《IPV6組網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐》 課件 2：掌握豐富多彩IPv6地址-單播地址

單元2掌握豐富多彩IPv6地址【技術(shù)背景】IPv6滿足各種智能終端接入互聯(lián)網(wǎng)需求，如個(gè)人數(shù)字設(shè)備、IP電話、智能汽車等，推動(dòng)萬物互聯(lián)時(shí)代的到來。IPv6海量地址，可以為地球上任何聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供全球唯一IP地址，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)需求?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知識(shí)目標(biāo)（1）了解IPv6地址格式。（2）區(qū)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(shí)。2.能力目標(biāo)會(huì)配置IPv6地址，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通。任務(wù)2.1了解IPv6地址格式【技術(shù)介紹】專業(yè)術(shù)語路由器：連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)三層路由設(shè)備（含三層交換機(jī)），將不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)。在IPv6網(wǎng)絡(luò)，路由器是非常重要角色，它把信息向外通告（如地址前綴）。節(jié)點(diǎn)：運(yùn)行IPv6設(shè)備：路由器、計(jì)算機(jī)、手機(jī)、PDA、冰箱、電視等。主機(jī)：只能接收信息，不能轉(zhuǎn)發(fā)信息。為了理解方便，借用IPv4中主機(jī)概念；但I(xiàn)Pv6中主機(jī)不僅包括計(jì)算機(jī)，還包括冰箱、電視機(jī)、汽車，只要它運(yùn)行IPv6協(xié)議?！炯夹g(shù)介紹】IPv6地址采用十六進(jìn)制書寫，使用16個(gè)不同基數(shù)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F（進(jìn)位原則：即逢16進(jìn)1）。十六進(jìn)制和二進(jìn)制轉(zhuǎn)換關(guān)系簡單：每4位二進(jìn)制，對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制。2.1.1IPv6地址和十六進(jìn)制【技術(shù)介紹】1.掌握IPv6地址表示格式和書寫格式IPv6地址長度設(shè)計(jì)為128位，科學(xué)家們表示“為地球上每一粒沙子分配一個(gè)地址”。如下方框所示，分八組顯示128位二進(jìn)制，表示IPv6地址。2.1.2了解IPv6地址結(jié)構(gòu)【技術(shù)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(jié)構(gòu)IPv6地址=前綴+接口標(biāo)識(shí)前綴：相當(dāng)于IPv4地址中：網(wǎng)絡(luò)ID接口標(biāo)識(shí)：相當(dāng)于IPv4地址中：主機(jī)ID前綴長度，用“/xx”表示

2001：：1/64【技術(shù)介紹】2.1.2了解IPv6地址結(jié)構(gòu)IPv4地址：32bit，4個(gè)字節(jié)（Byte）點(diǎn)分十進(jìn)制表示由“網(wǎng)絡(luò)號(hào)＋主機(jī)號(hào)”組成IPv6地址：128位，16個(gè)字節(jié)冒分十六進(jìn)展由“網(wǎng)絡(luò)ID＋接口ID”組成【技術(shù)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(jìn)制”，每組間用冒號(hào)（：）分隔，如圖所示。十六進(jìn)制數(shù)字符不區(qū)分大小寫。2.1.2了解IPv6地址結(jié)構(gòu)例子：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:67892001:0DB8:0000:0000:0008:0800:200C:417A前導(dǎo)零可以刪除，但每段至少要有一個(gè)數(shù)字，如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A【技術(shù)介紹】2.掌握IPv6地址壓縮格式IPv6地址中經(jīng)常包含一長串0，為書寫方便，IPv6提供一些規(guī)則壓縮地址長度。

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

（2）連續(xù)零壓縮存在多個(gè)連續(xù)0，使用“兩冒號(hào)（∷）”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(jié)構(gòu)【技術(shù)介紹】2.掌握IPv6地址壓縮格式

（2）連續(xù)零壓縮零壓縮在IPv6地址只能出現(xiàn)一次，如下合法表示。FF01:0:0:0:0:0:0:101等價(jià)于FF01::1010:0:0:0:0:0:0:1等價(jià)于::10:0:0:0:0:0:0:0等價(jià)于::2.1.2了解IPv6地址結(jié)構(gòu)【技術(shù)介紹】2.1.2了解IPv6地址結(jié)構(gòu)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(gè)連續(xù)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(shù)介紹】IPv6地址練習(xí)IPv6地址壓縮表示

