IPV6的學習理解

IPV6的學習理解

理解鏈路本地址與站點本地地址
IPv6地址格式簡介以及常見的IP地址

一、單播地址（Unicast IPv6 Addresses）

1、可聚合的全球單播地址（Aggregatable Global Unicast Addresses）

可在全球範圍內路由和到達的，相當於IPv4裏面的global addresses。前三個bit是001，地址範圍：

2000:: – 3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
例如：2000::1:2345:6789:abcd
又例如：3000::1:2345:6789:abcd

這個前綴中總共包含8192個/16的前綴。
其中：

• 2001::/16 目前實際用於IPV6因特網運作的前綴
• 2002::/16 爲使用6-TO-4過渡機制的節點保留
• 3FFE::/16 早期的IPv6 6bone試驗網單播地址（已經停用，網段被預留）

依據RFC3701，6bone的地址空間3FFE::/16已經於2006年6月6日停用。所有使用6bone前綴的網絡必須過渡到使用由RIR分配的商用IPv6地址空間。CERNET自1998年11月獲得6bone
pTLA前綴3FFE:3200::/24以來，參與6bone的試驗併爲我國部署IPv6網絡積累了經驗。6bone地址停用後，原有的隧道爲主的試驗網如何成功過渡，是當前必須認真考慮的緊迫議題。

全局單播地址是最常用的IPv6單播地址。如果一個機構被分配了一塊地址空間，並且只有一個地址前綴通過一個唯一的上游服務提供商接入IPv6 Internet，那麼這方面並不需要特別的考慮。

但一個多接入的（Multihomed）網絡可能需要考慮如何使用兩個以上服務提供商所分配的地址空間。如何使用多個地址前綴取決於採用多接入的根本原因——有彈性的故障保護、負載均衡、實施策略路由，或者解決重新編址（renumbering）的過渡問題。IPv6已經改進了主機對多地址的支持，實現了主機默認地址的選擇算法（參見RFC3484: Default Address Selection for IPv6）。多接入的主機如果含有兩個不同前綴的全局地址，那麼其源地址或者目的地址將按RFC3484所描述的那樣去選擇。

接口ID

EUI-64格式：擴展惟一標識符

在IPV6中，無狀態自動配置機制使用EUI-64格式來自動配置IPV6地址
所謂無狀態自動配置是指在網絡中沒有DHCP服務器的情況下，允許節點自行配置IPV6地址的機制。
EUI-64的構造規則–根據接口的MAC地址再加上固定的前綴來生成一個IPV6的地址
工作原理：自動將48bit的以太網MAC地址擴展成64bit，再掛在一個64bit的前綴後面，組成一個IPV6地址

IPv6有三種不同類型的單播地址格式。地址（最後64位）的後半部分總是用於接口ID。系統的MAC地址是由48位並以十六進制表示。 MAC地址被認爲是唯一分配全球範圍內。接口ID採用此MAC地址的唯一性的優勢。通過使用IEEE的擴展唯一標識符（EUI-64）格式的主機可以自動配置其接口ID。首先，主機會將其自己的MAC地址分爲兩個24位半。那麼16位十六進制值0xFFFE的被夾到MAC地址的那兩半，導出64位接口ID。

2、鏈路本地地址（Link-Local Addresses）

用於同一個鏈路上的相鄰節點之間通信，相當於IPv4裏面的169.254.0.0/16地址。Ipv6的路由器不會轉發鏈路本地地址的數據包。前10個bit是1111 1110 10，由於最後是64bit的interface ID，所以它的前綴總是FE80::/64 （後面的零是標準中規定的）
例如：FE80::1

ipv6中：強制性自動分配，機通過MAC地址自動配置生成IPv6地址
ipv4中：DHCP分配失敗會分配
只能用於網段內通信，路由器不會轉發此類數據包
IPv6網絡沒有ARP，ARP是在二層網絡確認每個MAC和IP的對應。該地址解決了這種問題，使得二層地址被三層網絡唯一標識。
鏈路本地地址，是從MAC映射而的，很多回答是“完成鄰居發現”，其實它就是個二層地址。之所以映射出來，是爲了這些地址進行更好的管理和運用(如完成ARP功能)。不然直接使用MAC地址不就行了。
鏈路本地地址就是二層地址，因此它不會在三層網絡設備如路由器之間通信。
IPv6本地鏈路地址生成方式 .

