IPV6复习（基础入手版）

IPv6地址系统深入学习指南

📊 IPv6地址核心概念

1. IPv6与IPv4的根本区别

特征	IPv4	IPv6
地址长度	32位（4字节）	128位（16字节）
地址数量	约42.9亿	3.4×10³⁸（天文数字）
地址表示	点分十进制	冒号分隔十六进制
地址空间	耗尽	近乎无限
子网掩码	必需	通常用前缀长度表示

2. IPv6地址表示法

十六进制冒号表示法

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2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

压缩规则

前导零压缩：每个字段的前导零可以省略
复制代码
```
2001:0db8:85a3:0:0:8a2e:0370:7334
```
连续零压缩 ：连续的全零字段可用::表示（只能使用一次）
复制代码
```
2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
```

特殊地址表示

全零地址 ：::
环回地址 ：::1（相当于IPv4的127.0.0.1）

📋 IPv6地址类型详解

1. 单播地址（Unicast）

全局单播地址（Global Unicast Address）

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结构：2000::/3
格式：| 全球路由前缀 | 子网ID | 接口ID |
       (48位)     (16位)   (64位)

示例：2001:0db8:85a3:1234:5678:9abc:def0:1234

链路本地地址（Link-Local Address）

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结构：fe80::/10
特征：只在同一链路上有效，自动生成
示例：fe80::d250:99ff:fe0c:9e2d
生成方式：EUI-64或随机生成

EUI-64生成算法：

取MAC地址：00:11:22:33:44:55
中间插入FF:FE：00:11:22:FF:FE:33:44:55
反转第7位：02:11:22:FF:FE:33:44:55
加上前缀：fe80::0211:22ff:fe33:4455

唯一本地地址（Unique Local Address）

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结构：fc00::/7
特征：类似IPv4私有地址，但全球唯一
示例：fd12:3456:789a::1

2. 多播地址（Multicast）

多播地址格式

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格式：ffxy::/8
    ff：固定前缀
    x：标志位（0永久，1临时）
    y：范围（1接口，2链路，5站点，8组织，e全局）

重要多播地址

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ff02::1         所有节点（链路本地）
ff02::2         所有路由器
ff02::1:ffxx:xxxx 请求节点多播地址
ff05::2         所有路由器（站点本地）

请求节点多播地址

由最后24位接口ID生成
用于地址解析代替ARP
格式：ff02::1:ffXX:XXXX

3. 任播地址（Anycast）

多个设备共享同一地址
数据包发送到最近的一个
从单播地址池中分配
通常用于DNS根服务器、CDN等

🔧 IPv6寻址机制

1. 无状态地址自动配置（SLAAC）

过程：

生成链路本地地址
发送路由器请求（RS）
接收路由器通告（RA）
生成全局地址

RA报文关键标志：

A位：使用SLAAC
O位：使用DHCPv6获取其他配置
M位：使用有状态DHCPv6

2. 有状态地址配置（DHCPv6）

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过程：
1. 客户端 → DHCPv6服务器：Solicit
2. DHCPv6服务器 → 客户端：Advertise
3. 客户端 → DHCPv6服务器：Request
4. DHCPv6服务器 → 客户端：Reply

3. 重复地址检测（DAD）

过程：

接口生成临时地址
发送NS消息到对应请求节点多播地址
等待响应
无响应则地址可用

📁 IPv6子网划分

1. 子网划分原理

IPv6通常使用/64子网：

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2001:0db8:85a3:1234::/64
├── 前48位：全球路由前缀
├── 中间16位：子网ID
└── 后64位：接口ID

2. 子网划分实例

原始网络 ：2001:db8:1000::/48

子网	用途	地址范围
2001:db8:1000:0000::/64	服务器	2001:db8:1000:0::1 - 2001:db8:1000:0:ffff:ffff:ffff:ffff
2001:db8:1000:0001::/64	用户	2001:db8:1000:1::1 - 2001:db8:1000:1:ffff:ffff:ffff:ffff
2001:db8:1000:0002::/64	管理	2001:db8:1000:2::1 - 2001:db8:1000:2:ffff:ffff:ffff:ffff
2001:db8:1000:ffff::/64	预留	2001:db8:1000:ffff::1 - 2001:db8:1000:ffff:ffff:ffff:ffff

