IPv 6 详细讲解

为什么 ipconfig 会有多个 IPv 6 显示？

在 IPv 6 中，设备可能会有多个 IPv 6 地址，主要原因有以下几点：

  1. 链路本地地址 (Link-Local Address)： 每个网络接口都会自动生成一个链路本地地址，以 fe80:: 开头，用于同一链路内的通信。

  2. 全局单播地址 (Global Unicast Address)： 这是一个可以在全球互联网中路由的地址。通常由路由器通过无状态地址自动配置 (SLAAC) 或 DHCPv 6 分配。

  3. 临时地址 (Temporary Address)： 为了保护隐私，设备可以使用临时地址，这些地址定期更换，防止通过 IP 地址跟踪用户活动。

  4. 站点本地地址 (Site-Local Address)： 类似于 IPv 4 的私有地址，用于组织内部的通信，不过已被弃用，替代方案是唯一本地地址 (Unique Local Address, ULA)。

  5. 多播地址 (Multicast Address)： 用于一组设备之间的通信，通常以 ff00:: 开头。

IPv 6 地址表示和简化表示

一个完整的 IPv 6 地址有 128 位，通常表示为 8 组 16 位的十六进制数，每组之间用冒号分隔，例如：

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

为了简化表示，可以使用以下规则：

  1. 去掉前导零： 每组中的前导零可以省略：

    2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334

  2. 双冒号表示连续的零： 如果有一串连续的零，可以用双冒号 :: 表示，但在一个地址中只能使用一次：

    2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

IPv 6-PD (Prefix Delegation)

IPv 6 前缀委派是一种分配 IPv 6 地址块的方法，通常用于路由器从上级路由器或 ISP 请求一个前缀，然后将该前缀分配给其下级网络设备。以下是关键点：

  1. 前缀委派： 通过 DHCPv 6 协议，路由器可以从 ISP 请求一个较大的 IPv 6 前缀（例如 /48），然后将其划分为较小的前缀（例如 /64），分配给本地网络中的不同子网。

  2. 自动配置： 下级设备可以自动配置自己的 IPv 6 地址，使用分配的前缀加上其接口标识符。

  3. 简化网络管理： 通过前缀委派，可以更灵活地管理和分配 IPv 6 地址，特别是在家庭网络或企业网络中。

示例

假设你的路由器从 ISP 获取了一个前缀 2001:db8:1234::/48，那么它可以将这个前缀划分为多个子网，如 2001:db8:1234:1::/64，2001:db8:1234:2::/64，并分配给本地网络中的设备。

在 IPv 6 中，子网 ID 和接口 ID 是 IPv 6 地址结构中的重要组成部分。了解它们对于理解和管理 IPv 6 地址非常重要。

IPv 6 地址结构

IPv 6 地址由 128 位组成，通常分为两部分：

  1. 网络前缀 (Network Prefix)：标识一个子网，通常由前 64 位组成。
  2. 接口标识符 (Interface Identifier)：标识一个特定设备或接口，通常由后 64 位组成。

例如，地址 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 可以分为：

  • 网络前缀：2001:0db8:85a3:0000
  • 接口标识符：0000:8a2e:0370:7334

子网 ID (Subnet ID)

子网 ID 是网络前缀中的一部分，用于区分同一网络中的不同子网。在通常情况下，IPv 6 地址的前 64 位用于网络前缀。假设有一个前缀 2001:0db8:85a3::/48，它可以被划分为多个子网，例如：

  • 2001:0db8:85a3:0001::/64
  • 2001:0db8:85a3:0002::/64
  • 2001:0db8:85a3:0003::/64

在这些子网中，0001、0002、0003 等就是子网 ID。

接口 ID (Interface ID)

接口 ID 是用于标识网络中设备或接口的唯一标识符，通常由地址的后 64 位构成。例如，在地址 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 中，0000:8a2e:0370:7334 就是接口 ID。

生成接口 ID 的方法

  1. 自动配置：
    • EUI-64：从设备的 MAC 地址生成接口 ID。这种方法在 IPv 6 的无状态地址自动配置 (SLAAC) 中广泛使用。
    • 随机生成：为了隐私保护，接口 ID 可以是随机生成的，避免通过设备的 MAC 地址进行跟踪。
  2. 手动配置：
    • 管理员可以手动配置接口 ID，确保在网络中唯一。

子网掩码表示法

IPv 6 地址使用前缀长度来表示网络部分和主机部分的划分。前缀长度 /64 意味着前 64 位是网络前缀，后 64 位是接口 ID。例如：

  • 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334/64：
    • 前 64 位（2001:0db8:85a3:0000）是网络前缀。
    • 后 64 位（0000:8a2e:0370:7334）是接口 ID。

小结

  • 子网 ID：用于区分同一网络中的不同子网，是网络前缀的一部分。
  • 接口 ID：用于标识网络中设备或接口的唯一标识符，通常由地址的后 64 位构成。
  • 前缀长度：表示网络部分和主机部分的划分，例如 /64 意味着前 64 位是网络前缀，后 64 位是接口 ID。

通过了解这些概念，你可以更好地理解和管理 IPv 6 地址。

总结

IPv 6 提供了更大的地址空间和更多的灵活性，允许设备拥有多个 IPv 6 地址，以满足不同的需求，如本地通信、全球通信和隐私保护。前缀委派则使得网络管理更加高效和灵活。