IPv6地址结构

IPv6 地址结构最早在 RFC 1884 [i] 中发表，目前 RFC 1884 已经被 RFC 2373 [ii] 取代，并对 RFC 1884 的内容作了很多澄清、更正和修改。

 

一、 IPv6 地址的表示形式

 

用文本方式表示的 IPv6 地址有三种规范的形式：

 

1 ）优先选用的形式是 X:X:X:X:X:X:X:X ，其中 X 是 8 个 16 位地址段的十六进制值。例如：

FEDC:BA98:7654:4210:FEDC:BA98:7654:3210

2001:0:0:0:0:8:800:201C:417A

每一组数值前面的 0 可以省略。如 0008 写成 8 。

 

2 ）在分配某种形式的 IPv6 地址时，会发生包含长串 0 位的地址。为了简化包含 0 位地址的书写，可以使用 “::” 符号简化多个 0 位的 16 位组。 “::” 符号在一个地址中只能出现一次。该符号也可以用来压缩地址中前部和尾部的 0 。举例如下：

 

FF01:0:0:0:0:0:0:101 多点传送地址

0:0:0:0:0:0:0:1 回送地址

0:0:0:0:0:0:0:0 未指定地址

可用下面的压缩形式表示：

1080::8:800:200C:417A 单点传送地址

FF01::101 多点传送地址

 

::1 回送地址

:: 未指定地址

 

3 ）在涉及 IPv4 和 IPv6 节点混合的这样一个节点环境的时候，有时需要采用另一种表达方式，即 X:X:X:X:X:X:D.D.D.D ，其中 X 是地址中 6 个高阶 16 位段的十六进制值， D 是地址中 4 个低阶 8 位字段的十进制值（按照 IPv4 标准表示）。例如：下面两种嵌入 IPv4 地址的 IPv6 地址（见本节后面）。

 

0:0:0:0:0:0:202.201.32.29 嵌入 IPv4 地址的 IPv6 地址 0:0:0:0:0:FFFF:202.201.32.30 嵌入 IPv4 地址的 IPv6 地址

 

写成压缩形式为：

::202.201.32.29

::FFFF.202.201.32.30

上面的表达形式，在实际中经常用到，尤其是压缩简化的形式。

 

二、地址空间

 

IPv4 与 IPv6 地址最大的差别在于长度： IPv4 地址长度是 32 位，而 IPv6 的地址长度是 128 位。这样 IPv6 就可以有 2128 个地址，大约的数目是 1018 个，准确的数字是 [i]340,282,366,920,938,463,374,607,431,768,211,456 。这样的地址长度，即使考虑到以后向其他星球移民也够用了。

 

一个典型的 IPv6 地址由地址中的起始的多位表明，由这些起始报头位组成的可变长度域被称为格式前缀（ Format Prefix ， FP ）。根据这些格式前缀所做的地址分配如图

 

一个典型的 IPv6 地址由地址中的起始的多位表明，由这些起始报头位组成的可变长度域被称为格式前缀（ Format Prefix ， FP ）。根据这些格式前缀所做的地址分配如图分 配 前缀（二进制） 占地址空间的比例

 

保留 未分配 为 NSAP 分配保留为 IPX 分配保留 未分配 未分配 未分配 可聚集全球单点传送（单播）地址 未分配 未分配 未分配 未分配 未分配未分配 未分配 未分配 未分配 未分配 链路本地单点传送（单播）地址 站点本地单点传送（单播）地址 组播（多点传送）地址 0000 0000 0000 0001 0000 001 0000 010 0000 0011 0000 1 0001 001 010 011 100 101 110 1110 1111 0 1111 10 1111 110 1111 1110 0 1111 1110 10 1111 1110 11 1111 1111 1/256 1/256 1/128 1/128 1/128 1/32 1/16 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/512 1/1024 1/1024 1/256

 

我们可以看到， IPv6 最初只使用了大约 15 ％的地址空间，其余的地址空间留做将来使用。值得注意的是保留地址和未分配地址是不一样的，保留地址占地址空间的 1/256 （ FP ＝ 0000 0000 ），是用做非指定地址、回送地址、和嵌入 IPv4 地址的 IPv6 地址。这几种地址的详情见本节后面以及本文的实验数据部分。

 

其它的保留地址是 NSAP 地址（ FP ＝ 0000 001 ），可以从 ISO/OSI 网络服务访问点 [i] （ Network Service Access Point ， NSAP ）中获得。

 

同样， IPX 地址也保留下来（ FP ＝ 0000 010 ），这些地址可以从 Novell IPX [ii] （见参考文献 19 的 4.6.10 节）地址获得。

 

除了多点传送地址（ FP ＝ 1111 1111 ），格式前缀从 001 到 111 都需要 EUI64 [iii] 格式中具有 64 位的接口标识符。

 

三、地址类型

 

IPv6 中地址有三种类型：单点传送（ Unicast ）、多点传送（ Multicast ）、任意点传送（ Anycast ）。也有文献称之为单播、组播、泛播地址。 IPv6 中不再有象 IPv4 中那样的广播（ broadcast ）地址，它的功能由多点传送地址来实现。

 

l 单点传送地址：一个单接口标识符，送往单点传送地址的包将被传送到该地址所标识的接口上。

 

2 任意点传送地址：一组接口（一般不属于不同节点）的标识符。送往一个任意点传送地址的包将被传送到该地址所标识的接口之一（根据路由协议中的距离的计算方法而确定的 “ 最近 ” 的一个）。

 

3 多点传送地址：一组接口（一般不属于不同节点）的标识符。送往一个多点传送地址的包将被传送到该地址标识的所有接口上。