《IPV6组网技术与实践》 课件 2：掌握丰富多彩IPv6地址-单播地址

单元2掌握丰富多彩IPv6地址【技术背景】IPv6满足各种智能终端接入互联网需求，如个人数字设备、IP电话、智能汽车等，推动万物互联时代的到来。IPv6海量地址，可以为地球上任何联网设备提供全球唯一IP地址，适应物联网万物互联需求。【学习目标】1.知识目标（1）了解IPv6地址格式。（2）区分IPv6地址类型。（3）了解EUI-64接口ID。（4）了解IPv6单播地址、IPv6组播地址知识。2.能力目标会配置IPv6地址，能实现网络连通。任务2.1了解IPv6地址格式【技术介绍】专业术语路由器：连接多个网络三层路由设备（含三层交换机），将不同网络之间数据信息转发。在IPv6网络，路由器是非常重要角色，它把信息向外通告（如地址前缀）。节点：运行IPv6设备：路由器、计算机、手机、PDA、冰箱、电视等。主机：只能接收信息，不能转发信息。为了理解方便，借用IPv4中主机概念；但IPv6中主机不仅包括计算机，还包括冰箱、电视机、汽车，只要它运行IPv6协议。【技术介绍】IPv6地址采用十六进制书写，使用16个不同基数：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F（进位原则：即逢16进1）。十六进制和二进制转换关系简单：每4位二进制，对应一位十六进制。2.1.1IPv6地址和十六进制【技术介绍】1.掌握IPv6地址表示格式和书写格式IPv6地址长度设计为128位，科学家们表示“为地球上每一粒沙子分配一个地址”。如下方框所示，分八组显示128位二进制，表示IPv6地址。2.1.2了解IPv6地址结构【技术介绍】1.掌握IPv6地址表示格式和书写格式2.1.2了解IPv6地址结构IPv6地址=前缀+接口标识前缀：相当于IPv4地址中：网络ID接口标识：相当于IPv4地址中：主机ID前缀长度，用“/xx”表示

2001：：1/64【技术介绍】2.1.2了解IPv6地址结构IPv4地址：32bit，4个字节（Byte）点分十进制表示由“网络号＋主机号”组成IPv6地址：128位，16个字节冒分十六进展由“网络ID＋接口ID”组成【技术介绍】1.掌握IPv6地址表示格式和书写格式IPv6地址使用“冒分十六进制”，每组间用冒号（：）分隔，如图所示。十六进制数字符不区分大小写。2.1.2了解IPv6地址结构例子：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:67892001:0DB8:0000:0000:0008:0800:200C:417A前导零可以删除，但每段至少要有一个数字，如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A【技术介绍】2.掌握IPv6地址压缩格式IPv6地址中经常包含一长串0，为书写方便，IPv6提供一些规则压缩地址长度。

（1）丢弃前导零除地址中前导0，每个地址块至少保留一个数字，如图所示。如：2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB，省略前导0，简洁表示如下。2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB。2.1.2了解IPv6地址结构【技术介绍】2.掌握IPv6地址压缩格式

（2）连续零压缩存在多个连续0，使用“两冒号（∷）”零压缩。在IPv6地址只能使用一次“∷”压缩，如图所示。2.1.2了解IPv6地址结构【技术介绍】2.掌握IPv6地址压缩格式

（2）连续零压缩零压缩在IPv6地址只能出现一次，如下合法表示。FF01:0:0:0:0:0:0:101等价于FF01::1010:0:0:0:0:0:0:1等价于::10:0:0:0:0:0:0:0等价于::2.1.2了解IPv6地址结构【技术介绍】2.1.2了解IPv6地址结构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::多个连续0段，可用

::表示。如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF可压缩表示成：2001:410:0:1::45FF更多例子：注意1：只允许一次“::”;不能把有效0压缩。【技术介绍】IPv6地址练习IPv6地址压缩表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff::压缩

2001:0410:0000:0001::45ff

错误压缩

2001:0410::0001::45ff错误！【技术介绍】IPv6地址练习IPv6地址压缩表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff压缩前导0

