單元2掌握豐富多彩IPv6地址【技術背景】IPv6滿足各種智能終端接入互聯網需求，如個人數字設備、IP電話、智能汽車等，推動萬物互聯時代的到來。IPv6海量地址，可以為地球上任何聯網設備提供全球唯一IP地址，適應物聯網萬物互聯需求。【學習目標】1.知識目標（1）了解IPv6地址格式。（2）區分IPv6地址類型。（3）了解EUI-64接口ID。（4）了解IPv6單播地址、IPv6組播地址知識。2.能力目標會配置IPv6地址，能實現網絡連通。任務2.1了解IPv6地址格式【技術介紹】專業術語路由器：連接多個網絡三層路由設備（含三層交換機），將不同網絡之間數據信息轉發。在IPv6網絡，路由器是非常重要角色，它把信息向外通告（如地址前綴）。節點：運行IPv6設備：路由器、計算機、手機、PDA、冰箱、電視等。主機：只能接收信息，不能轉發信息。為了理解方便，借用IPv4中主機概念；但IPv6中主機不僅包括計算機，還包括冰箱、電視機、汽車，只要它運行IPv6協議。【技術介紹】IPv6地址采用十六進制書寫，使用16個不同基數：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F（進位原則：即逢16進1）。十六進制和二進制轉換關系簡單：每4位二進制，對應一位十六進制。2.1.1IPv6地址和十六進制【技術介紹】1.掌握IPv6地址表示格式和書寫格式IPv6地址長度設計為128位，科學家們表示“為地球上每一粒沙子分配一個地址”。如下方框所示，分八組顯示128位二進制，表示IPv6地址。2.1.2了解IPv6地址結構【技術介紹】1.掌握IPv6地址表示格式和書寫格式2.1.2了解IPv6地址結構IPv6地址=前綴+接口標識前綴：相當于IPv4地址中：網絡ID接口標識：相當于IPv4地址中：主機ID前綴長度，用“/xx”表示

2001：：1/64【技術介紹】2.1.2了解IPv6地址結構IPv4地址：32bit，4個字節（Byte）點分十進制表示由“網絡號＋主機號”組成IPv6地址：128位，16個字節冒分十六進展由“網絡ID＋接口ID”組成【技術介紹】1.掌握IPv6地址表示格式和書寫格式IPv6地址使用“冒分十六進制”，每組間用冒號（：）分隔，如圖所示。十六進制數字符不區分大小寫。2.1.2了解IPv6地址結構例子：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:67892001:0DB8:0000:0000:0008:0800:200C:417A前導零可以刪除，但每段至少要有一個數字，如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A【技術介紹】2.掌握IPv6地址壓縮格式IPv6地址中經常包含一長串0，為書寫方便，IPv6提供一些規則壓縮地址長度。

（1）丟棄前導零除地址中前導0，每個地址塊至少保留一個數字，如圖所示。如：2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB，省略前導0，簡潔表示如下。2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB。2.1.2了解IPv6地址結構【技術介紹】2.掌握IPv6地址壓縮格式

（2）連續零壓縮存在多個連續0，使用“兩冒號（∷）”零壓縮。在IPv6地址只能使用一次“∷”壓縮，如圖所示。2.1.2了解IPv6地址結構【技術介紹】2.掌握IPv6地址壓縮格式

（2）連續零壓縮零壓縮在IPv6地址只能出現一次，如下合法表示。FF01:0:0:0:0:0:0:101等價于FF01::1010:0:0:0:0:0:0:1等價于::10:0:0:0:0:0:0:0等價于::2.1.2了解IPv6地址結構【技術介紹】2.1.2了解IPv6地址結構2000:5AC:0:0:0:0:2008:B8742000:5AC::2008:B874FF02:0:0:0:0:0:0:1010FF02::10100:0:0:0:0:0:0:1::10:0:0:0:0:0:0:0::多個連續0段，可用

::表示。如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF可壓縮表示成：2001:410:0:1::45FF更多例子：注意1：只允許一次“::”;不能把有效0壓縮。【技術介紹】IPv6地址練習IPv6地址壓縮表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff::壓縮