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

2001:0410:0000:0001::45ff

錯(cuò)誤壓縮

2001:0410::0001::45ff錯(cuò)誤！【技術(shù)介紹】IPv6地址練習(xí)IPv6地址壓縮表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff壓縮前導(dǎo)0

2001:410:0:1:0:0:0:45ff注意

：：壓縮和壓縮前導(dǎo)0，可以同時(shí)使用

2001:410:0:1::45ff【技術(shù)介紹】IPv6地址練習(xí)IPv6地址表示：壓縮錯(cuò)誤::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5壓縮成

FF02:3::5【技術(shù)介紹】3.內(nèi)嵌IPv4的IPv6地址在IPv4向IPv6過渡期間，在特殊場景，使用內(nèi)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(jié)構(gòu)【技術(shù)介紹】1.了解IPv6地址結(jié)構(gòu)組成IPv4地址結(jié)構(gòu)：“網(wǎng)絡(luò)號(hào)＋主機(jī)號(hào)”IPv6地址結(jié)構(gòu)：“網(wǎng)絡(luò)ID＋接口ID”。網(wǎng)絡(luò)ID（前綴）相當(dāng)于IPv4地址中網(wǎng)絡(luò)ID；接口標(biāo)識(shí)相當(dāng)于IPv4地址中主機(jī)ID。2.1.3了解IPv6地址前綴結(jié)構(gòu)【技術(shù)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(wǎng)標(biāo)識(shí)。二：有時(shí)IPv6地址前綴是固定值，表示特殊網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)在DOS查看IPV6地址：ipconfig/all

實(shí)訓(xùn)在主機(jī)上，手動(dòng)配置IPV6地址命令

netshinterfaceipv6addaddress“本地連接”2::2

netshinterfaceipv6showaddress

實(shí)訓(xùn)在設(shè)備上啟動(dòng)IPV6，即插即用，自動(dòng)獲得本地地址Intgi0/0Ipv6enableShowipv6interfacegi0/0PingIPV6FE80:XXXXX實(shí)訓(xùn)任務(wù)2.2區(qū)分IPv6地址類型【技術(shù)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(shù)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?！炯夹g(shù)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(biāo)識(shí)一個(gè)接口，目的地址為單播地址報(bào)文，被送到被標(biāo)識(shí)接口組播地址（MulticastAddress）標(biāo)識(shí)多個(gè)接口，目的地址為組播地址報(bào)文，被送到被標(biāo)識(shí)所有接口任播地址（AnycastAddress）標(biāo)識(shí)多個(gè)接口，目的為任播地址報(bào)文，被送到最近一個(gè)被標(biāo)識(shí)接口，最近節(jié)點(diǎn)由路由協(xié)議定義IPv6沒有定義廣播地址【技術(shù)介紹】1．什么是單播地址單播（Unicast）地址：標(biāo)識(shí)一個(gè)接口地址。作為單一接口標(biāo)識(shí)符，封裝單播地址IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文，由該地址標(biāo)識(shí)接口接收。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)介紹】1．什么是單播地址IPv6單播地址結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)前綴（subnetprefix）和接口ID（InterfaceID）。網(wǎng)絡(luò)前綴（subnetprefix）表示接口所屬網(wǎng)絡(luò)；接口ID（InterfaceID）標(biāo)識(shí)接口，區(qū)分一條鏈路不同接口。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)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(lián)網(wǎng)全局路由，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問。具有路由前綴聚合功能，減少路由表數(shù)量。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)介紹】（2）本地單播地址鏈路本地地址（link-localaddress）：FE80::/10每個(gè)接口都有鏈路本地地址，僅本地通信，主機(jī)使用鏈路本地地址，與相鄰主機(jī)通信。在不同子網(wǎng)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(lián)網(wǎng)路由不轉(zhuǎn)發(fā)帶該類數(shù)據(jù)包，通信范圍限制為組織內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。唯一本地地址使用固定前綴“FC00::/7”。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)介紹】（2）本地單播地址

