IPv6 - 地址类型和格式

十六进制数系统

在介绍 IPv6 地址格式之前，我们先了解一下十六进制数系统。 十六进制是使用基数（基数）16 的位置数字系统。为了以可读格式表示值，该系统使用 0-9 符号表示从零到九的值，使用 A-F 表示从十到十五的值。 十六进制中的每个数字都可以表示从 0 到 15 的值。

地址结构

IPv6 地址由 128 位组成，分为八个 16 位块。 然后将每个块转换为由冒号分隔的 4 位十六进制数。

例如，下面给出的是以二进制格式表示的 128 位 IPv6 地址，分为八个 16 位块:

0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011

然后将每个块转换为十六进制并用':'符号分隔:

2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB

即使转换为十六进制格式后，IPv6 地址仍然很长。 IPv6 提供了一些规则来缩短地址。 规则如下:

Rule.1: 舍弃前导零：

Block 5, 0063, 前两个0可以省略，如(5th block):

2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB

Rule.2：如果两个以上的块包含连续的零，则将它们全部省略并替换为双冒号 ::，例如（第 6 和第 7 个块）:

2001:0000:3238:DFE1:63::FEFB

连续的零块只能被 :: 替换一次，所以如果地址中仍然有零块，可以将它们缩小为单个零，例如 (2nd block):

2001:0:3238:DFE1:63::FEFB

接口编号 ID

IPv6 具有三种不同类型的单播地址方案。 地址的后半部分（最后 64 位）始终用于接口 ID。 系统的 MAC 地址由 48 位组成，以十六进制表示。 MAC 地址被认为是全球唯一分配的。 接口 ID 利用了 MAC 地址的这种唯一性。 主机可以使用 IEEE 的扩展唯一标识符 (EUI-64) 格式自动配置其接口 ID。 首先，主机将自己的 MAC 地址分成两个 24 位的一半。 然后将 16 位十六进制值 0xFFFE 夹在这两半 MAC 地址中，从而产生 EUI-64 接口 ID。

将 EUI-64 ID 转换为 IPv6 接口标识符

为了将 EUI-64 ID 转换为 IPv6 接口标识符，EUI-64 ID 的最高有效第 7 位被补充。 例如:

全局单播地址

这种地址类型相当于 IPv4 的公共地址。 IPv6 中的全局单播地址是全局可识别且可唯一寻址的。

全局路由前缀：最重要的 48 位被指定为分配给特定自治系统的全局路由前缀。 全局路由前缀的三个最高有效位始终设置为 001。

链接本地地址

自动配置的 IPv6 地址称为链路本地地址。 该地址始终以 FE80 开头。 链路本地地址的前 16 位始终设置为 1111 1110 1000 0000 (FE80)。 接下来的 48 位设置为 0，因此:

链路本地地址仅用于链路（广播段）上的 IPv6 主机之间的通信。 这些地址不可路由，因此路由器永远不会将这些地址转发到链路之外。

唯一本地地址

这种类型的IPv6地址是全球唯一的，但应该在本地通信中使用。 该地址的后半部分包含接口 ID，前半部分分为前缀、本地位、全局 ID 和子网 ID。

前缀始终设置为 1111 110。 L 位，如果地址是本地分配的，则设置为 1。 到目前为止，L位为0的含义没有定义。 因此，唯一本地 IPv6 地址始终以"FD"开头。

IPv6 单播地址的范围:

链接本地地址的范围仅限于段。 唯一本地地址在本地是全球性的，但不通过 Internet 路由，将其范围限制在组织边界内。 全球单播地址是全球唯一且可识别的。 他们应构成 Internet v2 寻址的本质。