IPv6 - 地址类型与格式

---

---

十六进制数制

在介绍 IPv6 地址格式之前，我们将先了解十六进制数制。十六进制是一种位置数字系统，使用基数（底数）为 16。为了以可读的格式表示值，该系统使用 0-9 符号表示从零到九的值，以及 A-F 表示从十到十五的值。十六进制中的每个数字都可以表示 0 到 15 的值。

地址结构

IPv6 地址由 128 位组成，分为八个 16 位块。然后将每个块转换为 4 位十六进制数字，并用冒号分隔。

例如，下面给出了一个以二进制格式表示的 128 位 IPv6 地址，并将其分为八个 16 位块。

0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011

然后将每个块转换为十六进制，并用“:”符号分隔。

2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB

即使转换为十六进制格式，IPv6 地址仍然很长。IPv6 提供了一些规则来缩短地址。规则如下：

规则 1：丢弃前导零。

在第 5 块 0063 中，可以省略前两个 0，例如（第 5 块）

2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB

规则 2：如果两个或多个块包含连续的零，则省略所有这些零，并用双冒号 :: 替换，例如（第 6 和第 7 块）

2001:0000:3238:DFE1:63::FEFB

连续的零块只能用 :: 替换一次，因此如果地址中仍然存在零块，则可以将其缩减为单个零，例如（第 2 块）

2001:0:3238:DFE1:63::FEFB

接口 ID

IPv6 有三种不同的单播地址方案类型。地址的后半部分（最后 64 位）始终用于接口 ID。系统的 MAC 地址由 48 位组成，并以十六进制表示。MAC 地址被认为是在全球范围内唯一分配的。接口 ID 利用了 MAC 地址的这种唯一性。主机可以通过使用 IEEE 的扩展唯一标识符 (EUI-64) 格式来自动配置其接口 ID。首先，主机将其自己的 MAC 地址分成两个 24 位的半部分。然后将 16 位十六进制值 0xFFFE 插入到 MAC 地址的这两个半部分中，从而产生 EUI-64 接口 ID。

将 EUI-64 ID 转换为 IPv6 接口标识符

要将 EUI-64 ID 转换为 IPv6 接口标识符，需要对 EUI-64 ID 的最高有效第 7 位进行取反。例如

全局单播地址

此地址类型等效于 IPv4 的公共地址。IPv6 中的全局单播地址是全局可识别的并且是唯一可寻址的。

全局路由前缀：最重要的 48 位被指定为全局路由前缀，分配给特定的自治系统。全局路由前缀的三个最重要的位始终设置为 001。

链路本地地址

自动配置的 IPv6 地址称为链路本地地址。此地址始终以 FE80 开头。链路本地地址的前 16 位始终设置为 1111 1110 1000 0000 (FE80)。接下来的 48 位设置为 0，因此

链路本地地址用于链路（广播段）上 IPv6 主机之间的通信。这些地址不可路由，因此路由器永远不会将这些地址转发到链路外部。

唯一本地地址

此类型的 IPv6 地址在全球范围内是唯一的，但应用于本地通信。此地址的后半部分包含接口 ID，前半部分在 Prefix、Local Bit、Global ID 和 Subnet ID 之间划分。

Prefix 始终设置为 1111 110。L 位，如果地址是本地分配的，则设置为 1。到目前为止，L 位为 0 的含义尚未定义。因此，唯一本地 IPv6 地址始终以“FD”开头。

IPv6 单播地址的作用域

链路本地地址的作用域仅限于该段。唯一本地地址在本地是全局的，但不会通过互联网路由，将其作用域限制在组织的边界内。全局单播地址在全球范围内是唯一且可识别的。它们将构成 Internet v2 寻址的核心。