IPv6地址结构
ipv6组成结构
ipv6组成结构IPv6组成结构IPv6是互联网协议版本6的简称，是IPv4的下一代互联网协议。
IPv6的地址空间比IPv4大得多，能够提供更多的IP地址。
本文将介绍IPv6的组成结构。
一、IPv6地址格式1.1 IPv6地址长度IPv6地址比IPv4地址长得多，它是128位的二进制数，通常用32位十六进制数表示，每个十六进制数用冒号分隔。
1.2 IPv6地址表示方法为了方便人类阅读和记忆，IPv6地址通常采用以下两种表示方法：（1）冒号十六进制表示法采用32位十六进制数表示，每个十六进制数之间用冒号分隔。
例如：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
（2）压缩表示法当一个或多个连续的块为0时，可以将这些块省略，并在省略部分使用双冒号“::”来代替。
例如：2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334。
二、IPv6头部格式2.1 IPv6头部长度IPv6头部长度固定为40字节。
2.2 IPv6头部字段IPv6头部包含以下字段：（1）版本号：4位，表示IPv6协议的版本号，值为6。
（2）流量类别：8位，用于区分不同类型的数据流。
（3）流标签：20位，用于标识数据流。
（4）有效载荷长度：16位，表示IPv6报文头部之后的有效载荷长度。
（5）下一个头部：8位，表示下一个头部的类型。
（6）跳数限制：8位，表示IPv6报文可以经过的最大路由跳数。
2.3 IPv6扩展头部IPv6还支持多种扩展头部，在IPv6头部之后可以添加一个或多个扩展头部。
常见的扩展头部有：（1）选项头部用于在IPv6报文中添加选项信息。
（2）路由头部用于指定IPv6报文的路由路径。
（3）认证头部用于对IPv6报文进行认证和加密处理。
三、IPv6地址类型3.1 单播地址单播地址是只有一个接口使用的地址。
它可以分为以下几种类型：（1）全球单播地址全球单播地址是全球唯一的地址，可以在全球范围内路由。
IPv6协议的结构
IPv6协议的结构IPv6（Internet Protocol version 6）是用于在互联网上进行数据传输的协议，可以看作是IPv4的升级版本。
随着IPv4地址资源的逐渐耗尽，IPv6的重要性不断凸显。
本文将介绍IPv6协议的结构，包括IPv6地址、IPv6数据包结构以及IPv6的扩展头部。
一、IPv6地址结构IPv6地址是IPv6协议中最基本的元素之一，用于标识网络中的主机和路由器。
相比于IPv4的32位地址，IPv6采用了128位的地址长度，极大地扩展了地址空间。
IPv6地址由8个4位的十六进制数（也可以用4位的十进制数表示）组成，以冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
IPv6地址的结构可以分为以下几个部分：1. 2000::/3：表示的是地址的前三位，用于标识IPv6地址。
2. Global Routing Prefix：用于标识全球路由前缀，被ISP分配给互联网用户。
3. Subnet ID：用于标识子网，由网络管理员分配。
4. Interface ID：用于标识主机或路由器的接口，通常由MAC地址派生而来。
二、IPv6数据包结构IPv6数据包结构与IPv4相比有一些变化，以下是IPv6数据包的基本结构：1. 版本（Version）：占4位，用于标识协议版本号，IPv6的版本号为6。
2. 流量标签（Traffic Class）：占8位，用于标识数据包的优先级。
3. 流量标签（Flow Label）：占20位，用于标识数据包的流。
4. 负载长度（Payload Length）：占16位，用于标识数据包有效载荷的长度。
5. 下一个头部（Next Header）：占8位，用于标识下一个头部的类型。
6. 跳数限制（Hop Limit）：占8位，用于限制数据包在网络中的跳数。
7. 源地址（Source Address）：占128位，用于标识发送数据包的源地址。
ipv6编码规则
ipv6编码规则
IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的一种版本，用于分配和标识网络上的设备。
