPv6地址缩写规范

IPv6地址分配 

根据IPv6地址前缀，可将IPv6地址分为为单播地址、组播地址和任播地址。 

IPv6单播地址分配 

• 一个IPv6单播地址可以分为如下两部分:
  • 网络前缀(NetworkPrefix):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。
• 常见的IPv6单播地址如全球单播地址、链路本地地址等，要求网络前缀和接口标识必须为64 bit。

IPv6单播地址接口标识

• 接口标识可通过三种方法生成:
  • 手工配置
  • 系统自动生成
  • 通过IEEEEUI-64规范生成
• 其中EUI-64规范最为常用，此规范将接口的MAC地址转换为IPv6接口标识。 

IPv6常见单播地址  - GUA （2 / 3 开头）

• 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。

• 通常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45 bit。
• 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) 

IPv6常见单播地址 - ULA

• ULA(Unigue Local Address，唯一本地地址)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，因此不能直接访门公网。

• 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)。 

IPv6常见单播地址 - LLA

• LLA(Link-Local Address，链路本地地址)是IPy6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，有效范围为本地链路。
• 每一个IPv6接口都必须具备一个链路本地地址。华为设备支持自动生成和手工指定两种配置方式。 

IPv6组播地址（相当于IPv4里面的D类地址）

• 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。

• Flags:用来表示永久或临时组播组。
• Scope:表示组播组的范围。
• Group ID:组播组ID。 

被请求节点组播地址

• 当一个节点具有了单播或任播地址，就会对应生成一个被请求节点组播地址，并且加入这个组播组。该地址主要用于邻居发现机制和地址重复检测功能。被请求节点组播地址的有效范围为本地链路范围。

IPv6任播地址 

• 任播地址标识一组网络接口(通常属于不同的节点)。任播地址可以作为IPv6报文的源地址，也可以作为目的地址。

IPv4 IPv6 对应关系

分类	IPv4 地址范围	IPv6 地址范围	对应关系说明
单播地址	A 类：1.0.0.0 - 126.255.255.255 B 类：128.0.0.0 - 191.255.255.255 C 类：192.0.0.0 - 223.255.255.255	未特殊指定范围，可根据地址前缀等进行细分，如全球单播地址通常以 2000::/3 开始	IPv4 和 IPv6 中的单播地址都是用于标识单个网络接口，在网络中进行一对一的通信。
组播地址	D 类：224.0.0.0 - 239.255.255.255	FF00::/8	IPv4 的 D 类地址用于组播，IPv6 中以 FF 开头的地址段用于组播，功能类似，都是用于向一组特定的接收者发送数据。
广播地址	受限广播地址：255.255.255.255 网络广播地址：根据网络掩码确定，如对于 C 类网络 192.168.1.0/24，广播地址是 192.168.1.255	无直接对应概念，IPv6 中用组播来实现类似功能	IPv4 广播地址用于向同一网络中的所有设备发送数据，IPv6 中不再使用广播概念，而是通过组播来实现类似的功能，即向一组特定的节点发送数据。
特殊地址	0.0.0.0：用于表示默认路由或尚未获取到有效 IP 地址的主机 127.0.0.1：本地回环地址，用于本地主机进行自我测试和通信	::1：本地回环地址 ::/0：默认路由 ::FFFF:0:0/96：用于与 IPv4 地址兼容的转换	IPv4 和 IPv6 都有用于本地测试和特殊用途的地址，如回环地址等，虽然表示形式不同，但功能类似。

主机和路由器的IPv6地址

 IPv6单播地址业务流程

• 一个接口在发送IPv6报文之前要经历地址配置、DAD、地址解析这三个阶段，NDP(Neighbor Discovery Protocol，邻居发现协议）扮演了重要角色。 

NDP

• RFC2461定义了NDP，该RFC后来被RFC4861替代:
• NDP使用ICMPv6报文实现其功能。 

DAD 

• 无论通过何种方式配置了IPv6单播地址，主机或路由器都会:
  • 通过ICMPv6报文进行DAD
  • 仅当DAD通过之后才会使用该单播地址

地址解析 

IPv6使用ICMPv6的NS和NA报文来取代ARP在IPy4中的地址解析功能。