IPv6 - 地址型別與格式

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十六進位制數制

在介紹 IPv6 地址格式之前，我們將先了解十六進位制數制。十六進位制是一種位置數字系統，使用基數（底數）為 16。為了以可讀的格式表示值，該系統使用 0-9 符號表示從零到九的值，以及 A-F 表示從十到十五的值。十六進位制中的每個數字都可以表示 0 到 15 的值。

地址結構

IPv6 地址由 128 位組成，分為八個 16 位塊。然後將每個塊轉換為 4 位十六進位制數字，並用冒號分隔。

例如，下面給出了一個以二進位制格式表示的 128 位 IPv6 地址，並將其分為八個 16 位塊。

0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011

然後將每個塊轉換為十六進位制，並用“:”符號分隔。

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

即使轉換為十六進位制格式，IPv6 地址仍然很長。IPv6 提供了一些規則來縮短地址。規則如下：

規則 1：丟棄前導零。

在第 5 塊 0063 中，可以省略前兩個 0，例如（第 5 塊）

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

規則 2：如果兩個或多個塊包含連續的零，則省略所有這些零，並用雙冒號 :: 替換，例如（第 6 和第 7 塊）

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

連續的零塊只能用 :: 替換一次，因此如果地址中仍然存在零塊，則可以將其縮減為單個零，例如（第 2 塊）

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

介面 ID

IPv6 有三種不同的單播地址方案型別。地址的後半部分（最後 64 位）始終用於介面 ID。系統的 MAC 地址由 48 位組成，並以十六進位制表示。MAC 地址被認為是在全球範圍內唯一分配的。介面 ID 利用了 MAC 地址的這種唯一性。主機可以透過使用 IEEE 的擴充套件唯一識別符號 (EUI-64) 格式來自動配置其介面 ID。首先，主機將其自己的 MAC 地址分成兩個 24 位的半部分。然後將 16 位十六進位制值 0xFFFE 插入到 MAC 地址的這兩個半部分中，從而產生 EUI-64 介面 ID。

將 EUI-64 ID 轉換為 IPv6 介面識別符號

要將 EUI-64 ID 轉換為 IPv6 介面識別符號，需要對 EUI-64 ID 的最高有效第 7 位進行取反。例如

全域性單播地址

此地址型別等效於 IPv4 的公共地址。IPv6 中的全域性單播地址是全域性可識別的並且是唯一可定址的。

全域性路由字首：最重要的 48 位被指定為全域性路由字首，分配給特定的自治系統。全域性路由字首的三個最重要的位始終設定為 001。

鏈路本地地址

自動配置的 IPv6 地址稱為鏈路本地地址。此地址始終以 FE80 開頭。鏈路本地地址的前 16 位始終設定為 1111 1110 1000 0000 (FE80)。接下來的 48 位設定為 0，因此

鏈路本地地址用於鏈路（廣播段）上 IPv6 主機之間的通訊。這些地址不可路由，因此路由器永遠不會將這些地址轉發到鏈路外部。

唯一本地地址

此型別的 IPv6 地址在全球範圍內是唯一的，但應用於本地通訊。此地址的後半部分包含介面 ID，前半部分在 Prefix、Local Bit、Global ID 和 Subnet ID 之間劃分。

Prefix 始終設定為 1111 110。L 位，如果地址是本地分配的，則設定為 1。到目前為止，L 位為 0 的含義尚未定義。因此，唯一本地 IPv6 地址始終以“FD”開頭。

IPv6 單播地址的作用域

鏈路本地地址的作用域僅限於該段。唯一本地地址在本地是全域性的，但不會透過網際網路路由，將其作用域限制在組織的邊界內。全域性單播地址在全球範圍內是唯一且可識別的。它們將構成 Internet v2 定址的核心。