IPv6与之前的IPv4相比，提供了更大的地址空间，以支持日益增长的互联网设备。
IPv6 地址由128 位二进制数组成，通常表示为八组由冒号分隔的十六进制数。
例如：
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
IPv6 地址的编码规则包括：
十六进制表示：IPv6 地址由8 组16 位的十六进制数字组成。
每组由冒号分隔。
零压缩：连续的零可以用两个冒号表示。
例如，2001:0db8::8a2e:0370:7334，其中0000:0000 被压缩成::。
去除前导零：每个十六进制数组的前导零可以省略。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 可以简写为2001:db8:85a3::8a2e:370:7334。
多地址表示：IPv6 地址支持多种表示法，如全址、压缩、去除前导零等。
特殊地址：IPv6 有一些特殊的地址，例如循环地址（::1），未指定地址（::），连接本地地址（fe80::/10），唯一本地地址（fc00::/7），等等。
总体而言，IPv6 地址的编码规则旨在提供一种紧凑而灵活的表示方式，同时保留了足够的信息以支持网络设备的标识和路由。
IPv6 的地址空间巨大，提供了约38
3.410 个可能的地址，以满足未来互联网设备的需求。
ipv6组成结构
ipv6组成结构一、引言IPv6（Internet Protocol Version 6）是Internet协议族中的一种网络层协议，是IPv4的继任者。
为了解决IPv4地址耗尽的问题，IPv6应运而生。
IPv6拥有更大的地址空间、更好的安全性以及更高效的路由功能，被广泛应用于现代互联网中。
二、IPv6地址的格式IPv6地址是由128个bit组成的，地址长度要比IPv4的32位长地址大得多。
IPv6地址的格式如下：•AAAA:BBBB:CCCC:DDDD:EEEE:FFFF:GGGG:HHHH，这里每个字节都用16进制数字表示，每个字节之间使用冒号进行分割。
对于连续的多个字节为0的情况，可以使用“::”进行缩写，以便简化地址表示。
例如，下面是一个IPv6地址的例子：•2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334，它可以缩写为：•2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334。
三、IPv6地址的组成部分IPv6地址的组成部分如下：1. 网络前缀IPv6地址的前64位被称为网络前缀，它用来标识一个网络。
由于IPv6地址长度的增加，网络前缀的长度同样变长，这个变化给网络规划和管理带来了挑战。
2. 接口标识IPv6地址的后64位被称为接口标识，它用来标识一个节点的接口。
接口标识通常使用MAC地址进行生成，来确保接口的唯一性。
IPv6地址中还有一些特殊的地址，它们具有特殊的作用，如下所示：a. 链路本地地址链路本地地址用于同一链路上的通信，其格式为fe80::/10。
链路本地地址在链路层是唯一的，但在整个网络中并不唯一。
b. 全球未分配地址全球未分配地址用于表示未被分配的IPv6地址空间，其格式为2000::/3。
全球未分配地址不用于进行通信。
c. 回环地址回环地址用于将数据包回送给源节点，作为一种测试和诊断的手段。
回环地址的格式为::1。
4. 路由聚合IPv6路由聚合是指将多个IPv6地址聚合为一个更大的地址块。
IPv6基本介绍
3、快速部署-6RD
IPv6
ETH0_0 2011::1 PC1 2011::2 ETH0_1
IPv4 CE1
123.1.1.2 ETH0_1 ETH0_1 123.1.1.1 ETH0_0 2011::1
IPv6
BR
ETH0_0 2012::1 PC3 2012::2
CE2 123.1.1.3
PC2 2011::2
3）前缀重新编址（优先时间<=有效时间）
前缀在重新编址期间，链路上是同时存在两个前缀的连接的 优先时间（用旧前缀IPv6地址新建连接） 旧的前缀 有效时间（维持旧连接，为0后不再维持，连接自动老化） 优先时间（旧前缀优先时间为0后新建连接） 新的前缀 有效时间（维持新连接）
3、路由器重定向 主机A