2001:410:0:1:0:0:0:45ff注意

：：压缩和压缩前导0，可以同时使用

2001:410:0:1::45ff【技术介绍】IPv6地址练习IPv6地址表示：压缩错误::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5压缩成

FF02:3::5【技术介绍】3.内嵌IPv4的IPv6地址在IPv4向IPv6过渡期间，在特殊场景，使用内嵌IPv4地址IPv6地址类型。分为如下两种样式。一是IPv4兼容IPv6地址：0:0:0:0:0:0:192.168.1.2，或者表示为“::192.168.1.2”。二是IPv4映射IPv6地址：0:0:0:0:0:ffff:192.168.1.2，或者表示为“::ffff:192.168.1.2”。2.1.2了解IPv6地址结构【技术介绍】1.了解IPv6地址结构组成IPv4地址结构：“网络号＋主机号”IPv6地址结构：“网络ID＋接口ID”。网络ID（前缀）相当于IPv4地址中网络ID；接口标识相当于IPv4地址中主机ID。2.1.3了解IPv6地址前缀结构【技术介绍】2.了解IPv6前缀表示方法IPv6也使用“地址/前缀长度”表示法：2001:410::/48。一：地址前缀作为路由或子网标识。二：有时IPv6地址前缀是固定值，表示特殊网络类型。如：地址前缀“FE80::”表示链路本地地址。2.1.3了解IPv6地址前缀结构在DOS查看IPV6地址：ipconfig/all

实训在主机上，手动配置IPV6地址命令

netshinterfaceipv6addaddress“本地连接”2::2

netshinterfaceipv6showaddress

实训在设备上启动IPV6，即插即用，自动获得本地地址Intgi0/0Ipv6enableShowipv6interfacegi0/0PingIPV6FE80:XXXXX实训任务2.2区分IPv6地址类型【技术介绍】按照寻址方式不同，IPv4地址有单播地址、组播地址和广播地址几种类型。

A类，B类，C类，D类，E类单播地址：A、B、C类地址

组播地址：D类

保留地址：E类

广播地址：255.255.255.255等【技术介绍】按照寻址方式不同，同样，IPv6地址也分单播地址、组播地址和任播地址几种类型。注意，IPv6中没有广播地址，使用组播替代IPv4广播。【技术介绍】按照寻址方式不同，同样，IPv6地址也分单播地址、组播地址和任播地址几种类型。单播地址（UnicastAddress）标识一个接口，目的地址为单播地址报文，被送到被标识接口组播地址（MulticastAddress）标识多个接口，目的地址为组播地址报文，被送到被标识所有接口任播地址（AnycastAddress）标识多个接口，目的为任播地址报文，被送到最近一个被标识接口，最近节点由路由协议定义IPv6没有定义广播地址【技术介绍】1．什么是单播地址单播（Unicast）地址：标识一个接口地址。作为单一接口标识符，封装单播地址IPv6数据报文，由该地址标识接口接收。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】1．什么是单播地址IPv6单播地址结构：网络前缀（subnetprefix）和接口ID（InterfaceID）。网络前缀（subnetprefix）表示接口所属网络；接口ID（InterfaceID）标识接口，区分一条链路不同接口。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（1）全局单播地址也称可聚合全球唯一单播地址（Aggregatableglobalunicastaddress）。类似IPv4公有地址，在IPv6互联网全局路由，实现网络访问。具有路由前缀聚合功能，减少路由表数量。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（2）本地单播地址链路本地地址（link-localaddress）：FE80::/10每个接口都有链路本地地址，仅本地通信，主机使用链路本地地址，与相邻主机通信。在不同子网中不能路由。链路本地地址使用固定前缀“FE80::/10”。

唯一本地地址（uniquelocaladdress）：FC00::/7本地全局地址，用于本地通信，互联网路由不转发带该类数据包，通信范围限制为组织内部网络。唯一本地地址使用固定前缀“FC00::/7”。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（2）本地单播地址

