IPv6地址结构的详细探究( 二 )

2022-04-17 IPv6

工作原理：自动将48bit的以太网MAC地址扩展成64bit，再挂在一个64bit的前缀后面，组成一个IPV6地址
步骤一、将48位的MAC地址从中间分开，插入一个固定数值FFFE
0050:3EE4:4C00-->0050:3EFF:FEE4:4C00
步骤二、将第7个比特位反转，如果原来是0，就变为1,如果原来是1，就变为0
0050:3EFF:FEE4:4C00-->0250:3EFF:FEE4:4C00
步骤三、加上前缀：比如加上链路本地地址前缀FE80，FE80::0250:3EFF:FEE4:4C00 这就是一个完整的IPV6地址。
反转的原因：在MAC地址中，第7比特为1表示本地管理，为0表示全球管理；在EUI-64格式中，第7位为1表示全球惟一，为0表示本地惟一
3、 IPv6地址分类

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1） IPv6地址分为单播地址、任播地址、多播地址。和IPv4相比，取消了广播地址类型，以更丰富的多播地址代替，同时增加了任播地址类型。任播地址取自(具有任何范围的)单播地址空间，在句法上任播地址与单播地址难以区分。
2）“未指定的地址”（全0）、环回地址（::1）和嵌入IPv4地址的IPv6地址从0000 0000格式前缀中分配。
3）除多播地址(格式前缀1111 1111)外，格式前缀从001到111的地址都必须有64比特的EUI-64格式的接口标识符。
4）所有格式前缀不是多播格式前缀（1111 1111）的IPv6地址都是IPv6单播格式（任播和IPv6单播格式相同）。IPv6单播地址和IPv4单播地址一样可聚合。
4、IPv6单播地址单一接口的标识符，用于一对一的连接。

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IPv6单播地址由子网前缀和接口ID两部分组成。子网前缀由IANA、ISP和各组织分配。接口标识符目前定义为64比特，可以由本地链路标识MAC生成或采用EUI-64格式随机算法生成以保证唯一性。
有以下六种类型：
1）可聚合全球单播地址

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目前已分配的地址前缀：2001::/3, 2000::
~3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff
目前实际用于IPV6 因特网运作的前缀：2001::/16；
2002::/16为使用6to4过渡机制节点保留；
3ffe::/16由于6bone测试目的前缀。
2）本地链路地址

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节点启用ipv6，每个接口自动会生成一个本地链路地址。其前缀64bit是固定的，其后64bit的接口ID根据EUI-64格式来构造。
链路本地地址只能在本地链路通信，不能过路由。
3）站点本地地址
IPV6私网地址，就像IPV4的私网地址一样。只能在站点内使用，不能用于公网。

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最初设计站点本地地址是用于不需要全球前缀的站点内部寻址。现在，站点本地地址已经过时了，在新的实现中，必须不再支持由[RFC3513]定义的这个前缀的特殊性质(即，新的实现必须将此前缀看作是全球单播) 。
已有的实现和部署可以继续使用这个前缀。
4）不确定地址
单播地址0:0:0:0:0:0:0:0称为不确定地址。它不能分配给任何节点。它的一个应用示例是初始化主机时，在主机未取得自己的地址以前，可在它发送的任何IPv6包的源地址字段放上不确定地址。不确定地址不能在IPv6包中用作目的地址，也不能用在IPv6路由头中；
5）回环地址
单播地址0:0:0:0:0:0:0:1称为回环地址。节点用它来向自身发送IPv6包。它不能分配给任何物理接口。
6）带有嵌入ipv4地址的ipv6地址
分两类：Ipv4兼容的ipv6地址和 Ipv4映射的ipv6地址。

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Ipv4兼容的ipv6地址：ipv4地址必须全球唯一。像::13.1.68.3这种前96比特全0的地址，主要用在一种自动隧道技术，目的地址为这种地址的报文会被自动IPv4隧道封装，由于这种技术不能解决地址耗尽问题，已经逐渐被废弃。

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Ipv4映射的ipv6地址：像::FFFF.129.144.52.38这种最前80比特为全0，中间16比特为全1，最后32比特为IPv4地址，这种地址用来把只支持IPv4的节点用IPv6地址表示。在支持双栈的IPv6节点上，IPv6应用发送目的报文是这种地址时，实际上发出的报文为IPv4报文（目的地址是“IPv4映射的IPv6地址”中的IPv4地址）。

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