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IPv6地址、单播、多播组播介绍

IPv6地址、单播、多播/组播介绍

6地址介绍

这⾥主要介绍IPv6地址，什么是IP地址就不介绍了。

IPv6地址主要是为了解决IPv4地址枯竭的问题。

1.1IPv6地址的格式

IPv6地址有128位，通常使⽤16进制表⽰，⼀个16进制数可以表⽰4位⼆进制，因此128位可以使⽤32个16进制数表⽰，⽽把4个16进

制数⼜分成⼀组，因此128位可以表⽰成8组。

如下图所⽰，⼀个X表⽰⼀组（4个）16进制字符串，也就是⼀组包含了16个⼆进制。⼀共有8组。

图⽚来源：《IPv6FundamentalsAStraightforward》

1.2IPv6地址简写⽅式

⼀个完整的IPv6地址有32个⼗六进制字符串表⽰，太长了，可以简写，简写规则有两种：

1.省略每⼀组开头的0

2.省略连续的若⼲个0，使⽤两个冒号::表⽰省略的0。

1.2.1省略开头的0

使⽤第⼀种简写规则，省略开头的0，如下图所⽰：

1.2.2使⽤双冒号代替连续的0

如果使⽤第⼆种规则，省略连续的0，使⽤两个冒号表⽰::，如下图：

1.2.3两种⽅式结合

如果把两种规则结合起来，也是最常见的写法，如下图：

1.2.4简写时注意事项

1.双冒号::只能在IPv6地址中出现⼀次

⽐如地址：ffff:0000:0000:ffff:0000:0000:0000:0001，就不能写成：ffff::ffff::0001，因为这样写根本不知道原来的地址是什么样的。

2.使⽤双冒号::代替连续0最多的

⽐如地址：ffff:0000:0000:ffff:0000:0000:0000:0001，后⾯有连续的三组都是0，因此应该使⽤双冒号::代替这⾥，因此标准简写应该

是ffff:0000:0000:ffff::00001。

3.连续的0出现位置⼀样多，双冒号代替先出现的（最左边的）。

⽐如地址:ffff:0000:0000:ffff:ffff:0000:0000:ffff，第⼀⼆组是连续的0，第六七组也是连续的0，标准写法应该是只能使⽤双冒号::代替先

出现的，也就是第⼀⼆组，标准写法为：ffff::ffff:ffff:0000:0000:ffff

1.3IPv6地址分类

IPv6地址分类基本可以如下图所⽰：

IPv6地址可以分为三种类型：单播地址、多播地址、任播地址。

2.单播地址unicast

如上图，单播地址可以分为6种：

Unicast

-LocalUnicast

ck

ified

Local

edIPv4

2.1GlobalUnicastAddress

全局单播地址GlobalUnicastAddress前缀是2000::/3，/3表⽰⼦⽹掩码，表⽰前⾯3位是固定的，跟IPv4掩码⼀样的。

全局单播地址全局唯⼀，不会重复，全局单播地址GlobalUnicastAddress就像我们IPv4的公⽹IP地址。

2.2Link-LocalUnicast

Link-LocalUnicast前缀是fe80::/10，⽤于⼀个局域⽹内，不同的局域⽹的Link-Local地址可以重复。

类似IPv4的私⽹IP，⽐如IPv4的192.168.0.1

2.3Loopback

回环地址Loopback前缀是::1/128，使⽤回环地址的数据包不会经过⽹卡，回环地址⽤于本地测试。

跟IPv4的回环地址127.0.0.1是⼀样的。

2.4Unspecified

unspecified未指定的，这个地址固定就是全0，表⽰没有IPv6地址。

2.5UniqueLocal

看名字，有个单词local，这个地址也是⽤于局域⽹，但是不同局域⽹的UniqueLocalAddress不会重复。

那么不同的局域⽹如何保证产⽣的地址不重复呢？这涉及到⼀个算法，这⾥就不介绍了，这个地址的⽣成就类似UUID的⽣成。

2.6EmbededIPv4

这个地址就是把IPv4地址包含在IPv6地址中，把IPv6地址的⾼80位全部设置为0,然后中间16位设置为1,低32位设置为IPv4地址。如下

图：

3.多播地址multicast

还是这个图，怕看到这⾥忘了，再放⼀次：

多播地址有很多种，重要的有三种：

-Known

ent

ted-Node

3.1多播地址格式介绍

如下图：

每个字段的意思图上都有解释，主要说说Scope字段，这个字段表⽰了多播的范围，按照字⾯意思可能不好理解，如下图：

3.1Well-Known

Well-Known多播地址前缀是ff00::/12，也就是最常见的多播地址。

注意：

IPv6没有⼴播地址，Well-Known多播地址包含了⼴播地址，⽐如上图中第⼀条地址，多播给多有设备，就是⼴播。

3.2Transient

这个，，先不讲了

3.3Solicited-Node

这个，，有点没看懂，简单说说。。。

Solicited-Node多播地址前缀是ff02:0:0:0:0:1:ff00::/104。

书上说Solicited-Node多播地址⽤于主要⽤于NDP(NeighborDiscoveryProtocol)协议，NDP协议的功能有两个：

sresolution

ateAddressDetection(DAD)

NDP协议的Addressresolution功能就类似IPv4的ARP协议，名字都⼀样，就是根据IP地址请求MAC地址。

DAD功能是⽤来检测局域⽹中的所有设备的单播地址都是不同的。

3.3.1单播地址到Solicited-Node多播地址的映射

Solicited-Node多播地址前104位是固定的，还剩下的24位则是来⾃单播地址，这剩下24位和单播地址是相同的。

如下图，把单播地址的低24位拷贝过来，作为Solicited-Node多播地址的低24位。

如上图，这个单播地址可以是全局单播地址，也可以是Link-Local单播地址。

3.3.2Solicited-Node多播地址到MAC地址的映射

这个映射提现了多播地址⽐⼴播地址好的地⽅。。。。

Solicited-Node多播地址要映射到MAC地址上，就是Mac地址的⾼12位不变，低32位改为Solicited-Node多播地址的低32位。如图所

⽰：

我之前以为MAC地址是固定不变了，原来可以改变。

这⾥我有个疑惑，每个设备有个公⽹地址GlobalUnicastAddress，也有⼀个私⽹地址Link-LocalUnicastAddress，那这样不是

会产⽣两个Mac地址吗

这样映射有什么好处？

多播地址只能⽤于⽬的地址，因此这样的数据包发出去后，⽬标设备接收时，只看Mac地址就可以知道，是不是发给⾃⼰的，就不⽤

拆包查看IP地址了。

6地址查看

查看了⾃⼰电脑的IP，如下图：

可以确定的是有⼀个回环地址：::1/128，还有个Link-Local地址：fe80::b105:a91f:85a5:e1ef/64。

参考资料

《IPv6FundamentalsAStraightforward》