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(IE工业工程)IP(IE学习必读)(IE工业工程)IP(IE学习必读)IPv6(提示:由于内容较多,阅读时,建议开启 文档结构图.)目录概述1IPv6地址格式2IPv6地址表示方法3IPv6地址类型11配置IPv6地址15IPv6静态路由18IPv6静态路由配置实验19IPv6 RIP (RIPng)23IPv6 OSPF (OSPFv3)31IPv6 EIGRP (EIGRP v6)45IPv6 BGP53IPv6隧道65IPv6组播82概述 在我们现有的网络中,几乎所有网络都使用IP协议作为通信的地址协议,我们的网络使用IP来表示地址信息,每一个节点都应该分配一个唯一的地址,才能保证通信正常。当下正常使用的IP协议为版本4,用32位来表示,地址空间为6553665536,结果约为42.9亿,需要说明的是,虽然地址共有42.9亿之多,但且不表示这些地址能够供42.9亿个节点使用,因为我们的地址是分网段的,也就是说即使在一个节点的情况下,分配地址时,也是分配一个网段而不是一个地址,所以这样就使得版本4的IP地址一下子变得空间陕小,再加了有相当一部分地址是不可用的,那么随着网络的迅速膨胀,IP ver4的地址空间变得几乎快耗尽了。在这样的情况下,出现了一些如VLSM子网技术,NAT网络地址翻译技术,试图来缓和地址空间的快速消耗。和此同时,人们也开发出了一个地址空间更为庞大的IP协议,这个协议拥有比IP ver4多出数倍的地址空间,来解决网络地址匮乏的问题,这个IP协议就是IP版本6,即IPv6。IPv6地址格式 IPv6拥有更为庞大的地址空间,是因为IPv4只是采用32位来表示,而IPv6采用128位来表示,这样大的一个地址空间,几乎能够容纳无数个节点。正因为IPv6使用了128位来表示地址,在表示和书写上面具有相当的困难,原来的IPv4使用10进制来表示,而IPv6由于地址太长,则采用16进制来表示,但无论我们如何表示,计算机都是处理二进制。因为10进制表示时,使用0到9共十个数字来表示,而16进制需要在10进制原有的基础上多出6个数字,即需要多出11,12,13,14,15,这6个数字则采用字母的形式来表示,分别为A(表示10),B(表示11),C(表示12),D(表示13),E(表示14),F(表示15),这些字母是不区别大小写的。 可是由于IPv6拥有128位的长度,所以不能直接表示,必须像IPv4那样进行分段表示。IPv6将整个地址分为8段来表示,每段之间用冒号隔开,每段的长度为16位,表示如下:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX 从上面能够见出,IPv6中每一个段是16位,每段共四个X,其中X使用4 bit表示,一个X就表示一个数字或字母,一个完整的地址共128 bit。 一个X使用4 bit表示,那么XXXX的取值范围就应该从0000 到 FFFF。IPv6地址表示方法 对于一个完整的IPv6地址,需要写128位,已经被分成了8段,每段4个字符,也就是说完整地表示一个IPv6地址,需要写32个字母,这是相当长的,且且容易混淆和出错,所以IPv6在地址的表示方法上,是有讲究的,到目前为止,IPv6地址的表示方法分为三种,分别是: 1.首选格式 2.压缩表示 3.IPv4内嵌在IPv6中下面分别详细介绍这三种IPv6地址表示方法:1.首选格式 首选格式的表示方法其实没有任何讲究,就是将IPv6中的128位,也就是共32个字符完完整整,一个不漏地全写出来,比如下面就是一些IPv6地址的首选格式表示形式: 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:00000000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:00012001:0410:0000:1234:FB00:1400:5000:45FF3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0009FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 从上面IPv6地址的首选格式表示中能够见出,每一个地址,都将32个字符全部写了出来,即使地址中有许多个0,或者有许多个F,也都一个不漏地写了出来,由此可见,首选格式只需要将地址完整写出即可,没有任何复杂的变化,可是容易出错。2.压缩格式 从前面一个IPv6地址表示方法首选格式表示方法中能够见出,一个完整的IPv6地址中,会经常性的出现许多个0,而我们知道,许多时候,0是毫无意义的,0表示没有,写出来,也表示没有,不写,也同样表示没有,那么我们就考虑能否将不影响地址结果的0给省略不写,这样就能够大大节省时间,也方便人们阅读和书写,这样的将地址省略0的表示方法,称为压缩格式。 而压缩格式的表示中,分三种情况,下面来分别介绍三种压缩格式:第一种情况: 在IPv6中,地址分为8个段来表示,每个段共4个字符,可是一个完整的IPv6地址会经常碰到整个段4个字符全部都为0,所以我们将整个段4个字符全部都为0的使用双冒号:来表示,如果连续多个段全都为0,那么也能够同样将多个段都使用 双冒号:来表示,如果是多个段,且不需要将双冒号写多次,只需要写一次即可,比如一个地址8个段,其中有三个段全都为0,那么我们就将这全为0的三个段共48位用:来表示,再将其它5个段照常写出即可,当计算机读到这样一个不足128位的地址时,比128位少了多少位,就在:的地方补上多少个0,比如上面的:代替为48位,那么计算机就会在这个地址的:位置补上48位的0,这样就正确地将地址仍原回去了。 