IPv6的地址结构和寻址方式

为什么IPv6比IPv4能够有上述的技术优势和应用优势呢？应该得益于IPv6完善的体系架构和丰富的工作方式，其中最重要的是IPv6的寻址方式。

1.IPv6地址的结构

一般大家熟悉的IPv4地址表示方法为点分十进制格式。IPv4把用32位二进制数表示的IP地址分成8位一组，共4组，每组的二进制数写成十进制，中间用点号分隔，形成大家所熟悉的十进制表示的IP地址，如192.168.1.100。而IPv6是把128位二进制表示的IP地址以16位一组，共分成8组，每个16位二进制数不再用十进制数表示，而是用4位十六进制数表示，中间用冒号分隔。故而把IPv6地址的表示方法称为冒号分十六进制格式。例如，21DA：00D3：0000：2F3B：02AA：00FF：FE28：9C5A是一个完整的IPv6地址。

IPv6的地址表示方法的一些特殊方式和规定是IPv4所没有的。例如，

1）IPv6地址中每个16位分组中的前导零位可以去除做简化表示，但每个分组必须至少保留一位数字。如上例中的地址，去除前导零位后可写成

21DA：D3：0：2F3B：2AA：FF：FE28：9C5A

2）IPv6某些地址中可能包含很长的零序列，为进一步简化表示法，还可以将冒号十六进制格式中相邻的连续零位合并，用双冒号“：：”表示。“：：”在一个地址中只能出现一次，该符号也能用来压缩地址中前部和尾部相邻的连续零位。例如地址：

1080：0：0：0：8：800：200C：417A

0：0：0：0：0：0：0：1

0：0：0：0：0：0：0：0

写成压缩形式分别为

1080：：8：800：200C：417A

：：1

：：。

3）在IPv4和IPv6混合环境中，有时更适合于采用另一种表示形式：

x：x：x：x：x：x：d.d.d.d

其中x是地址中6个高阶16位分组的十六进制值，d是地址中4个低阶8位分组的十进制值（标准的IPv4地址）。例如地址：

0：0：0：0：0：0：13.1.68.3

0：0：0：0：0：FFFF：129.144.52.38

写成压缩形式分别为

：：13.1.68.3

：：FFFF.129.144.52.38(www.xing528.com)

4）要在一个URL中使用IPv6地址，其地址应该用符号“[”和“]”括起来。例如，IPv6地址FEDC：BA98：7654：3210：FEDC：BA98：7654：3210在URL使用时为

http：//[FEDC：BA98：7654：3210：FEDC：BA98：7654：3210]：80/index.html

2.IPv6地址的分类

IPv6地址拥有更大的地址空间，可以支持更多的字段。但IPv6的地址并没有被简单地分为像IPv4一样的5类，而是3类。分别是单播（Unicast）地址、组播（MultiCast）地址、泛播（AnyCast）地址。

其中单播和组播地址与IPv4的地址非常类似，但IPv6中不再支持IPv4中的广播地址，而增加了一个泛播地址。

（1）单播地址

单一接口的标识符。发往单播地址的包被送给该地址标识的接口。对于有多个接口的节点，它的任何一个单播地址都可以用作该节点的标识符。IPv6单播地址是用连续的位掩码聚集的地址，类似于CIDR的IPv4地址。IPv6中的单播地址分配有多种形式，包括全部可聚集全球单播地址、NSAP地址、IPX分级地址、站点本地地址、链路本地地址以及运行IPv4的主机地址。单播地址中有下列两种特殊地址：不确定地址和回环地址。

不确定地址：单播地址0：0：0：0：0：0：0：0称为不确定地址。它不能分配给任何节点。它的一个应用示例是初始化主机时，在主机未取得自己的地址以前，可在它发送的任何IPv6包的源地址字段放上不确定地址。不确定地址不能在IPv6包中用做目的地址，也不能用在IPv6路由包头中。

回环地址：单播地址0：0：0：0：0：0：0：1称为回环地址。节点用它来向自身发送IPv6数据包，该地址不能分配给任何物理接口。

（2）泛播地址

一组接口（一般属于不同节点）的标识符。发往泛播地址的包被送给该地址标识的接口之一（路由协议度量距离最近的）。IPv6对泛播地址有下列两个限制。

1）泛播地址不能用作源地址，而只能作为目的地址。

2）泛播地址不能指定给IPv6主机，只能指定给IPv6路由器。

（3）组播地址

一组接口（一般属于不同节点）的标识符。发往多播地址的数据包，并不一一直接发给每个多播地址的主机和设备，而是被发送给组播地址标识的所有接口。

3.IPv6地址的基本特性

1）IPv6中没有广播地址，它的功能被组播地址所代替。

2）IPv6中，任何全“0”和全“1”的字段都是合法值，除非被某些特殊的规定排除在外的。特别是地址前缀可以包含“0”值字段或以“0”为终结。

3）一个单接口可以指定任何类型的多个IPv6地址（单播、泛播、组播）或范围。

4）IPv6的128位地址分成前缀和后缀两部分，各64位。其中64位后缀地址由设备接口来定。IPv6寻址模型与IPv4很相似。每个单播地址标识一个单独的网络接口。IP地址被指定给网络接口而不是节点，因此一个拥有多个网络接口的节点可以具备多个IPv6地址，其中任何一个IPv6地址都可以代表该节点。尽管一个网络接口能与多个单播地址相关，但一个单播地址只能与一个网络接口相关联。每个网络接口必须至少有一个单播地址。