2001:0410:0000:0001::45ff

錯誤壓縮

2001:0410::0001::45ff錯誤！【技術介紹】IPv6地址練習IPv6地址壓縮表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff壓縮前導0

2001:410:0:1:0:0:0:45ff注意

：：壓縮和壓縮前導0，可以同時使用

2001:410:0:1::45ff【技術介紹】IPv6地址練習IPv6地址表示：壓縮錯誤::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5壓縮成

FF02:3::5【技術介紹】3.內嵌IPv4的IPv6地址在IPv4向IPv6過渡期間，在特殊場景，使用內嵌IPv4地址IPv6地址類型。分為如下兩種樣式。一是IPv4兼容IPv6地址：0:0:0:0:0:0:192.168.1.2，或者表示為“::192.168.1.2”。二是IPv4映射IPv6地址：0:0:0:0:0:ffff:192.168.1.2，或者表示為“::ffff:192.168.1.2”。2.1.2了解IPv6地址結構【技術介紹】1.了解IPv6地址結構組成IPv4地址結構：“網絡號＋主機號”IPv6地址結構：“網絡ID＋接口ID”。網絡ID（前綴）相當于IPv4地址中網絡ID；接口標識相當于IPv4地址中主機ID。2.1.3了解IPv6地址前綴結構【技術介紹】2.了解IPv6前綴表示方法IPv6也使用“地址/前綴長度”表示法：2001:410::/48。一：地址前綴作為路由或子網標識。二：有時IPv6地址前綴是固定值，表示特殊網絡類型。如：地址前綴“FE80::”表示鏈路本地地址。2.1.3了解IPv6地址前綴結構在DOS查看IPV6地址：ipconfig/all

實訓在主機上，手動配置IPV6地址命令

netshinterfaceipv6addaddress“本地連接”2::2

netshinterfaceipv6showaddress

實訓在設備上啟動IPV6，即插即用，自動獲得本地地址Intgi0/0Ipv6enableShowipv6interfacegi0/0PingIPV6FE80:XXXXX實訓任務2.2區分IPv6地址類型【技術介紹】按照尋址方式不同，IPv4地址有單播地址、組播地址和廣播地址幾種類型。

A類，B類，C類，D類，E類單播地址：A、B、C類地址

組播地址：D類

保留地址：E類

廣播地址：255.255.255.255等【技術介紹】按照尋址方式不同，同樣，IPv6地址也分單播地址、組播地址和任播地址幾種類型。注意，IPv6中沒有廣播地址，使用組播替代IPv4廣播。【技術介紹】按照尋址方式不同，同樣，IPv6地址也分單播地址、組播地址和任播地址幾種類型。單播地址（UnicastAddress）標識一個接口，目的地址為單播地址報文，被送到被標識接口組播地址（MulticastAddress）標識多個接口，目的地址為組播地址報文，被送到被標識所有接口任播地址（AnycastAddress）標識多個接口，目的為任播地址報文，被送到最近一個被標識接口，最近節點由路由協議定義IPv6沒有定義廣播地址【技術介紹】1．什么是單播地址單播（Unicast）地址：標識一個接口地址。作為單一接口標識符，封裝單播地址IPv6數據報文，由該地址標識接口接收。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】1．什么是單播地址IPv6單播地址結構：網絡前綴（subnetprefix）和接口ID（InterfaceID）。網絡前綴（subnetprefix）表示接口所屬網絡；接口ID（InterfaceID）標識接口，區分一條鏈路不同接口。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（1）全局單播地址也稱可聚合全球唯一單播地址（Aggregatableglobalunicastaddress）。類似IPv4公有地址，在IPv6互聯網全局路由，實現網絡訪問。具有路由前綴聚合功能，減少路由表數量。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（2）本地單播地址鏈路本地地址（link-localaddress）：FE80::/10每個接口都有鏈路本地地址，僅本地通信，主機使用鏈路本地地址，與相鄰主機通信。在不同子網中不能路由。鏈路本地地址使用固定前綴“FE80::/10”。

唯一本地地址（uniquelocaladdress）：FC00::/7本地全局地址，用于本地通信，互聯網路由不轉發帶該類數據包，通信范圍限制為組織內部網絡。唯一本地地址使用固定前綴“FC00::/7”。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（2）本地單播地址