计算：16位子网ID = 65536个子网

🌐 IPv6特殊地址详解

1. 未指定地址

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::/128
用途：初始化时使用，不能作为目标地址

2. 环回地址

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::1/128
用途：本地环回测试

3. IPv4兼容地址

IPv4映射IPv6地址

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::ffff:192.168.1.1
格式：::ffff:a.b.c.d
用途：表示IPv4节点

IPv4兼容IPv6地址（已废弃）

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::192.168.1.1

4. 6to4地址

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2002:V4ADDR::/48
V4ADDR：IPv4地址的十六进制
用途：6to4隧道
示例：2002:c0a8:0101::1（对应192.168.1.1）

5. Teredo地址

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2001:0000::/32
用途：NAT穿越

6. 文档地址

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2001:db8::/32
用途：文档和示例

7. 丢弃地址

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100::/64
用途：黑洞路由

🔄 IPv6地址解析

1. 邻居发现协议（NDP）

取代ARP，包含：

路由器发现
前缀发现
参数发现
地址自动配置
地址解析
下一跳确定
邻居不可达检测
重复地址检测
重定向

2. 地址解析过程

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主机A → 多播：NS（目标=ff02::1:ffxx:xxxx）
主机B → 单播：NA（包含自己的MAC地址）

3. ICMPv6消息类型

类型133：路由器请求（RS）
类型134：路由器通告（RA）
类型135：邻居请求（NS）
类型136：邻居通告（NA）
类型137：重定向

📊 IPv6地址规划示例

企业网络规划

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机构前缀：2001:db8:acad::/48

分配方案：
2001:db8:acad:0000::/64   - 基础设施
2001:db8:acad:0001::/64   - 服务器
2001:db8:acad:0002::/64   - 用户VLAN 10
2001:db8:acad:0003::/64   - 用户VLAN 20
2001:db8:acad:0004::/64   - 无线网络
2001:db8:acad:0005::/64   - 访客网络
2001:db8:acad:0006::/64   - 网络设备
2001:db8:acad:0007::/64   - 管理网络
2001:db8:acad:ff00::/56  - 预留

家庭网络规划

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ISP分配：2001:db8:1234:abcd::/60

内部分配：
2001:db8:1234:abcd:0000::/64 - 路由器
2001:db8:1234:abcd:0001::/64 - 有线设备
2001:db8:1234:abcd:0002::/64 - 无线设备
2001:db8:1234:abcd:0003::/64 - IoT设备

🎯 学习要点总结

必须掌握的内容

地址表示法
- 压缩规则
- 十六进制转换
- 特殊地址记忆
地址类型
- 单播、多播、任播的区别
- 全局、链路本地、唯一本地地址
- 重要多播地址
寻址机制
- SLAAC过程
- DAD原理
- EUI-64生成
子网划分
- /64子网标准
- 子网ID计算
- 地址空间规划

常见考点

地址压缩与展开
地址类型判断
子网划分计算
寻址过程描述
特殊地址应用场景

实践建议

使用在线IPv6计算器练习
在虚拟机中配置IPv6网络
分析Wireshark抓包中的IPv6流量
练习地址规划方案设计

❓ 自测题目

题目1：地址压缩

将以下地址压缩到最短形式：

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

答案：2001:db8::ff00:42:8329

题目2：地址类型判断

判断以下地址类型：

fe80::1
ff02::1
2001:db8::1
fc00::1
::1

答案：

链路本地单播地址
链路本地所有节点多播地址
全局单播地址
唯一本地地址
环回地址

题目3：子网计算

给定网络2001:db8:1000::/48，要划分16个子网：

每个子网的前缀长度是多少？
第5个子网的地址范围是什么？

答案：

/52（48+4=52）
2001:db8:1000:4000::/52- 2001:db8:1000:4fff:ffff:ffff:ffff:ffff

题目4：EUI-64生成

MAC地址为00:50:56:ab:cd:ef，生成链路本地地址。

答案：

插入FF:FE：00:50:56:ff:fe:ab:cd:ef
反转第7位：02:50:56:ff:fe:ab:cd:ef
加前缀：fe80::250:56ff:feab:cdef