站点本地地址（site-localaddress）（FEC0::/10）由于多方面原因，目前不再使用。在新标准中，使用唯一本地地址代替。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（3）兼容单播地址（IPv4内嵌地址）在IPv4向IPv6过渡，使用特殊地址

：：IPV4在一个IPv6接口，由低32位全球IPv4单播地址，构成特殊IPv6全局单播地址。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（3）兼容单播地址（IPv4内嵌地址）IPv4向IPv6过渡期，使用嵌入IPv4的IPv6地址，用于组织内网通信。也即把IPv4节点当IPv6节点。在IPv4向IPv6过渡期间，还有称“6to4”特殊IPv6地址。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】（4）特殊单播地址未指定地址（0:0:0:0:0:0:0:0或::）表示任意网络，等于IPv4中任意网络0.0.0.0。环回地址（0:0:0:0:0:0:0:1或::1），允许将数据发给自己，等于IPv4环回地址127.0.0.1。2.2.1IPv6单播地址【技术介绍】1．什么是IPv6组播地址对应一组接口地址。组播IP数据包，被发送到该地址标识每一个接口。IPv6中没有广播，使用组播替代广播。2.2.2IPv6组播地址【技术介绍】2．IPv6组播地址示例IPv6组播地址总以“FF”开始，最高8位固定为：11111111。2.2.2IPv6组播地址【技术介绍】是IPv6中特有类型。任播地址与组播一样，识别多个接口，对应一组接口的地址。组播用于一对多通信，任播地址IPv6数据包，被送到由该IPv6任播地址标识其中一个接口。2.2.3IPv6任播地址【技术介绍】使用IPv6任播地址，注意事项。（1）语法上，任播地址与单播地址没有区别。IPv6没有为任播地址，规定单独空间。任播地址和可聚类全局单播地址位于同一地址范围，每个参与任播接口，必须配置一个任播地址。（2）一个任播地址不能用作IPv6数据包中源地址；也不能分配给主机，仅分配给路由器。（3）由路由器决定该IP数据包是做任播转发，还是单播转发。（4）目前，IPv6任播地址主要应用移动IPv6网络场景。2.2.3IPv6任播地址【技术介绍】1．什么是EUI-64接口IDEUI-64接口ID长64bits，由MAC地址转化，标识IPV6接口，生成接口ID，具有全球唯一性。在IPv6无状态自动配置，接口获取前缀，再和EUI-64接口ID，生成该接口可聚合全球唯一单播地址。2.3了解EUI-64接口ID子网ID接口标识符128位10位54位EUI-6464位【技术介绍】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址IEEE组织定义一种64比特扩展标识符（EUI-64接口ID）。利用网卡MAC地址，生成EUI-64接口ID。将48比特MAC地址，生成64比特接口ID。2.3了解EUI-64接口ID【技术介绍】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址方案（1）将每一个接口上48位MAC地址，分为两个24位半分位。（2）将4位十六进制值“FFFE（1111111111111110）”，插入在两个半分位中间。（3）确保标识符唯一性，从左边起第7位，也就是Universal/Local(U/L)位，对该位进行取反。

其中，U/L位置0表示本地唯一；置1表示全球唯一。（4）得到这组数就是EUI-64格式接口标识符。2.3了解EUI-64接口ID【技术介绍】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址【技术介绍】实践把下面48位MAC地址，生成64位接口ID?0000:0b0a:2d51二进制：在公司-ID和节点-ID之间插入FFFE：设置U/L位为1（表示全球唯一，否则0本地唯一）EUI-64地址：0200:0bff:fe0a:2d51实践：MAC地址：0000:0b0a:2d51实践1：接口激活自动生成R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enable!默认不开启Showipv6interfaceShowipv6routePing6fe80::713e:a426:d167:37ab%eth0实践2：全局地址生成R1R2Gi0/0Gi0/12001::1/64EUI-64/64Intgi0/0Ipv6enableipv6address2001::1/64R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enableIpv6addressFE80::1/64Showipv6intShowipv6router实践3：手工配置【技术介绍】2.4.1可聚合全球唯一单播地址1.

