IPv6编址技术

IPv6地址表示形式

• 采用“冒号十六进制”表示法，将128位分为8个段，每段16位（2B）。

• 零压缩地址表示形式，如果一个段中4位十六进制数字全为0，则可以用一个0表示；还可以进一步简化，将地址中连续的多个“全0”段用一对冒号“：：”来代替，但是一个IPv6地址中，只能使用一次！！！

若一个IPv6地址简写为 3FFE：：A2B3：0：0：DC69 ，则该地址非简写形式是什么？

由于IPv6是由8个字段构成，所以”：：“表现形式在该IP地址中代表了3个连续全0段，故非简写地址为：

3FFE：0000：0000：0000：A2B3：0000：0000：DC69

还可以简写成3FFE：0：0：0：A2B3：：DC69

• 嵌入式地址表示形式（嵌入IPv4地址的IPv6地址）

  • IPv4兼容的IPv6地址（：：/96），当IPv6主机要把报文发送给另一个IPv6主机时，分组必须经过一个IPv4网络，这时可以使IPv4兼容的IPv6地址。在原有的IPv4地址之前，加上适当的前缀构成IPv6地址，即在地址右边的32位仍用“点分十进制”表示法书写，地址左边96位的前缀使用“冒号十六进制”方法书写。所以该写法一共分为10个段，前面6段每段是16位（2B），后面4段每段是8位（1B）。

  写出IPv4地址202.196.73.16的IPv6兼容地址

  上述地址的IPv4兼容的IPv6地址为 ：：202.196.73.16（10段）

  转成二进制为：：1100 1010 . 1100 0100 . 0100 1001 . 0001 0000（10段）

  然后将后四个段合为两个段，且每四位对应一个16进制数，IPv6兼容地址为：：CAC4：4910（8段）

  • IPv4映射的IPv6地址（：：FFFF/96），当一个分组所经过的大部分网络都是IPv6网络，但是最后需要把分组交付给IPv4主机时，应该使用IPv4映射的IPv6地址。（因为是交付给IPv4所以会变成IPv4形式）

• 前缀表示形式

通过网络前缀来体现网络的层次结构， 表示形式：地址（十六进制形式）/前缀长度（十进制形式）

例如 2001:250:6000::/48表示一个48位的路由前缀，剩下的80位可用于分配给网络中的主机。

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IPv6的地址结构和类型

IPv6支持3种不同类型的网络地址：单播（unicast）、多播（multicast）和任播（anycast）

类型	介绍
单播	点对点通信时使用，仅标识一个接口，网络负责把对单播地发送的分组发送到该接口上。
多播	标识主机组，严格说是标识一组接口，该组包括属于不同系统的多个接口，当分组的目的地址是多播地址时，网络尽力将分组发送到该组的所有接口上，源节点利用多播功能只需要生成一个报文，即可将其分发给多个接受者。
任播	标识接口组，任播地址发送的分组并未被分发给组内的所有成员，而只发往由该地址标识的“最近的”那个接口。

IPv6寻址结构中的地址类型

EUI-64格式的网络接口标识符

IEEE定义了一种基于64位的扩展唯一标识符——EUI-64。EUI-64格式的64位可以由48比特以太网MAC地址映射形成。

这种映射方法需要进行两步操作：

• 首先是将16位值为FFFE（16进制）插入到48位以太网卡地址（MAC地址）的高24位（OUI）和低24位（扩展标识符）中间。

• 然后设定第一个字节的第7位为1，该位是全球管理（为1）/本地管理（为0）G/L（global/local）位。

若一个主机网卡接口的MAC地址为00：0D：87：04：6F：30，试写出该接口相对应的EUI-64格式的网络接口标识符。假设该主机连接在前缀为3FFE：3202：1001：：/48，并且在子网地址为2的网络上，请写出该主机接口的IPv6可聚合全局单播地址。

网络接口标识符为 020D：87FF：FE04：6F30（将FFFE插入中间，并将第7位设为1）

子网地址为2，故前缀为 3FFE：3202：1001：2

该主机接口的IPv6可聚合全局单播地址为 3FFE：3202：1001：2：020D：87FF：FE04：6F30

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IPv6多播地址

格式如下图：

多播指定地址

多播地址	范围	含义	描述
FF01：：1	结点	所有结点	在本地结点范围的所有结点
FF01：：2	结点	所有路由器	在本地结点范围的所有路由器
FF02：：1	本地链路	所有结点	在本地链路范围的所有结点
FF02：：2	本地链路	所有路由器	在本地链路范围的所有路由器
FF05：：2	站点	所有路由器	在一个站点范围的所有路由器

被请求结点多播地址

替代ARP协议，该地址可以被结点或路由器用来获得相同本地链路上邻居结点和路由器的链路层地址，IPv6不使用ARP协议。

被请求结点多播地址的前缀是FF02：：1：FF00：0/104，这104位前缀加上任播或单播地址的低24位，就形成了被请求结点多播地址。

请写出IPv6单播地址3FFE：3201：3001：1：020D：87FF：FE04：6F30所对应的被请求结点多播地址。

FF02：：1：FF04：6F30

若某主机子网地址为581E：1456：2314：ABCD：：1211，接口标识符为64位，试确定该主机所连接的子网地址。

该主机所连接的子网地址为 581E：1456：2314：ABCD：：/64

试比较任播、单播和多播

类型	单播	多播	任播
特点	一对一；服务器及时响应客户机的请求；服务器针对每个客户不通的请求发送不通的数据，容易实现个性化服务；在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。	一对多；需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载；由于组播协议是根据接受者的需要对数据流进行复制转发，所以服务端的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制；没有纠错机制，丢包后很难弥补。	在任播中，在网络位址和网络结点之间存在一对多的关系，每一个位址对应一群接收结点，但在任何给定时间，只有其中之一可以接收到传送端来的资讯。