站點本地地址（site-localaddress）（FEC0::/10）由于多方面原因，目前不再使用。在新標準中，使用唯一本地地址代替。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（3）兼容單播地址（IPv4內嵌地址）在IPv4向IPv6過渡，使用特殊地址

：：IPV4在一個IPv6接口，由低32位全球IPv4單播地址，構成特殊IPv6全局單播地址。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（3）兼容單播地址（IPv4內嵌地址）IPv4向IPv6過渡期，使用嵌入IPv4的IPv6地址，用于組織內網通信。也即把IPv4節點當IPv6節點。在IPv4向IPv6過渡期間，還有稱“6to4”特殊IPv6地址。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】（4）特殊單播地址未指定地址（0:0:0:0:0:0:0:0或::）表示任意網絡，等于IPv4中任意網絡0.0.0.0。環回地址（0:0:0:0:0:0:0:1或::1），允許將數據發給自己，等于IPv4環回地址127.0.0.1。2.2.1IPv6單播地址【技術介紹】1．什么是IPv6組播地址對應一組接口地址。組播IP數據包，被發送到該地址標識每一個接口。IPv6中沒有廣播，使用組播替代廣播。2.2.2IPv6組播地址【技術介紹】2．IPv6組播地址示例IPv6組播地址總以“FF”開始，最高8位固定為：11111111。2.2.2IPv6組播地址【技術介紹】是IPv6中特有類型。任播地址與組播一樣，識別多個接口，對應一組接口的地址。組播用于一對多通信，任播地址IPv6數據包，被送到由該IPv6任播地址標識其中一個接口。2.2.3IPv6任播地址【技術介紹】使用IPv6任播地址，注意事項。（1）語法上，任播地址與單播地址沒有區別。IPv6沒有為任播地址，規定單獨空間。任播地址和可聚類全局單播地址位于同一地址范圍，每個參與任播接口，必須配置一個任播地址。（2）一個任播地址不能用作IPv6數據包中源地址；也不能分配給主機，僅分配給路由器。（3）由路由器決定該IP數據包是做任播轉發，還是單播轉發。（4）目前，IPv6任播地址主要應用移動IPv6網絡場景。2.2.3IPv6任播地址【技術介紹】1．什么是EUI-64接口IDEUI-64接口ID長64bits，由MAC地址轉化，標識IPV6接口，生成接口ID，具有全球唯一性。在IPv6無狀態自動配置，接口獲取前綴，再和EUI-64接口ID，生成該接口可聚合全球唯一單播地址。2.3了解EUI-64接口ID子網ID接口標識符128位10位54位EUI-6464位【技術介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址IEEE組織定義一種64比特擴展標識符（EUI-64接口ID）。利用網卡MAC地址，生成EUI-64接口ID。將48比特MAC地址，生成64比特接口ID。2.3了解EUI-64接口ID【技術介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址方案（1）將每一個接口上48位MAC地址，分為兩個24位半分位。（2）將4位十六進制值“FFFE（1111111111111110）”，插入在兩個半分位中間。（3）確保標識符唯一性，從左邊起第7位，也就是Universal/Local(U/L)位，對該位進行取反。

其中，U/L位置0表示本地唯一；置1表示全球唯一。（4）得到這組數就是EUI-64格式接口標識符。2.3了解EUI-64接口ID【技術介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址【技術介紹】實踐把下面48位MAC地址，生成64位接口ID?0000:0b0a:2d51二進制：在公司-ID和節點-ID之間插入FFFE：設置U/L位為1（表示全球唯一，否則0本地唯一）EUI-64地址：0200:0bff:fe0a:2d51實踐：MAC地址：0000:0b0a:2d51實踐1：接口激活自動生成R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enable!默認不開啟Showipv6interfaceShowipv6routePing6fe80::713e:a426:d167:37ab%eth0實踐2：全局地址生成R1R2Gi0/0Gi0/12001::1/64EUI-64/64Intgi0/0Ipv6enableipv6address2001::1/64R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enableIpv6addressFE80::1/64Showipv6intShowipv6router實踐3：手工配置【技術介紹】2.4.1可聚合全球唯一單播地址1.