站點本地地址（Site-Local Addresses）

（2019年的現在，這個早已被ULA取代，不再使用，這個網段被國際組織預留）

對於無法訪問internet的本地網絡，可以使用站點本地地址，這個相當於IPv4裏面的private address（10.0.0.0/8,
172.16.0.0/12, and 192.168.0.0/16）。它的前10個bit是1111 1110 11，它最後是16bit的Subnet ID和64bit的interface ID，所以它的前綴是FEC0::/48。
值得注意的是，在RFC3879中，最終決定放棄單播站點本地地址。放棄的理由是，由於其固有的二義性帶來的單播站點本地地址的複雜性超過了它們可能帶來的好處。它在RFC4193中被ULA取代。

3、唯一的本地IPv6單播地址（ULA，Unique Local IPv6 Unicast Address）

RFC4193中標準化了一種用來在本地通信中取代單播站點本地地址的地址。ULA擁有固定前綴FD00::/8，後面跟一個被稱爲全局ID的40bit隨機標識符。

用法上，ULA和IPv4的私有地址十分類似，但它具有近似的全局唯一性。

圖 1.3

ULA在大網中的使用：

由於隨機選擇40位的Global ID，FC00::/7地址塊內的大量ULA前綴必然是不聚類的。然而注意到在一個/48大小的ULA
Global ID之下，仍然有16位的子網ID可供使用，適當分配ULA Global
ID，儘量將邏輯上屬於同一對象的網絡規劃到子網範疇以內，也是避免大網內部路由產生過多more-specifics的有效途徑。

圖1.3是ULA的地址結構示意圖。其中，FC00::/7是ULA類型的前綴。作爲一個統一前綴，有利於限制邊界網關將這類地址的路由控制在一定範圍之內。L是局部標誌，置位表示後面的Global ID是各網絡獨自選擇的；40位的Global ID由各網絡獨自隨機選擇，隨機性保證一個ULA前綴在很大概率上是全局唯一的，因此，ULA並不要求部署它的管理員向一個全球機構註冊使用某個前綴。在網絡變換其服務提供商及對應的全局地址前綴時，ULA的地址編址體制可以保持不變，因此網絡內部的運行將不因重編址而受到影響。

網絡在部署ULA同時一般也部署全局地址，因此主機一般都同時分配有這樣兩種地址。默認地址選擇算法能夠正確選取源和目的地址，即如果源和目的主機都包含ULA地址時，則選擇ULA地址。由於ULA前綴和一個全局的站點網絡前綴都是48位的，因此管理員可以考慮對這二者採用一致的子網編址方案。

ULA使用中的一個典型問題是對IPv6組播的影響。IPv6默認地址選擇算法會優先考慮ULA地址作爲一個IPv6組播流的源地址。這個選擇在IPv6組播流發往IPv6 Internet時是不正確的,因爲ULA不是全局可路由的，將導致該組播會話的反向路徑傳遞（RPF）在這個內部網絡以外失效。

4、Unspecified Address　　 0:0:0:0:0:0:0:0/128 => ::/128

5、Loopback Address 　　　 0:0:0:0:0:0:0:1/128 => ::1/128

6、IPv4 Compatible Address ::192.168.30.1 => ::C0A8:1E01

二、多播IPv6地址（Multicast IPv6 Addresses）

前8個bit爲1111 1111，

• 其中FF01::到FF0F::的多播地址是保留專用地址
• FF01::1 節點本地範圍所有節點多播地址
• FF02::1 鏈路本地範圍所有節點多播地址
• FF01::2 節點本地範圍所有路由器多播地址
• FF02::2 鏈路本地範圍所有路由器多播地址
• FF05::2 站點本地範圍所有路由器多播地址

三、設計小結

總的來說，地址分配可以依據某種特定的邏輯來分割已經從RIR獲得的地址前綴。這些設計邏輯可以包含對以下因素的考察:
地理邊界——同一地區的所有子網分配相同的前綴;
組織機構邊界——同一機構或同一類型機構的聯合體分配相同的前綴;
業務類別——爲某些特定的業務預留地址前綴，如：VoIP、內容分發服務、無線接入、ADSL接入等等;
這些方面和IPv4的地址規劃類似。然而設計者務必同時考慮到以下IPv6特定的問題：
前綴聚類；
網絡的增長，特別是增長過程中是否還能保持聚類；

表1　IPv6的地址類型及其所佔地址空間的比重

通過與RFC2373對比可知，RFC3513取消了爲NSAP和IPX等保留的地址，將原來的保留地址全部劃入了全球單播地址的行列，從而大大擴展了全球單播地址的空間。

校園網絡（教育網）

1、校園網 WIFI認證後獲得公網IP，IP範圍屬於教育網
2、辦公場所有線web認證後也獲得公網IP，IP範圍屬於教育網；
3、寢室web認證的也是公網IP，不屬於教育網。

校園網 WIFI和辦公區WEB認證登陸的賬號分配了IPV6地址，可以使用Google和youtube服務，不知道是教育網的原因還是IPV6訪問的原因。