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1、第3章 IPv6地址技术,机械工业出版社 ISBN 7-111-23468-5,全球IPv4地址分配情况,全球IPv6地址分配情况,IPv6与IPv4地址比较,学习内容及要求,本章学习内容及要求 要求了解IPv6地址表示方式 掌握IPv6地址空间和地址前缀内容 掌握IPv6寻址模型内容 熟知IPv6地址分类方法 掌握IPv6单播地址、多播地址、任播地址内容 掌握IPv6地址配置技术 了解DHCPv6的应用方法 了解IPv6域名系统的使用,学习目标,掌握IP v6地址及前缀表示方法 描述IP v6地址分类 掌握IP v6地址配置技术 了解IP v6的域名解析,IP v6地址 IP v6地址分类
2、IP v6地址配置技术 IP v6的域名解析,3.1 IPv6地址技术概述,3.1.1 IPv6地址表示方式 在RFC2373(IPv6 Addressing Architecture)文档中规定了IPv6的地址结构 IPv6地址有3种格式：首选格式；压缩表示格式；内嵌IPv4地址的IPv6地址格式 后面两种格式更加清楚和易于使用 新的RFC文档,IPv6地址表示,1000000000000001 0000010000010000 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000000 0000000000000000 00000000000000
3、00 0100010111111111,1000000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001 0000000000000000000000000000000000000000000000000100010111111111,2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff,2001:410:0:1:0:0:0:45ff,2001:410:0:1:45ff,1. 首选格式,首选格式也称为标准的IPv6地址表达方式 方法是把IPv6的128位二进制位地址按每16位划分为一组，可以划分为8个组，
4、每组用一个4位的十六进制整数表示，各组之间用冒号间隔。IPv6地址首选格式的基本表达方式是X:X:X:X:X:X:X:X 其中X是一个4位十六进制整数(16位二进制位)。每一个数字包含4位二进制位，每个十六进制整数包含4个数字，每个IPv6地址包括8个十六进制整数，共计128位(448=128) 00100000 00000001 00000100 00010000 00000000 00000000 00000000 00000001 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 01000101 11111111 划分为16位一
5、组，每一组用一个4位十六进制整数表示，各组之间由冒号间隔：2001: 0410: 0000: 0001: 0000: 0000: 0000: 45ff,2. 压缩表示格式,IPv6标准中允许用“空隙”来表示这一长串的0，并且一个4位十六进制整数的起始的0可以省略(压缩掉)，但中间和后面的0不可以省略。例如上面用首选格式表示的IPv6地址2001: 0410: 0000: 0001: 0000: 0000: 0000: 45ff可以被表示为：2001: 410: 0: 1: 0: 0: 0: 45ff 规定当地址中存在一个或多个连续的16比特的字符0时，可以用两个冒号(双冒号)表示，双冒号可以代
6、替地址中连续的0，这两个冒号表示该地址可以扩展到一个完整的128位地址。上面的地址可以表示为：2001: 410: 0: 1: 45ff,需要注意的是,在使用压缩表示格式时，IPv6标准规定双冒号只能在地址中只能出现一次，并且不能省略一个组中有效的0，例如上面的地址不可以写为：2001: 41: 0: 1: 45ff。,3. 内嵌IPv4地址的IPv6地址格式,在IPv4和IPv6的混合环境中可以采用内嵌IPv4地址的IPv6地址格式IPv6地址中的最低32位可以用于表示IPv4地址，该地址可以按照一种混合方式表达，即X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，其中X表示一个十六进制整数(表示16
7、位二进制数)，而d表示一个十进制整数(表示8位二进制数)。例如，地址0:0:0:0:0:0: 202.161.68.97就是一个合法的IPv4地址，把两种可能的表达方式组合在一起，该地址也可以表示为：: 202.161.68.97,IPv4和IPv6节点共存的方法,当然两个不同IP版本最明显的一个差别是地址。内嵌IPv4地址的IPv6地址格式最早由RFC1884定义，然后被带入RFC2373中，IPv6提供两类嵌有IPv4地址的特殊地址。 这两类地址高阶80位均为0，低价32位包含IPv4地址。当中间的16位被置为FFFF时，则指示该地址为IPv4映像的IPv6地址。 IPv4兼容地址被节点用
8、于通过IPv4路由器并以隧道方式传送IPv6包。这些节点既理解IPv4又理解IPv6。IPv4映像地址则被IPv6节点用于访问只支持IPv4的节点。,3.1.2 IPv6地址空间和地址前缀,IPv6格式前缀FP(Format Prefix)采用类似于IPv4地址中的无分类域间路由CIDR机制中的地址前缀，地址前缀用来标识网络、子网和路由(选路)。 IPv6地址被分成两个部分： 子网前缀和接口标识符 IPv6地址前缀表示方法与IPv4地址中的CIDR一样，采用“地址/前缀长度”的格式，。 IPv6地址前缀格式为： IPv6地址/前缀长度 IPv6节点地址中指出了前缀长度，例如，4030:0:0:
