ipv6寻址模式及地址分配技术培训教程.ppt

第3章 IPv6寻址模式及地址分配,IPv4的IP地址长32位，分为A、B、C、D、E五类，其地址分配是以“类”进行的；IPv6的IP地址长128位，分为单播地址、组播地址和泛播地址，其地址分配是以“聚合”的原则以及“地址前缀+前缀长度”的策略进行的 本章在介绍IPv4地址结构的基础上，对IPv6的地址结构、寻址模式及地址分配方法进行全面的介绍 本章的主要内容有： l IPv4地址结构； l IPv6地址结构； l IPv6寻址模式； l IPv6地址分配技术3.1 IPv6地址结构,3.2 IPv6寻址模式,3.3 IPv6地址分配,第3章 IPv6寻址模式及地址分配技术,,,,,,3.1 IPv6地址结构,本节内容： 3.1.1 IPv4地址结构回顾 3.1.2 IPv6地址体系结构,3.1.1 IPv4地址结构回顾 1.IP地址 IPv4的IP地址长32位长，分为4段，每个段称为一个地址节，每个地址节长8位为了书写方便，每个地址节用一个十进制数表示，每个数的取值范围为0～255，地址节之间用小数点“.”隔开，如贵州大学域名服务器IP地址为210.40.0.33最小的IP地址为0.0.0.0，最大的IP地址为255.255.255.255。

2.IP地址的分类 IPv4的IP地址分为A、B、C、D和E五类A类地址适用于大型网络，B类地址适用于中型网络，C类地址适用于小型网络，D类地址用于组播，E类地址用于实验一个单位或部门可拥有多个IP地址，比如可拥有2个B类地址和50个C类地址地址的类别可从IP地址的最高8位进行判别，如表3-1所示表3-1 IP地址分类表,例如，清华大学的IP地址116.111.4.120是A类地址，北京大学的IP地址162.105.129.11是B类地址，贵州大学的IP地址210.40.0.58是C类地址IP地址用网络号+主机号的方式来表示，A类地址用高8位表示网络号，其中最高位固定为0（实际只用7位），用低24位表示主机号；B类地址用高16位表示网络号（实际只用14位），低16位表示主机号；C类地址用高24位表示网络号（实际只用21位），用低8位表示主机号如图3-1所示在Internet中，各种类别地址所能包含的网络个数是不一样的，A类地址只有128个网络，但每个网络却可连入16777216台主机；而C类地址拥有2097152个网络，每个网络只能连入256台主机如表3-2所示 表3-2 IP地址分类表,,,,,3.1.2 IPv6地址体系结构 1.IPv6地址表示方式 (1)IPv4地址表示方式 IPv4地址长32位，由4个地址节组成，每个地址节长8位，用十进制书写，每个地址节之间用点“.”分隔，下面是一些合法的IPv4地址。

10.5.3.1 127.0.0.1 201.199.244.101,,,,,(2)IPv6地址表示方式 IPv6地址长度4倍于IPv4地址，表达起来的复杂程度也是IPv4地址的4倍IPv6地址长128位，由8个地址节组成，每个地址节长16位，用十六进制书写，地址节之间用冒号“:”分隔，其基本表达方式是X:X:X:X:X:X:X:X，其中X是一个4位十六进制整数下面是一些合法的IPv6地址： CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020 2001:250:2100:2:1::5 1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B 2000:0:0:0:0:0:0:1 地址中的每个整数都必须表示出来，但左边的“0”可以不写（其中第2个地址是贵州大学IPv6网站的IP地址）从上可看出：IPv4地址是“点分十进制地址格式”，而IPv6地址是“冒分十六进制地址格式” 这是一种比较标准的IPv6地址表达方式，此外还有另外两种更加清楚和易于使用的方式 有些IPv6地址中可能包含一长串的0(如上面的第3个和第4个地址)当出现这种情况时，IPv6地址中允许用简写成双冒号来表示这一长串的0。

例如，地址“2000:0:0:0:0:0:0:1”可以简写成：“2000::1” 在这种表示方法中，只有当16位组全部为0时才会被两个冒号取代，且两个冒号在一个地址中只能出现一次，否则就会产生二义性而导致IP地址错误 在IPv4和IPv6的混合环境中还有第三种表示方法IPv6地址中的最低32位可以用于表示IPv4地址，该地址可以按照一种混合方式表达，即X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，其中X表示一个16位整数，而d表示一个8位十进制整数 例如：0:0:0:0:0:0:210.0.0.1 就是一个基于IPv6网络的IPv4地址的表示，该地址也可以表示为： ::210.0.0.13)IPv6地址前缀 IPv6地址前缀就是IPv6地址中的高位部份，属于128位地址空间范围之内地址前缀部份或者有固定的值，或者是路由或子网的标识其表示方式为“地址/前缀长度”例如： 12AB:0:0:CD30::/60,,,,,2.IPv6地址体系结构 IPv4地址只是一台终端计算机的网络代号，不能表达网络路由结构，而IPv6地址则能充分表达网络路由结构信息，即为点对点通信设计了一种具有分级结构的地址，这种地址被称为可聚合全球单点广播地址（又称为可聚合全球单播地址）。