了解可聚合全球唯一單播地址（AggregatableGlobalUnicastAddress）由IANA組織委員會分配、具有全球唯一，在路由器之間實現互聯互通。可匯聚全球唯一單播地址可以進行多級路由匯聚，減少整個路由表路由條數，減少路由復雜度。2.4

深入了解IPv6單播地址提供商子網主機4816642001:0410:01100002:0200:CBCF:1234:4402【技術介紹】2.可匯聚全球唯一單播地址格式目前，IANA組織委員會僅分配第一字段為“0010”到“0011”地址。可匯聚全球唯一單播地址前綴以“001”開頭，前綴表示為“2000::/3”。有效地址從“2000::”開始到“3FFF:FFFF:…:FFFF”。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】3.可匯聚全球唯一單播地址組成結構由全球路由前綴（Globalroutingprefix）、子網ID（SubnetID）和接口標識（InterfaceID）三部分組成，體現可聚合、層次化、結構化特征。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】3.可匯聚全球唯一單播地址組成結構（1）全球路由前綴（Globalroutingprefix）。由ISP指定給組織，即從運營商申請IPv6地址空間為/48，根據需要進一步規劃。目前，僅可申請001開頭地址段。（2）子網ID（SubnetID）。機構用子網ID構建本地網絡（Site）。子網ID和IPv4子網相似。（3）接口標識（InterfaceID）。使用EUI_64接口ID，標識一臺主機（Host）。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.2鏈路本地地址1．什么是鏈路本地地址（Link-localaddress）節點啟用IPv6協議，每個接口自動生成鏈路本地地址，前綴固定“FE80::/10”。同一鏈路上節點不做配置，實現同一鏈路上節點之間通信，只能在本地鏈路節點之間使用該地址。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.2鏈路本地地址2.鏈路本地地址格式使用固定前綴FE80::/10(1111111010)。地址低64bits位采用EUI-64規范生成。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】3.生成鏈路本地地址方法激活IPv6接口都有鏈路本地地址，使用“IPv6enable”命令自動產生。一個接口獲得可匯聚全球唯一單播地址同時，也自動產生一個Link-Local地址。在Windows中，本地網卡開啟IPv6后，也給網卡自動配置一個鏈路本地地。在IPv6主機使用“IPv6addressautolink-local”命令，配置設備自動產生一個鏈路本地地址。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】4.鏈路本地地址作用當接口啟動IPv6協議，自動生成鏈路本地地址，實現同一鏈路IPv6節點，不做配置就可以通信。該地址穩定、鏈路上具有唯一性，用于自動地址配置、鄰居發現、路由器發現等傳輸機制中。此外，IPv6缺省網關也使用鏈路本地地址，因為最穩定。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.3站點本地地址1.什么是站點本地地址（Site-localaddress）一種受限單播地址，僅在私有網絡內使用，需要手工配置。由于限制一個網絡內部使用，類似于IPv4中私有地址（如：10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16）。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.3站點本地地址2.站點本地地址格式站點本地地址使用固定FEC0：：/10前綴（1111111011），和54比特子網標識組成前綴；后綴為64比特EUI-64格式的接口ID標識符構成。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.3站點本地地址3.站點本地地址作用站點本地址僅用于內部設備，如：內網打印機、內網服務器、內網交換機、網橋、網關、無線接入點等，實現內網設備管理，不連接互聯網。該類地址由于在定義模糊，導致應用出現地址重復，已停止使用，使用唯一本地地址替代。2.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】2.4.4唯一本地地址1.什么是唯一本地地址（UniqueLocalAddress）另一種受限地址，替代站點本地地址類型，解決IPv6內部通信單播地址。相當于Ipv4網絡中私有IP，不允許使用在公網中。使用固定前綴FC00::/72.4深入了解IPv6單播地址【技術介紹】3.唯一本地地址特征任何組織都可以使用唯一本地地址，構建內部IPv6網絡。該地址具有如下特點。具有全球唯一的前綴（隨機方式產生，但是沖突概率很低）。內部網絡之間的私有連接，不必