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

：：IPV4在一個(gè)IPv6接口，由低32位全球IPv4單播地址，構(gòu)成特殊IPv6全局單播地址。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)介紹】（3）兼容單播地址（IPv4內(nèi)嵌地址）IPv4向IPv6過渡期，使用嵌入IPv4的IPv6地址，用于組織內(nèi)網(wǎng)通信。也即把IPv4節(jié)點(diǎn)當(dāng)IPv6節(jié)點(diǎn)。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(shù)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(wǎng)絡(luò)，等于IPv4中任意網(wǎng)絡(luò)0.0.0.0。環(huán)回地址（0:0:0:0:0:0:0:1或::1），允許將數(shù)據(jù)發(fā)給自己，等于IPv4環(huán)回地址127.0.0.1。2.2.1IPv6單播地址【技術(shù)介紹】1．什么是IPv6組播地址對(duì)應(yīng)一組接口地址。組播IP數(shù)據(jù)包，被發(fā)送到該地址標(biāo)識(shí)每一個(gè)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(shù)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(shù)介紹】是IPv6中特有類型。任播地址與組播一樣，識(shí)別多個(gè)接口，對(duì)應(yīng)一組接口的地址。組播用于一對(duì)多通信，任播地址IPv6數(shù)據(jù)包，被送到由該IPv6任播地址標(biāo)識(shí)其中一個(gè)接口。2.2.3IPv6任播地址【技術(shù)介紹】使用IPv6任播地址，注意事項(xiàng)。（1）語法上，任播地址與單播地址沒有區(qū)別。IPv6沒有為任播地址，規(guī)定單獨(dú)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(gè)參與任播接口，必須配置一個(gè)任播地址。（2）一個(gè)任播地址不能用作IPv6數(shù)據(jù)包中源地址；也不能分配給主機(jī)，僅分配給路由器。（3）由路由器決定該IP數(shù)據(jù)包是做任播轉(zhuǎn)發(fā)，還是單播轉(zhuǎn)發(fā)。（4）目前，IPv6任播地址主要應(yīng)用移動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)場景。2.2.3IPv6任播地址【技術(shù)介紹】1．什么是EUI-64接口IDEUI-64接口ID長64bits，由MAC地址轉(zhuǎn)化，標(biāo)識(shí)IPV6接口，生成接口ID，具有全球唯一性。在IPv6無狀態(tài)自動(dòng)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(wǎng)ID接口標(biāo)識(shí)符128位10位54位EUI-6464位【技術(shù)介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址IEEE組織定義一種64比特?cái)U(kuò)展標(biāo)識(shí)符（EUI-64接口ID）。利用網(wǎng)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(shù)介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址方案（1）將每一個(gè)接口上48位MAC地址，分為兩個(gè)24位半分位。（2）將4位十六進(jìn)制值“FFFE（1111111111111110）”，插入在兩個(gè)半分位中間。（3）確保標(biāo)識(shí)符唯一性，從左邊起第7位，也就是Universal/Local(U/L)位，對(duì)該位進(jìn)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(shù)就是EUI-64格式接口標(biāo)識(shí)符。2.3了解EUI-64接口ID【技術(shù)介紹】2.EUI-64接口ID生成IPv6地址【技術(shù)介紹】實(shí)踐把下面48位MAC地址，生成64位接口ID?0000:0b0a:2d51二進(jìn)制：在公司-ID和節(jié)點(diǎn)-ID之間插入FFFE：設(shè)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(shí)踐：MAC地址：0000:0b0a:2d51實(shí)踐1：接口激活自動(dòng)生成R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enable!默認(rèn)不開啟Showipv6interfaceShowipv6routePing6fe80::713e:a426:d167:37ab%eth0實(shí)踐2：全局地址生成R1R2Gi0/0Gi0/12001::1/64EUI-64/64Intgi0/0Ipv6enableipv6address2001::1/64R1R2Gi0/0Gi0/1Intgi0/0Ipv6enableIpv6addressFE80::1/64Showipv6intShowipv6router實(shí)踐3：手工配置【技術(shù)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(huì)分配、具有全球唯一，在路由器之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通?？蓞R聚全球唯一單播地址可以進(jìn)行多級(jí)路由匯聚，減少整個(gè)路由表路由條數(shù)，減少路由復(fù)雜度。2.4