ETH0_1 ETH0_0 FW2 123.1.1.2 10.10.12.1 PC2 10.10.12.2
原理为：当PC1向PC2发送报文时，源地址为2011::2，目的地址为 2011::10.10.12.2，此报文到达FW1后，FW1查看目的地址的前缀为2011::，并根 据它检查NAT64的规则，然后对其进行地址转换，从地址池中选取一个地址，比 如:123.1.1.3来替换IPv6的源地地址2011::2，再根据IPv6的目的地址 2011::10.10.12.2的低32位IPv4地址信息10.10.12.2来替换IPv6的目的地址。 转换结果就是：源地址2011::2123.1.1.3，目的地址2011::10.10.12.2 10.10.12.2；转换后的报文到达PC2后，PC2回复此报文，FW1对其进行逆向转 换。
二、IPv6邻居发现
1、ND协议功能组成：
1）地址解析（替代IPv4中的ARP） 2）无状态地址自动配置 路由器在其相连的链路上发布参数信息，主机捕获消息后，可获得v6 地址的前缀、默认路由、链路参数等 3）路由器重定向 当本地链路上存在一个到达目网络有更好的链路时，路由器需要通告节点 来进行相应的配置改变
IPv6地址及分类
IPv6地址及分类1、IP v6地址1）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ID2001: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！2）接⼝ID的⽣成由IEEE EUI－64规范⾃动⽣成，很⽅便设备随机⽣成，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3）EUI－64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4）IP v6地址表⽰⽅法v6地址与v4地址表⽰⽅法有所不同⽤⼗六进制表⽰，如：FE08:….4位⼀组，中间⽤“:”隔开，如：2001:12FC:….若以零开头可以省略，全零的组可⽤“::”表⽰，如：1:2::ACDR:….地址前缀长度⽤“/xx”来表⽰，如：1::1/64以下是同⼀个地址不同表⽰法的例⼦：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123::ABCD:0:1/962、IP v6地址分类单播地址（Unicast Address）组播地址（Multicast Address）任播地址（Anycast Address）特殊地址IPv6单播地址分类（根据地址范围）：全局单播地址例 2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58链路本地地址例 FE80::E0:F726:4E58⽹点本地地址例 FEC0::E0:F726:4E582）链路本地地址和⽹点本地地址链路本地地址：设备⾃动⽣成，在本地⽹络中使⽤⽹点本地地址：相当于v4⽹络中的私⽹地址3）组播地址Flags：⽤来表⽰permanent或transient组播组Scope：表⽰组播组的范围Group ID：组播组ID4）任播（Anycast）可⽤于标识特定ISP的路由器集合等同单播地址相同不能做为源地址使⽤仅⽤于路由器5）特殊地址Unspecified 地址：0:0:0:0:0:0:0:0 ，作为源地址使⽤，并不能被路由器转发Loopback 地址：0:0:0:0:0:0:0:1IPv4-compatible IPv6 地址IPv4-mapped IPv6地址节点所需要的地址主机节点需要如下地址来标识⾃⼰：Link-Local地址⼿⼯或⾃动配置的单播地址“All-Nodes”和“Solicited-Node”及其它所属于的组播地址路由器节点除了以上地址，还要有：“Subnet-Router”及路由器上配置的任播地址“All-Routers”组播地址。
ipv6 前缀表示法
ipv6 前缀表示法
IPv6前缀表示法是IPv6地址的一部分，用于标识网络地址。
IPv6地址由128位二进制数字组成，这些数字被分成8个16位字段，每
个字段用4个十六进制数字表示。
IPv6地址的前64位用于标识网络地址，后64位用于标识主机地址。
前缀表示法使用斜杠后跟一个数字来指定网络地址的位数。