9、0:C9B4:FF12:48BC:1A27/60，这个地址中用于选路的前缀长度为60位。,地址前缀,地址前缀就是地址最前面的那段数字。 也属于128位地址空间范围。 是路由或子网的表示 类似于IPv4网络中的网络ID 其表示方法类似于IPv4中的CIDR表示方法：地址/前缀长度,FF02:/16,IP v6地址结构,IPv6地址 = 前缀 + 接口标识 前缀：相当于v4地址中的网络ID 接口标识：相当于v4地址中的主机ID 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 地址极其丰富。地球上的每一粒沙子都可以有一个IPv6地址！,2001:A304:6101:1,E0:F726:4
10、E58,前缀,接口标识,IPv6地址,:,接口ID的生成,由IEEE EUI64规范自动生成 很方便的哦 设备随机生成 保护主机的私密性 手工配置 建议在服务器和重要网络设备上配置,EUI64规范,将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID 由设备自动生成 MAC唯一，所以接口ID也唯一48比特的MAC地址转化后的64比特的接口ID,IPv6地址空间描述,RFC2373中给出了IPv6地址空间描述，内容包括： 地址分配的情况，前缀(地址分配中前面的位值)和作为整个地址空间一部分的地址分配的长度(所占IPv6地址空间的比率)。 RFC2373文档也给出了一些用来识别特殊地址的格式前缀(也称全
11、球路由前缀) 例如本地链路地址或多播地址。 RFC2373定义的IPv6地址空间的分配情况如图3.1所示 其中超过80%的地址空间是未分配的。 IPv6为OSI的NSAP和IPX各保留了1/128地址空间。,3.1.3 IPv6寻址模型,IPv6地址由两部分组成： 一部分是64位子网标识符；另一部分是64位接口标识符，可以看出IPv6地址的一半是子网空间，另一半是接口空间。 IPv6地址是分配给接口的 在IPv6网络中一个接口可以有一个或多个IPv6地址(包括单播地址，任播地址和多播地址)。 如果硬件有能力在多个网络接口上正确地共享其网络负载的话，那么多个网络接口可以共享一个IPv6地址 这使
12、得从服务器扩展至负载分担的服务器群成为可能。 一个网络接口可以具备多个任意类型的IPv6地址。,IPv6地址的分配,全球有5个RIR负责所在区域的IPv6地址的分配 欧洲地区，RIPE-NCC 负责欧洲、中东和部分中亚地区， 亚太地区，APNIC 负责亚洲和太平洋地区 非洲地址，AfriNIC 负责非洲地区。 北美地区，ARIN 负责加拿大、美国以及加勒比海和北大西洋的一些岛屿。 拉丁美洲和加勒比海地区，LACNIC 负责拉丁美洲和加勒比海地区的IPv6地址的分配。,3.2 IPv6地址分类,3.2.1 IPv6地址分类概述 IPv6地址的分类方法与IPv4类似，按照其传输类型分为3种： 单播
13、地址(Unicast Address)：用来标识单一网络接口。 多播地址(Multicast Address)：用来标识一组网络接口(通常属于不同的节点)。 任播地址(Anycast Address)：用来标识一组网络接口，这些接口通常属于不同的节点。任播地址是IPv6引人的一种新的地址类型。,特殊地址,需要说明的是,在IPv6中取消了广播地址(Broadcast Address) 用多播地址取代广播地址实现的功能 IPv6中取消了广播地址的原因是 广播地址从一开始就为IPv4网络带来了问题 广播被用来携带去向多个节点的信息，或被那些不知信息来自何方的节点用来发出请求 广播可能会为网络性能设置
14、障碍 同一网络链路上的大量广播意味着该链路上的每个节点都必须处理所有广播，但是其中绝大部分节点最终都将忽略该广播，因为该广播信息与自己无关,IPv6对此的解决办法,IPv6对此的解决办法是使用一个“所有节点”多播地址来替代那些必须使用广播的情况。 同时，对那些原来使用了广播地址的场合，则使用一些更加有限的多播地址。 通过这种方法，对于原来对广播携带的业务流感兴趣的节点可以加入一个多播地址，而其他对该信息不感兴趣的节点则可以忽略发往该地址的包。 广播从来不能解决信息穿越Internet的问题 例如选路信息，而多播则提供了一个可行的方法，可以实现路由信息穿越Internet,IPv6的一般地址格式
15、,IPv6 地址像IPv4中那样是分配给网络接口的，而不是像OSI中那样是分配给网络节点。 一个节点的每个接口都需要至少一个单播地址。一个接口也可以具有多个任意类型的IPv6地址 ( 单播、多播或任播 ) 。 一个典型的IPv6地址由三个部数据报成： 全球路由前缀GRP 、子网 ID和接口ID。,IEEE EUI-64格式,IPv6主机地址的接口标识符基于IEEE EUI-64格式 该格式基于已存在的MAC地址来创建64位接口标识符，这样的标识符在本地和全球范围是惟一的。可以访问IEEE网站： http:/standards.ieee.org/db/oui/tutorials/EUI64.ht
16、ml。 这些64位接口标识符能在全球范围内逐个编址，并惟一地标识每个网络接口 这意味着理论上可多达264个不同的物理接口,3.2.2 IPv6单播地址,一个节点可以具有多个IPv6网络接口 每个接口必须具有一个与之相关的单播地址。 一个IPv6单播地址可看成是一个两字段实体 其中一个字段用来标识网络，而另一个字段则用来标识该网络上节点的接口。 网络标识符可被划分为几部分，分别标识不同的网络部分。IPv6单播地址的类型包括： 可聚类全球单播地址； 未指定地址或全0地址； 回返地址；嵌有IPv4地址的IPv6地址； 基于ISP和基于地理位置的ISP地址； OSI网络服务访问点(NSAP)地址； 网络互联包交换(IPX)地址。,1. 可聚类全球单播地址,可聚类全球单播地址用作IPv6公网地址，每个可聚合全球单播IPv6地址有3个部分： ISP提供商分配的前缀。 站点拓扑。组织机构使用提供商分配的一个/48位前缀，可以用前缀的4964位，一共16位把网络划分为子网，最多可以划分65 535个子网。 接口ID(接口标识符)。IPv6地址的低64位用于标识接口。,
