IPv6基础概念
一.IPv6主要特点
1.采用128位地址方案，提供巨大IP地址空间
2.无NAT
3.无广播，无ARP
4.简化报文格式，加速报文转发
5.遵循聚合机制分配地址，使得路由表更小
6.自动配置机制，能够快速扩展
二.IPv6包头
1.分组包头
① 取消IP校验，即三层校验。二层及四层校验已足够健壮
② 取消中间节点分片，由源目段自己进行，通过PMTU机制发现路径MTU
③ 定义最长IPv6报头，利于硬件快速处理
④ 提供安全选项支持，完美支持IPSec
⑤ 增加流标签，提高Qos效率
2.扩展包头
① 只有目标节点查看，其他节点不查看和处理大部分扩展包头
②要按顺序查看扩展包头内容
3.扩展包头顺序
① 基本IPv6包头
② 逐跳选项包头：所有路由器都要对其处理
③ 目标选项包头：使用路由选择报头
④ 路由选择报头：列出了一个或多个中间点
⑤ 分段报头
⑥ 身份验证(AH)和封装安全有效负载(ESP)报头
⑦ 目的选项报头：只有最后目的节点必须处理这个报头
⑧ 上层报头：主要为TCP、UDP、ICMPv6等
三.IPv6编址
1.编址格式
① IPv6地址128位
② 使用冒号分隔十六进制格式表示，例
2001:00a8:0207:0000:0000:0000:0000:8207
2.简写方式
举例如下
2001:00a8:0207:0000:0000:0000:0000:8207
规则1：每个冒号间隔为一组16bits单元，每组16bits单元中有多个前导0可以省略，但如果16bits单元中所有bits都为0，至少要保留一个0字符。则上述地址可简写为
2001:a8:207:0:0:0:0:8207
规则2：一个或多个连续的16bits字符为0时，可用双冒号 “::” 表示，但整个地址缩写中只允许有一个 “::” 。则上述地址可简写为
2001:a8:207::8207
四.IPv6编址
1.IPv6地址空间
2.地址分类
① 单播地址（Unicast Address）
标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口
② 组播地址（Multicast Address）
标识多个接口，目的地址为组播地址的报文会被送到被比标识的所有接口
③ 任播地址（Anycast Address）
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
④ IPv6没有定义广播地址
3.单播地址
① 可聚合单播地址（Aggregatable Global Unicast Address）
a. 相当于IPv4公网地址
b. 由48为的全局路由选择前缀+16位子网ID+64位接口ID组成
c. 一般从运营商申请到的IPv6地址空间位/48，再由自己根据需要进一步规划
d. 地址范围，占总地址空间1/8(未全部使用)
2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 到
3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
② 本地站点地址（已废弃）（Site-Local Address）
③ 唯一本地地址（Unique Local Address）
a. 相当于IPv4私有地址，只能在内网中使用，不可在公网路由，无法直接访问公网
b. 地址块FC00/7被划分为两个/8的块，其中FC00::/7暂未定义，FD00::/8定义如下
④ 链路本地地址（Link-Local Address）
a. 链路本地地址，有效范围为本地链路
b. 以FE80::/10为前缀，11-64位为0，外加64位接口标识
c. 用于自动地址配置、邻居发现、路由器发现等
d. 在一条链路上，必须知道对方节点的链路本地地址，如果不知道是无法通信的。所以一条链路上IPv6要通信，必须拥有链路本地地址，且这个地址只在一条链路有效，不能被路由。不通链路的链路本地地址可以重复。
4.组播地址
① 用来标识一组接口，发给多播地址的数据流同事传输到多个目的地
② 范围：FF00::/8
③ 常见IPv6组播地址
FF02::1 链路上所有节点
FF02::2 链路上所有路由器
FF02::9 链路上所有RIP路由器
FF02::5 链路上所有OSPF路由器
FF02::6 链路上所有OSPF DR路由器
④ 地址构成
a. Flags
- 用来表示永久或临时组播组
- 0000表示永久分配或众所周知
- 0001表示临时
b. Scope
- 表示组播组的范围
- 0：预留
- 1：节点本地范围；单个接口有效；仅用于Loopback通讯
- 2：链路本地范围
- 5：站点本地范围
- 8：组织本地范围
- E：全球范围
- F：预留
c. Group ID
- 组播组ID
⑤ 组播地址的MAC映射
⑤ 被请求节点组播地址 Solicited-node
a. 主要用与重复地址（DAD）和替代ipv4中ARP
b. 由前缀FF02::1:FF00:0/104和ipv6单播地址的最后24位组成
c. Solicited-node地址受限范围为本地链路范围
d. 一个ipv6单播地址对应一个Solicited-node地址，对应关系如下
五.概念补充
1.接口ID
① 接口ID为64bits，用于标识链路上接口，在每条链路上接口ID必须唯一
② 接口ID有以下方式
a. 根据IEEE的EUI-64规范将48bits的MAC地址转化为64bits的接口ID
b. 手工配置接口ID
c. 默写系统支持自动生成随机接口ID
③ 接口ID作用
a. 用于构成LinkLocal地址
b. 可在无状态环境总用于构成全局单播IPv6地址
2.EUI-64地址
注：第七位取反