例如，如果一个IPv6地址的前64位都是1，那么其前缀表示法为“/64”。
这个地址的后64位可以用来标识主机地址。
使用前缀表示法有几个好处。
首先，它允许管理员轻松地指定网络地址的大小，而无需手动计算每个地址的二进制值。
其次，它允许网络管理员轻松地管理IPv6地址空间，因为他们可以更轻松地分配
地址和跟踪网络上的设备。
在IPv6地址中，前缀表示法是必需的。
它是IPv6地址的一部分，用于标识网络地址和主机地址。
它使网络管理员更容易管理IPv6地
址空间，并允许他们轻松地分配地址和跟踪网络上的设备。
- 1 -。
ipv6 计算方法
ipv6 计算方法
IPv6地址的计算方法基于其表示方式。
IPv6地址采用十六进制表示，并由
前缀和接口标识组成。
前缀相当于IPv4地址中的网络ID，其长度用“/xx”表示。
接口标识相当于IPv4地址中的主机ID。
要将一个IPv6地址计算出来，首先要将128位分为8个部分，每部分16位。
然后将每部分的16位二进制以4位为整体转化成16进制数。
例如，
二进制数可以转化为16进制的8001。
得到的IPv6地址中，每部分全0可以缩写为一个0，连续部分的全0可以使用一次双冒号“::”表示。
此外，对于IPv6地址的被请求节点组播地址计算，前104位固定为
FF02::1:FF，后24位为对端IPv6地址的后24位。
在运行组播时，IPv6需
要将组播IP地址换算成组播MAC地址，其计算方式是前16位固定为
0x3333，后32位为组播IP地址的后32位。
以上内容仅供参考，建议查阅关于IPv6的书籍或者咨询网络技术人员以获
取更多专业解答。
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IPv6地址结构RFC 35131．前言本文描述了ipv6的地址结构，ipv6 地址的文本表示，IPv6的单播地址、任播地址，多播地址以及IPv6结点所必须的地址的定义。
IPv6的不同的地址的基本格式（单播，任播，以及多播）。
2．IPv6选址IPv6地址是对接口或接口集合的128-bit的标识符。
有三种类型的地址：单播（Unicast）：针对一个接口的标识符。
一个发向单播地址的数据包被送往该地址所确定的接口。
任播（Anycast）：接口的一个集合的标识符（代表性的属于不同结点）。
一个发向任播地址的数据包被发送到为该地址所标识的一集接口之一（即，按照路由协议的测量距离的“最近的”接口）。
多播（Multcast）：接口的一个集合的标识符。
一个发向多播地址的数据包被发往所有以该地址做标识的接口。
在IPv6中，没有广播地址，广播地址的功能被多播地址的能力所取代。
本文中，给地址字段一个种名，如“子网（subnet）”。
当一个做标识符用的“ID”跟在种名后面一起使用（如“subset ID”），则表示种名字段的内容。
当它和一个“prefix”的术语一起使用时（如“subset prefix”），它指所有的从左一直到并包含本字段的所有地址。
在IPv6中，除非明确声明排除，则所有全0或全1的字段值是合法的。
特定的，前缀可能包含，或以全0字段值结束。
2.1地址模型所有类型的IPv6地址分配给接口，而不是分配给结点。
一个IPv6单播地址与单个接口相关。
由于每个接口只属于一个结点，故任何一个结点的单播地址可用来做为结点的标识。
所有接口必须至少有一个单播link-local地址（见2.8结点必需的地址）。
一个接口也可能有多个任意类型的或任意范围的IPv6地址（单播，任播和多播）。
不做为来自或发送到非邻居的IPv6包的源或目的的接口不需要用超出链路范围的单播地址。
这对于点到点的连接的接口有时是非常方便的。
这个地址模型有一个例外：在执行中，如果将多个物理接口视为一个接口，当它出现在网络层时，一个单播地址或一个单播地址集可能被分配到多个物理接口上。
这有利于在多个物理接口上进行负载分担。
当前，IPv6沿用IPv4模型中的子网前缀关联一条链路。
多个子网前缀可分配到同一条链路上。
2.2地址的文本表示有三种惯用方式用文本字符串表示IPv6地址：1．首选方式x:x:x:x:x:x:x:x，x是16进制数组成的一块，用以表示一个16bit 的二进制数。
8个块组成一个地址。
