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網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPV6基礎(chǔ)知識點(diǎn)集錦
由于互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與普及，原有的IPV4地址已不能滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，雖然NAT可以緩解IPV4地址的耗盡，但NAT破壞了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開放、透明以及端到端的特性，因此IPV6地址協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。IPV6協(xié)議使用128位地址替代32位的IPV4地址，這樣大約可以產(chǎn)生340萬億億億億(3.4*1038)個(gè)可用的地址。此數(shù)目可以滿足公共IP地址需求。本文作為IPV6入門，主要介紹IPV6地址和IPV6報(bào)文格式相關(guān)內(nèi)容。
IPV6優(yōu)點(diǎn)
1、更大地址空間：128位的地址空間可以滿足星球上每個(gè)人
2、無需NAT：保障端到端通信
3、沒有廣播地址：包括單播、多播、任意播
4、支持移動性和安全性：有助于確保遵循移動IP標(biāo)準(zhǔn)和Ipsec標(biāo)準(zhǔn)
5、更簡單的報(bào)文提高了路由器的效率
6、接口標(biāo)識：從接口的數(shù)據(jù)鏈路層
IPV6新特性
1、每個(gè)接口多個(gè)地址
2、鏈路本地地址：交換路由更新時(shí)，IGP將link-local地址作為下一跳地址
3、無狀態(tài)自動配置：一個(gè)IPV6設(shè)備根據(jù)本身分配一個(gè)獨(dú)特link-local IPV6的地址
4、獨(dú)立或不獨(dú)立于提供商的編址
IPV6地址
1、IPV6地址由128位組成，使用8個(gè)16位段來表示，每個(gè)16位段使用十六進(jìn)制數(shù)字表示即每4個(gè)十六進(jìn)制為一組，之間使用英文冒號:分開
2、格式為：x:x:x:x:x:x:x:x x代表4個(gè)十六進(jìn)制位，舉例：2035:0001:2BC5:0000:0000:087C:0000:000A
3、IPV6地址包括兩部分：前綴+本地標(biāo)識
4、前綴：通過在IPV6地址后面加一個(gè)斜線/，再跟一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)字來標(biāo)識一個(gè)IPV6地址的起始位由多少位是前綴位，一般前綴為64位，如：3ffe:1994:100:a::/64
5、接口標(biāo)識：從接口的數(shù)據(jù)鏈路層地址直接派生出接口標(biāo)識，該標(biāo)識是全局唯一。長度為64位，根據(jù)MAC地址動態(tài)創(chuàng)建。
6、特殊的IPV6地址如下表：
| IPV6地址 | 描述 |
| ::/0 |
缺省路由 等同于IPV4 0.0.0.0 |
| ::/128 |
未指定地址 不能分配給真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)接口 |
| ::1/128 |
本地的環(huán)回地址 等同于IPV4的127.0.0.1 |
| FE80::/10 |
鏈路本地單播地址 等同于Windows自動配置的IP地址169.254.x.x |
| FF00::/8 |
組播地址 |
| 其他地址 |
全局單播地址 001(當(dāng)前分配的)即：2xxx::/4或者3xxx::/4 其余的為未分配的全球單播地址 |
IPV6地址簡寫規(guī)則：
1、在4個(gè)十六進(jìn)制位組成的字段中，可以省略前導(dǎo)0;如：09C0=9C0 0000=0
2、在每個(gè)地址中，可使用一對冒號(::)來表示任意數(shù)量的連續(xù)的0,;如：ff02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0005=ff02::5
注：一個(gè)地址中只能出現(xiàn)一對冒號，否則無法唯一確定地址
IPV6地址類型
| 地址類型 | 描述 |
| 單播 |
一個(gè)地址標(biāo)識單個(gè)接口 發(fā)送給單播地址的分組將傳輸?shù)皆摰刂窐?biāo)識接口 |
| 多播 |
一個(gè)多播地址標(biāo)識位于不同設(shè)備上的一組接口 發(fā)送給多播地址的分組將傳輸?shù)皆摰刂窐?biāo)識的所有接口 多播地址不會作為源地址出現(xiàn) |
| 任意播 |
一個(gè)地址分配給多個(gè)接口 這些接口代表不同的節(jié)點(diǎn) 將分組發(fā)送到任意播組中最近接口(第一個(gè)鄰居)，其他情況根據(jù)路由協(xié)議的度量值確定 |
全球單播地址格式： 網(wǎng)絡(luò)部分提供一臺設(shè)備到下行專用數(shù)據(jù)鏈路的定位，主機(jī)部分提供這條數(shù)據(jù)鏈路上該設(shè)備的標(biāo)識 。16位的子網(wǎng)ID字段可以提供65536(216)個(gè)不同的子網(wǎng)