下面来见一些整个段4个字符都为0的IPv6地址使用压缩格式来表示:例1:压缩前:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 压缩后::说明:能够见出,由于这个地址的8个段全部都为0,所以只用:就将整个地址表示出来,当计算机拿到这个压缩后的地址时,发现比正常的128位少了128位,那么就会在:的地方补上128个0,结果为:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 能够见出,计算机仍原的地址就是压缩之前的真实地址。例2:压缩前:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001压缩后::0001说明:能够见出,压缩后的地址比正常的128位少了112位,计算机就会在:的地方补上112个0,结果为:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001能够见出,计算机仍原的地址就是压缩之前的真实地址。例3:压缩前:2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF压缩后:2001:0410 : FB00:1400:5000:45FF说明:能够见出,压缩后的地址比正常的128位少了32位,计算机就会在:的地方补上32个0,结果为:2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF能够见出,计算机仍原的地址就是压缩之前的真实地址。例4:压缩前:3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001压缩后:3ffe:1010:2a2a:0001说明:当计算机拿到这个压缩后的地址,发现比正常的128位少了64位,计算机就会试图在:的地方补上少了的64个0,可是我们能够见到,压缩后的地址有俩个:,而计算机要补上64个0,所以这时补出来的结果很可能是以下几种:3ffe:0000:1010:2a2a: 0000:0000:0000:0001或3ffe:0000:00001010:2a2a:0000:0000:0001或3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001 从结果中能够发现,当一个IPv6地址被压缩后,如果计算机出现俩个或多个:的时候,计算机在将地址仍原时,就可能出现多种情况,这将导致计算机仍原后的地址不是压缩之前的地址,将导致地址错误,最终通信失败。 所以,在压缩IPv6地址时,一个地址中只能出现一个:。第二种情况: 在压缩格式的第一种情况的表示中,是在地址中整个段4个字符都为0时,才将其压缩为:来表示,可是在使用第一种情况压缩之后,我们仍然能够见见地址中仍存在许多毫无意义的0,比如0001,0410。我们知道,0001中,虽然前面有三个0,可是如果我们将前面的0全部省略掉,写为1,结果是等于0001的,而0410也是一样,我们将前面的0省略掉,写成410,也同样等于0410的,所以我们在省略数字前面的0时,是不影响结果的,那么这个时候,表示IPv6地址时,允许将一个段中前导部分的0省略不写,因为不影响结果。可是需要注意的是,如果0不是前导0,比如2001,我们就不能省略0写成21,因为21不等于2001,所以在中间的0不能省略,只能省略最前面的0。下面来见一些省略前导0的地址表示形式:例1:压缩前:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000压缩后:0:0:0:0:0:0:0:0从结果中能够见出,计算机根本就不需要对这样的地址仍原,压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。例2:压缩前:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001压缩后:0:0:0:0:0:0:0:1 从结果中能够见出,计算机根本就不需要对这样的地址仍原,压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。例3:压缩前:2001:0410:0000:1234:FB00:1400:5000:45FF压缩后:2001:410:0:1234:FB00:1400:5000:45FF 从结果中能够见出,计算机根本就不需要对这样的地址仍原,压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。第三种情况: 在前面俩种IPv6地址的压缩表示方法中,第一种是在整段4个字符全为0时,才将其压缩后写为:,而第二种是将无意义的0省略不写,能够发现俩种方法都能节省时间,方便阅读。第三种压缩方法就是结合前俩种方法,既将整段4个字符全为0的部分写成:,也将无意义的0省略不写,结果就能够出现以下一些最方便的表示方法:例1:压缩前:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001压缩后:: 1 能够见到,结合了俩种压缩格式的方法,但为简便。例2:压缩前:2001:0410:0000:0000:FB00:1400:5000:45FF压缩后:2001:410: FB00:1400:5000:45FF 能够见到,结合了俩种压缩格式的方法,但为简便。3.IPv4内嵌在IPv6中 在网络仍没有全部从IPv4过渡到IPv6时,就可能出现某些设备即连接了IPv4网络,又连接了IPv6网络,对于这样的情况,就需要一个地址即能够表示IPv4地址,又能够表示IPv6地址。 因为一个IPv4地址
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