深入了解IPv6單播地址提供商子網(wǎng)主機(jī)4816642001:0410:01100002:0200:CBCF:1234:4402【技術(shù)介紹】2.可匯聚全球唯一單播地址格式目前，IANA組織委員會(huì)僅分配第一字段為“0010”到“0011”地址?？蓞R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(shù)介紹】3.可匯聚全球唯一單播地址組成結(jié)構(gòu)由全球路由前綴（Globalroutingprefix）、子網(wǎng)ID（SubnetID）和接口標(biāo)識(shí)（InterfaceID）三部分組成，體現(xiàn)可聚合、層次化、結(jié)構(gòu)化特征。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】3.可匯聚全球唯一單播地址組成結(jié)構(gòu)（1）全球路由前綴（Globalroutingprefix）。由ISP指定給組織，即從運(yùn)營商申請(qǐng)IPv6地址空間為/48，根據(jù)需要進(jìn)一步規(guī)劃。目前，僅可申請(qǐng)001開頭地址段。（2）子網(wǎng)ID（SubnetID）。機(jī)構(gòu)用子網(wǎng)ID構(gòu)建本地網(wǎng)絡(luò)（Site）。子網(wǎng)ID和IPv4子網(wǎng)相似。（3）接口標(biāo)識(shí)（InterfaceID）。使用EUI_64接口ID，標(biāo)識(shí)一臺(tái)主機(jī)（Host）。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】2.4.2鏈路本地地址1．什么是鏈路本地地址（Link-localaddress）節(jié)點(diǎn)啟用IPv6協(xié)議，每個(gè)接口自動(dòng)生成鏈路本地地址，前綴固定“FE80::/10”。同一鏈路上節(jié)點(diǎn)不做配置，實(shí)現(xiàn)同一鏈路上節(jié)點(diǎn)之間通信，只能在本地鏈路節(jié)點(diǎn)之間使用該地址。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)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(guī)范生成。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】3.生成鏈路本地地址方法激活I(lǐng)Pv6接口都有鏈路本地地址，使用“IPv6enable”命令自動(dòng)產(chǎn)生。一個(gè)接口獲得可匯聚全球唯一單播地址同時(shí)，也自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)Link-Local地址。在Windows中，本地網(wǎng)卡開啟IPv6后，也給網(wǎng)卡自動(dòng)配置一個(gè)鏈路本地地。在IPv6主機(jī)使用“IPv6addressautolink-local”命令，配置設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)鏈路本地地址。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】4.鏈路本地地址作用當(dāng)接口啟動(dòng)IPv6協(xié)議，自動(dòng)生成鏈路本地地址，實(shí)現(xiàn)同一鏈路IPv6節(jié)點(diǎn)，不做配置就可以通信。該地址穩(wěn)定、鏈路上具有唯一性，用于自動(dòng)地址配置、鄰居發(fā)現(xiàn)、路由器發(fā)現(xiàn)等傳輸機(jī)制中。此外，IPv6缺省網(wǎng)關(guān)也使用鏈路本地地址，因?yàn)樽罘€(wěn)定。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】2.4.3站點(diǎn)本地地址1.什么是站點(diǎn)本地地址（Site-localaddress）一種受限單播地址，僅在私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用，需要手工配置。由于限制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)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(shù)介紹】2.4.3站點(diǎn)本地地址2.站點(diǎn)本地地址格式站點(diǎn)本地地址使用固定FEC0：：/10前綴（1111111011），和54比特子網(wǎng)標(biāo)識(shí)組成前綴；后綴為64比特EUI-64格式的接口ID標(biāo)識(shí)符構(gòu)成。2.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)介紹】2.4.3站點(diǎn)本地地址3.站點(diǎn)本地地址作用站點(diǎn)本地址僅用于內(nèi)部設(shè)備，如：內(nèi)網(wǎng)打印機(jī)、內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、無線接入點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)設(shè)備管理，不連接互聯(lián)網(wǎng)。該類地址由于在定義模糊，導(dǎo)致應(yīng)用出現(xiàn)地址重復(fù)，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(shù)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(diǎn)本地地址類型，解決IPv6內(nèi)部通信單播地址。相當(dāng)于Ipv4網(wǎng)絡(luò)中私有IP，不允許使用在公網(wǎng)中。使用固定前綴FC00::/72.4深入了解IPv6單播地址【技術(shù)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(gòu)建內(nèi)部IPv6網(wǎng)絡(luò)。該地址具有如下特點(diǎn)。具有全球唯一的前綴（隨機(jī)方式產(chǎn)生，但是沖突概率很低）。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間的私有連接，不必