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全球路由選擇前綴(48) |
子網(wǎng)ID(16) |
接口ID (64) |
本地單播地址：使用范圍限定在單條鏈路上的地址。唯一性只在所在的鏈路有效，相同的地址也可能存在于另一條鏈路上，因此此地址離開所在的鏈路是不可路由的。鏈路本地單播地址的起始10位是1111111010(FE80::/10)
IPV6單播地址分配方法：
說明：每個(gè)接口只能有一個(gè)鏈路本地地址
僅僅配置一個(gè)全局單播地址也會在接口上創(chuàng)建一個(gè)鏈路本地地址(EUI-64)
接口上可以配置多個(gè)IPV6地址。IPV4和IPV6地址可以同時(shí)配置
以太網(wǎng)的接口ID是基于接口的48位MAC地址中間插入16位的0XFFFE
多播地址格式
|
多播前綴:8位 |
標(biāo)記:4位 |
范圍:4位 |
組ID:112 |
說明：標(biāo)記位：前3位保留為0，第4位：0-永久的公認(rèn)的地址;1-暫時(shí)的地址
范圍：包括：節(jié)點(diǎn)本地-0X1、鏈路本地-0X2、地區(qū)本地-0X5、組織本地-0X8、全球-0XE、保留-0XF 0X0
組ID：前面80位設(shè)置為0，只使用后面的32位
常見的公認(rèn)IPV6多播地址:都屬于永久的鏈路本地的范圍;
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地址 |
多播組 |
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FF02::1 |
所有的節(jié)點(diǎn) |
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FF02::2 |
所有的路由器 |
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FF02::5 |
OSPFv3路由器 |
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FF02::6 |
OSPFv3指定路由器 |
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FF02::9 |
RIPng路由器 |
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FF02::A |
EIGRP路由器 |
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FF02::B |
移動代理 |
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FF02::C |
DHCP服務(wù)器/中繼代理 |
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FF02::D |
所有的PIM路由器 |
IPV6包頭格式
說明：
版本：4位，0110表明版本6
流量類別：8位，類似于IPV4中的TOS字段
流標(biāo)簽：20位，設(shè)置目的是允許為特定的業(yè)務(wù)流打上標(biāo)簽，可以提供更精細(xì)的服務(wù)類別區(qū)分的顆粒，在平衡業(yè)務(wù)流量通過多條路徑時(shí)可以確保屬于同一流的數(shù)據(jù)包能夠總是轉(zhuǎn)發(fā)到相同路徑上，在發(fā)起一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，加上合適的流標(biāo)簽字段，路由器能夠識別一條流，而不必一 一查找數(shù)據(jù)包頭部，目前路由器忽略此字段
有效載荷長度：用來封裝數(shù)據(jù)包所封裝的有效載荷長度，IPV6數(shù)據(jù)包頭部長度為40字節(jié)
下一報(bào)頭：指出IPV6數(shù)據(jù)包頭部后面的報(bào)頭，與IPV4包中的協(xié)議字段類似
跳數(shù)限制：類似于IPV4中的TTL字段，衡量一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地的路徑中所能跨越的最大路由器跳數(shù)的工具
源地址和目的地址：128位長度
可選項(xiàng)：包含拓展報(bào)頭，提供可選功能，如：分段、源路由選擇或認(rèn)證、目的地可選項(xiàng)、TCP/IP協(xié)議等，在下一個(gè)報(bào)文字段中是否有擴(kuò)展報(bào)頭
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IPV6報(bào)頭 |
路由選擇擴(kuò)展報(bào)頭 |
分段擴(kuò)展報(bào)頭 |
認(rèn)證擴(kuò)展報(bào)頭 |
上層協(xié)議報(bào)頭 |
數(shù)據(jù) |
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