例如：FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:32101080:0:0:0:8:800:200C:417A注意：在每个单独的字段，没有必要写前面的0，但是每个字段至少有一个数值。
2．由于分配某些风格的IPv6地址的方法不同，地址中包含一长串0是很平常的。
为了易于书写包含多个0bit的地址，可用一种简单语法来压缩这些0。
用“：：”来表示一组或多组0。
“：：”只可在地址中出现一次。
“：：”也可用来压缩地址中打头和末尾的0。
例如：1080:0:0:0:8:800:200C:417A 一个单播地址FF01:0:0:0:0:0:0:101 一个多播地址0:0:0:0:0:0:0:1 loopback地址0:0:0:0:0:0:0:0 未指明地址可表示如下：1080::8:800:200C:417A 一个单播地址FF01::101 一个多播地址::1 loopback地址:: 未指明地址3．当处理IPv4和IPv6结点都存在的混合环境时，使用一种可替代的形式即：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d有时要更方便些。
X 表示处于6个地址高位的16-bit的16进制数；d表示处于地址低4位的8-bit的10进制数（标准IPv4表示式）。
例如：0:0:0:0:0:0:13.1.68.30:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38或者为压缩表达式:::13.1.68.3::FFFF:129.144.52.382.3地址前缀的文本表达式IPv6的地址前缀表达式与IPv4的地址前缀CIDR记法【CIDR】相仿。
IPv6的地址前缀记法：Ipv6-address/prefix-length其中：IPv6-address 是2.2所列出的任何一种IPv6的地址记法。
Prefix-length 一个十进制数值，指出地址包含前缀的最左连续bit数。
例如：下面是的60-bit的12AB00000000CD3(16进制) 前缀的合法表示：12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/6012AB::CD30:0:0:0:0/6012AB:0:0:CD30::/60下面是该前缀不合法的表示：12AB:0:0:CD3/60 可以丢掉地址中16-bit块中打头的0，但是末尾的0不可省12AB::CD30:/60 /左侧的地址展开后为：12AB:0000:0000:0000:0000:0000:0000:CD3012AB::CD3/60 /左侧的地址展开后为：12AB:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0CD3 当同时写结点的地址和它的地址前缀（如结点的子网前缀）时，可以组合的写为：结点地址：12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF它的子网号：12AB:0:0:CD30::/60简写为：12AB:0:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF/602.4地址类型的标识址进行区分。
全球单播地址的通用格式在2.5.4节中有述。
全球单播地址的某些特殊用途的子类型，包含了一个内嵌的IPv4地址（用于IPv4-IPv6互操作）在2.5.5节中有述。
未来的规范可能会为其他用途而重新定义一个或多个“子域”的全球单播空间，但是除非直到发生，实践中必须将所有的不以上表所列前缀为开头的地址视为全球单播地址。
2.5单播地址IPv6单播地址可以以前缀的任意bit 长度做聚合，这一点与IPv4的无类域间路由（CIDR ）相似。
有几种类型的IPv6单播地址，详细地，有全球单播（global unicast ），站点本地单播(site-local unicast) 和链路本地单播（link-local unicast ）。
也有一些全球单播特殊之用的子类型，如内嵌IPv4的IPv6地址，或者是编了码的NSAP （网络服务接入点）的IPv6地址。
另外的地址类型或子类型在将来会有所定义。
IPv6结点可能会对IPv6地址的内部结构知道的很多或很少，这要看结点所充当的角色（例如，路由器还是主机）。
