IPv6 入门教程：地址格式

• 作者：约克
• 原文地址：https://yorkyu.cn/ipv6-getting-started-address-format-4bbc0dda6191.html
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背景

为了解决 IPv4 地址枯竭问题，推出了网际协议第6版 IPv6。IPv6 的计划是创建未来互联网扩展的基础，其目标是取代 IPv4。

一，IPv4 地址

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1.1. 基本介绍

网际协议版本4（英语：Internet Protocol version 4，缩写：IPv4，又称互联网通信协议第四版）是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署和使用的版本。

当前大部分读者对 IPv4 较熟悉，在介绍 IPv6 前有必要简单介绍 IPv4。便于帮助读者对比了解 IPv6。

1.2. 地址量

IPv4 使用 32位（4字节） 地址，因此地址空间中有 4,294,967,296（2^32） 个地址。它的范围为 0.0.0.0 ～ 255.255.255.255。

1.3. 地址格式

IPv4 地址可被写作任何表示一个32位整数值的形式，但为了方便人类阅读和分析，它通常被写作点分十进制的形式，即四个字节被分开用十进制写出，中间用点分隔。

十进制

159.226.7.108

二进制

10011111.11100010.111.1101100

二，IPv6 地址

2.1. 基本介绍

网际协议第6版 （英语：Internet Protocol version 6，缩写：IPv6） 是网际协议的最新版本，用作互联网的协议。

2.2. 地址量

IPv6 使用 128位（16字节） 地址，IPv6 具有比 IPv4 大得多的编码地址空间。新增的地址空间支持2^128（约3.4×10^38）个地址，具体数量为 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 个地址。它的范围为 0:0:0:0:0:0:0:0 ～ FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF。

2.3. 地址格式

IPv6 二进位制下为128位长度，以16位为一组，每组以冒号“:”隔开，可以分为8组，每组以4位十六进制方式表示。

完整表现形式

2001:0db8:86a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

简写表现形式 为了简化其表现形式，RFC2373 提出了简写形式。

# 每项数字前导的0可以省略
- 完整形式：2001:0DB8:02de:0000:0000:0000:0000:0e13 
- 简写形式：2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13

# 可以用双冒号“::”表示一组0或多组连续的0，但只能出现一次
- 完整形式：2001:DB8:2de:0:0:0:0:e13
- 简写形式：2001:DB8:2de::e13
- 非法形式：2001::25de::cade # 非法的，因为双冒号出现了两次，造成无法推断

更多表现形式示列

# 前导0省略，使用双冒号 “::”
- 完整形式：1080:0:0:0:8:800:200C:417A 
- 简写形式：1080::8:800:200C:417A 

# 前导0省略，使用双冒号 “::”
- 完整形式：FF01:0:0:0:0:0:0:101 
- 简写形式：FF01::101

# 前导0省略，使用双冒号 “::”
- 完整形式：0:0:0:0:0:0:0:1 
- 简写形式：::1

# 前导0省略，使用双冒号 “::”
- 完整形式：0:0:0:0:0:0:0:0
- 简写形式：::

四，CIDR

无类别域间路由 CIDRClassless Inter-Domain Routing）是一个用于给用户分配 IP 地址，以及在互联网上有效地路由 IP 数据包的对 IP 地址进行归类的方法。

4.1. 出现原由

在域名系统出现之后的第一个十年里，基于分类网络进行地址分配和路由 IP 数据包的设计就已明显显得可扩充性不足。为了解决这个问题，互联网工程工作小组在1993年发布了一新系列的标准—— RFC 1518 和 RFC 1519 —— 以定义新的分配 IP 地址块 和 路由 IPv4 数据包 的方法。

4.2. 表现形式

CIDR 主要是一个按位的、基于前缀的，用于解释 IP 地址的标准。它通过把多个地址块组合到一个路由表表项而使得路由更加方便。这些地址块叫做 CIDR 地址块。当用二进制表示这些地址时，它们有着在开头部分的一系列相同的位。

IPv4 的 CIDR 地址块：由四部分组成的点分十进制地址，后跟一个斜线，最后是范围在0到32之间的一个数字：A.B.C.D/N。斜线后面的数字就是前缀长度，也就是从左到右，被地址块里的地址所共享的位的数目。

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4.3. 特殊常见地址块

# 本网络（仅作为源地址时合法）
0.0.0.0/8

# 专用网络
10.0.0.0/8

# 电信级NAT
100.64.0.0/10

# 环回
127.0.0.0/8

# 链路本地
169.254.0.0/16

# 专用网络
172.16.0.0/12

# 保留（IANA）
92.0.0.0/24

# 专用网络
192.168.0.0/16

4.3. IPv6 CIDR

类似于 IPv4 中的 CDIR 表示法，IPv6 用前缀来表示网络地址空间，后面为主机号。

示列

# 表示前缀为48位的网络地址空间，其后的80位可分配给网络中的主机
2001:250:6000::/48

特殊常见地址块

# 未指定地址，不可指定给某个网络接口，并且只有在主机尚未知道其来源IP时，才会用于软件中
## 即 0:0:0:0:0:0:0:0
::/128

# 链路本地地址，相当于 IPv4 中的127.0.0.1/8
## 即 0:0:0:0:0:0:0:1
::1/128

# 唯一区域地址，类似于IPv4的专用网络地址10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16
fc00::/7

# 全球可聚合地址，由 IANA 按地域和ISP进行分配，是最常用的IPv6地址
2001::/16

# 6 to 4 地址，用于6to4自动构造隧道技术的地址
2002::/16

# 早期开始的IPv6 6bone试验网地址
3ffe::/16

参考

• [1] 维基百科 - IPv6
• [2] 维基百科 - IPv4
• [3] RFC 2373 - IP Version 6 Addressing Architecture
• [4] 认识 IPv6 地址和 CIDR