其地址的最开头的3个地址位是地址类型前缀，用于区别其它地址类型其后是13位TLA ID、32位NLA ID、16位SLA ID和64位主机接口ID，分别用于标识分级结构中的TLA （Top Level Aggregator，顶级聚合体）、NLA（Next Level Aggregat-or，下级聚合体）、 SLA（Site Level Aggregator，站点级聚合体）和主机接口TLA是与长途服务供应商和公司相互连接的公共网络接入点，它从国际互联网注册机构如IANA处获得地址NLA通常是大型ISP，它从TLA处申请获得地址，并为SLA分配地址SLA也可称为订户（subscriber），它可以是一个机构或一个小型ISPSLA负责为属于它的订户分配地址SLA通常为其订户分配由连续地址组成的地址块，以便这些机构可以建立自己的地址分级结构以识别不同的子网分级结构的最底级是网络主机IPv6地址的体系结构体现在可聚合全球单播地址的分层结构上，IPv6可聚合全球单播地址具有3个层次 l 公共拓扑(Public Topology)：是提供公用Internet传送服务的网络提供商和网络交换商群体； l 站点拓扑(Site Topology)：是本地的特定站点或组织，其功能是提供本站点之内的传输服务； l 网络接口标识(Interface Topology)：是用于标识链路上的网络接口。

IPv6地址的体系结构如图3-3所示3.2 IPv6寻址模式,本节内容： 3.2.1 单播地址寻址模式 3.2.2 组播地址寻址模式 3.2.3 泛播地址寻址模式,,,,,IPv6能为主机接口提供不同类型的地址配置： l 全球地址（Globally）； l 全球单播地址（unicast）； l 区域地址（on-site）； l 链路本地地址（link local address）； l 地区本地地址（site local address）； l 广播地址（Broadcast）； l 多播群地址（multicast group address）； l 任播地址（anycast address）； l 移动地址（Mobility）； l 家乡地址（home address）； l 转交地址（care-of address）3.2.1 单播地址 1. 单播地址的概念 单播地址又叫单目地址，单播表示一个单接口的标识符送往一个单播地址的数据包将被传送至该地址标识的接口上 单播地址标识了一个单独的IPv6接口一个节点可以具有多个IPv6网络接口每个接口必须具有一个与之相关的单播地址单播地址可被认为包含了一段信息，这段信息被包含在128位字段中：该地址可以完整地定义一个特定的接口。

此外，地址中数据可以被解释为多个小段的信息 IPv6地址本身可以为节点提供关于其结构的信息例如，节点可能只需简单地了解整个128位地址是一个全球唯一的标识符，而无须了解节点在网络中是否存在另一方面，路由器可以通过该地址来决定，地址中的一部分标识了一个特定网络或子网上的一个唯一节点最简单的方法是把IPv6地址作为不加区分的一块128位的数据，而从格式化的观点来看，可把它分为两段，即接口标识符和子网前缀RFC 2373中表示的格式如图3-2所示接口标识符的长度取决于子网前缀的长度两者的长度是可以变化的，这取决于谁对它进行解释对于非常靠近寻址的节点接口(远离骨干网)的路由器可用相对较少的位数来标识接口而离骨干网近的路由器，只需用少量地址位来指定子网前缀，这样，地址的大部分将用来标识接口标识符2. 单播地址格式 RFC 1884定义了几种不同类型的IPv6单播地址有可聚合全球单播地址、NSAP地址、IPX地址、链路本地地址、站点本地址等 可聚合全球单播地址 可聚合全球单播地址包括地址格式的起始3位为“001”的所有地址可聚合全球单播地址格式如图3-3所示字段含义如下： l FP字段IPv6地址中的格式前缀，3位长，用来标识该地址在IPv6地址空间中属于哪类地址。

目前该字段为“001”，标识这是可聚合全球单播地址 l TLA ID字段顶级聚合标识符，包含最高级地址选路信息，指的是网络互连中最大的选路信息该字段为13位，可得到最大8192个不同的顶级路由 l 接口标识符字段是64位的IEEE EUI-64接口标识符 l NLA ID字段下一级聚合标识符，24位该字段又称二级聚合标识，该标识符被机构用于控制顶级聚合以安排地址空间换句话说，这些机构(可能包括大型ISP和其他提供公网接入的机构)能按照自身的寻址分级结构来将此24位字段切分开来使用这样，一个实体可以用2位分割成4个实体内部的顶级路由，其余的22位地址空间分配给其他实体(如规模较小的本地ISP)这些实体如果得到足够的地址空间，可将分配给它们的空间用同样的方法再子分具体做法是，由具有顶级聚合的组织机构按照自身的地址分级结构来将此24位字段再进一步细分比如，可用n位作为第一级NLA1 ID，其余24-n位作为获得该组织服务的站点标识如图3-4所示l SLA ID字段站点级聚合标识符，16位，被用来安排内部的网络结构每个机构可以用与IPv4同样的方法来创建自己内部的分级网络结构若16位字段全部用作平面地址空间，则最多可有65536个不同子网。

如果用前8位作为该组织内较高级的选路，那么允许255个高级子网，每个高级子网可多达255个子网 也可以像二级聚合标识一样，在站点级聚合标识内部再进一步进行内部层次划分，将16位的站点级聚合标识字段划分为两层或多层结构，这样做就可以使站点内部的路由表很小，使得网络的处理效率提高 通过建立层次结构的方法来分配站点级聚合标识如图3-5所示4）特殊地址和保留地址 在第一个1/256 IPv6地址空间中，所有地址的第一个8位：0000 0000被保留大部分空的地址空间用作特殊地址，这些特殊地址包括： 未指定地址：这是一个“全0”地址，当没有有效地址时，可采用该地址例如当一个主机从网络第一次启动时，它尚未得到一个IPv6地址，就可以用这个地址，即当发出配置信息请求时，在IPv6包的源地址中填入该地址该地址可表示为0:0:0:0:0:0:0:0，如前所述，也可简写成“::” 回返测试地址：在IPv4中，回返地址定义为127.0.0.1任何发送回返地址的包。