最小的情况，结点认为单播地址（包括结点自身的）没有内部结构：一个稍稍复杂的主机（但仍是相当简单）可能又会知道它所连接链路的子网前缀，此时，不同的地址可能有不同的n 值：尽管一个非常简单的路由器可能不清楚IPv6单播地址的内部结构，但是路由器通常更熟知一级或多级路由协议的操作的层次边界。
了解的边界因路由器而异，主要是取决于路由器所处的路由层次的位置。
2.5.1接口标识符IPv6单播地址的接口标识被用于标识一个链路上的接口。
要求在子网前缀中唯一。
建议不要将同一个标识符分配给同一链路上的不同接口。
它们也可能在更广范围内唯一。
在某些情况下，接口标识符源于接口链路层地址。
同一个接口标识符可以用于同一个结点的不同接口上，只要这些接口与不同的子网相连。
注意到接口标识符的唯一性不依赖IPv6地址的唯一性。
例如：以一个非全球范围的接口标识符可以生成一个全球单播地址，而一个站点本地地址可由一个全球范围的接口标识符生成。
对于所有的单播地址，除了那些以二进制数000开始的地址，要求接口ID 必须是64bit 长并以改进EUI-64的格式创建。
基于接口标识符的改进EUI-64格式当源于一个全球令牌（如：IEEE 802 48-bit MAC 或IEEE EUI-64 标识符[EUI64]）时，可能有全球范围；或是当获得不到（例如，串行链路，隧道末端等等）全球令牌时，或是全球令牌不合需要（如，私用[PRIV]临时令牌）时，有本地范围。
改进EUI-64格式接口标识符是当从IEEE EUI-64标识符形成接口标识符时通过颠倒“u ”比特（在IEEE EUI-64术语中称 universal/local 比特）形成的。
在做为结果的改进EUI-64格式中，“u ”比特设值为1表示全球范围，设置成0表示本地范围。
IEEE EUI-64标识符最前面的3个字节的二进制表示如下：以因特网标准比特顺序书写，“u ”表示universal/local 位，“g ”表示个人/团体位，“c ”是表示company-id 的比特位。
附录A ：“生成改进EUT-64格式的接口标识符”提供了例子，说明如何生成基于接口标识符的改进EUI-64格式。
将“u ”比特翻转的动机是更易于系统管理员在硬件令牌不可用的情况下手工配置非全球标识符。
可以想象用在在像串口链路，隧道末端等这样的情形。
该替代方式的格式是0200:0:0:1，0200:0:0:2，等，并不是更简单的1，2等。
在改进EUI-64 格式标识符中的universal/local 比特的使用允许未来技术的发展能够以全球范围利用接口标识符。
形成接口标识符的细节在适当的“IPv6 over <link>”规范中有定义。
如“IPv6 over Ethernet ”[ETHER],“IPv6 over FDDI ”[FDDI]。
2.5.2未指明地址地址：0:0:0:0:0:0:0:0被称作未指明地址。
这一地址不能分派给任何结点。
它指示一个地址的缺乏。
一个使用的例子就是一个初始化主机不知道自身的地址之前，发送IPv6数据包中包含的源地址字段值。
未指明地址不能用于IPv6数据包及IPv6路由包头的目的地址字段。
一个源地址为未指明地址的IPv6数据包不允许被IPv6路由器转发。
2.5.3环回地址单播地址0:0:0:0:0:0:0:1被称作环回地址。
用于结点可能向自己发送cccc ccug cccc cccc cccc cccc0 0 0 7 0 1 8 5 1 16 3IPv6报文。
它也许从不分配给一个物理接口。
被认为具有一个本地链路范围的地址，也可被认为是一个不到任何地方的虚链路上的虚接口的链路本地单播地址。
（代表性的称为“环回接口”）。
环回地址不允许用于从单一结点发出去的IPv6数据报的源地址字段。
一个目的地为环回地址的IPv6数据包不允许发送到本结点之外，也绝不能被IPv6路由器转发。
丢弃从一个接口上收到的目的地为环回地址的报文。
2.5.4全球单播地址IPv6全球单播地址的通用格式如下：n bits m bits 128-n-m bits全球路由前缀子网ID 接口ID其中：全球路由前缀（Global routing prefix）分配给一个站点（子网或链路的一个集群）的（典型地，为分级结构的）值；子网ID（subset ID）是站点内部的一个链路的标识符；接口ID（Interface ID）同2.5.1中定义。