如下图所示,IPv6地址分为单播、组播和任播三种类型

ipv6的地址类型可以分为(IPv6地址类型介绍)(1)

IPv6单播地址

全球单播地址

全球单播地址是带有全球单播前缀的IPv6地址,其作用类似于IPv4中的公网地址。这种类型的地址允许路由前缀的聚合,从而限制了全球路由表项的数量。其具体格式如下图所示:

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链路本地地址

链路本地地址是IPv6中的应用范围受限制的地址类型,只能在连接到同一本地链路的节点之间使用。它使用了特定的本地链路前缀FE80::/10(最高10位值为1111111010),同时将接口标识添加在后面作为地址的低64比特。

在一个节点启动IPv6协议栈时,节点的每个接口会自动配置一个链路本地地址。该地址专门用来和相同链路上的其他主机通信。具体格式如下图所示:

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唯一本地地址

为了代替站点本地地址的功能,又使这样的地址具有唯一性,避免产生像IPv4的私有地址泄漏到公网而造成的问题,RFC4193定义了唯一本地地址。

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字段解释:

特殊地址

接口标识生成方法

对于IPv6单播地址来说,如果地址的前三bit不是000,则接口标识必须为64位,如果地址的前三位是000,则没有此限制。

接口ID的长度为64bit,用于标识链路上的接口。在每条链路上,接口ID必须唯一。接口ID有许多用途,最常见的用于就是黏贴在链路本地地址前缀后面,形成接口的链路本地地址。或者在无状态自动配置中,黏贴在获取到的IPv6全局单播地址前缀后面,构成接口的全局单播地址。

接口ID可通过3种方法生成:手工配置、系统自动生成和IEEE EUI-64规范生成。

通过EUI-64规范根据MAC地址生成接口ID

采用EUI-64规范,接口可根据该MAC地址计算得到接口ID,由于MAC地址全局唯一,因此该接口ID也相应的具备全局唯一性。

计算过程如下:将48bit的MAC地址对半劈开,然后插入“FFFE”,再对从左数起的第7位,也就是U/L位取反,即可得到对应的接口ID。

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说明

在单播MAC地址中,第1个Byte的第7bit是U/L(Universal/Local,也称为G/L,其中G表示Global)位,用于表示MAC地址的唯一性。如果U/L=0,则该MAC地址是全局管理地址,是由拥有OUI的厂商所分配的MAC地址;如果U/L=1,则是本地管理地址,是网络管理员基于业务目的自定义的MAC地址。

而在在EUI-64接口ID中,第7bit的含义与MAC地址正好相反,0表示本地管理,1表示全球管理,所以使用EUI-64格式的接口ID,U/L位为1,则地址是全球唯一的,如果为0,则为本地唯一。

IPv6组播地址

IPv6的组播与IPv4相同,用来标识一组接口,一般这些接口属于不同的节点。一个节点可能属于0到多个组播组。发往组播地址的报文被组播地址标识的所有接口接收。

一个IPv6组播地址由前缀,标志(Flag)字段、范围(Scope)字段以及组播组ID(Global ID)4个部分组成:

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IPv6组播地址的MAC地址映射

组播IPv6报文的目的IP地址是组播IPv6地址,而目的MAC地址则必须是组播MAC地址,并且该地址必须与组播IPv6地址对应。

33-33是专门为IPv6组播预留的MAC地址前缀,MAC地址的后32bit从对应的组播IPv6地址的后32bit拷贝而来。

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被请求节点组播地址

在IPv4中,当设备需要解析某个IP地址对应的MAC地址时,就会发送一个广播ARP Request帧,之所以要发送广播帧,是因为它要确保广播域内所有节点都能收到。然而除了目标节点之外,该帧对于其他节点而言是个困扰,因为它们不得不去解析这个帧(一直解析到ARP载荷),这个动作将会浪费设备的资源。

在IPv6中,ARP及广播都被取消,当设备需要请求某个IPv6地址对应的MAC地址时,设备依然需要发送请求报文,但是该报文是一个组播报文,其目的IPv6地址是目标IPv6单播地址对应的被请求节点组播地址,而目的MAC地址则是该组播地址对应的组播MAC地址。由于只有目标节点才会侦听这个被请求节点组播地址,因此当其他设备收到该帧时,这些设备可以通过目的MAC地址、在网卡层面就判断出不需要处理它并将帧丢弃。

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IPv6任播地址

任播地址是IPv6特有的地址类型,用来标识一组网络接口(通常属于不同的节点)。目标地址是任播地址的数据包将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口。适合于“One-to-One-of-Many”(一对组中的一个)的通讯场合。接收方只需要是一组接口中的一个即可,如移动用户上网就需要因地理位置的不同,而接入离用户最近的一个接收站,这样才可以使移动用户在地理位置上不受太多的限制。

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任播地址从单播地址空间中进行分配,使用单播地址的任何格式。因而,从语法上,任播地址与单播地址没有区别。被分配具有任播地址的节点必须得到明确的配置,从而知道它是一个任播地址。

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