了解可聚合全球唯一单播地址（AggregatableGlobalUnicastAddress）由IANA组织委员会分配、具有全球唯一，在路由器之间实现互联互通。可汇聚全球唯一单播地址可以进行多级路由汇聚，减少整个路由表路由条数，减少路由复杂度。2.4

深入了解IPv6单播地址提供商子网主机4816642001:0410:01100002:0200:CBCF:1234:4402【技术介绍】2.可汇聚全球唯一单播地址格式目前，IANA组织委员会仅分配第一字段为“0010”到“0011”地址。可汇聚全球唯一单播地址前缀以“001”开头，前缀表示为“2000::/3”。有效地址从“2000::”开始到“3FFF:FFFF:…:FFFF”。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】3.可汇聚全球唯一单播地址组成结构由全球路由前缀（Globalroutingprefix）、子网ID（SubnetID）和接口标识（InterfaceID）三部分组成，体现可聚合、层次化、结构化特征。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】3.可汇聚全球唯一单播地址组成结构（1）全球路由前缀（Globalroutingprefix）。由ISP指定给组织，即从运营商申请IPv6地址空间为/48，根据需要进一步规划。目前，仅可申请001开头地址段。（2）子网ID（SubnetID）。机构用子网ID构建本地网络（Site）。子网ID和IPv4子网相似。（3）接口标识（InterfaceID）。使用EUI_64接口ID，标识一台主机（Host）。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】2.4.2链路本地地址1．什么是链路本地地址（Link-localaddress）节点启用IPv6协议，每个接口自动生成链路本地地址，前缀固定“FE80::/10”。同一链路上节点不做配置，实现同一链路上节点之间通信，只能在本地链路节点之间使用该地址。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】2.4.2链路本地地址2.链路本地地址格式使用固定前缀FE80::/10(1111111010)。地址低64bits位采用EUI-64规范生成。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】3.生成链路本地地址方法激活IPv6接口都有链路本地地址，使用“IPv6enable”命令自动产生。一个接口获得可汇聚全球唯一单播地址同时，也自动产生一个Link-Local地址。在Windows中，本地网卡开启IPv6后，也给网卡自动配置一个链路本地地。在IPv6主机使用“IPv6addressautolink-local”命令，配置设备自动产生一个链路本地地址。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】4.链路本地地址作用当接口启动IPv6协议，自动生成链路本地地址，实现同一链路IPv6节点，不做配置就可以通信。该地址稳定、链路上具有唯一性，用于自动地址配置、邻居发现、路由器发现等传输机制中。此外，IPv6缺省网关也使用链路本地地址，因为最稳定。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】2.4.3站点本地地址1.什么是站点本地地址（Site-localaddress）一种受限单播地址，仅在私有网络内使用，需要手工配置。由于限制一个网络内部使用，类似于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单播地址【技术介绍】2.4.3站点本地地址2.站点本地地址格式站点本地地址使用固定FEC0：：/10前缀（1111111011），和54比特子网标识组成前缀；后缀为64比特EUI-64格式的接口ID标识符构成。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】2.4.3站点本地地址3.站点本地地址作用站点本地址仅用于内部设备，如：内网打印机、内网服务器、内网交换机、网桥、网关、无线接入点等，实现内网设备管理，不连接互联网。该类地址由于在定义模糊，导致应用出现地址重复，已停止使用，使用唯一本地地址替代。2.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】2.4.4唯一本地地址1.什么是唯一本地地址（UniqueLocalAddress）另一种受限地址，替代站点本地地址类型，解决IPv6内部通信单播地址。相当于Ipv4网络中私有IP，不允许使用在公网中。使用固定前缀FC00::/72.4深入了解IPv6单播地址【技术介绍】3.唯一本地地址特征任何组织都可以使用唯一本地地址，构建内部IPv6网络。该地址具有如下特点。具有全球唯一的前缀（随机方式产生，但是冲突概率很低）。内部网络之间的私有连接，不必