IPv6 地址表示方法

 
我们知道，32 位 IPv4 地址由四个点分 8 位字段组成。IPv6 地址有 128 位，因其太大，故需要不同的表示方法。IPv6 地址使用冒号来隔开一系列 16 位十六进制项。
 
缩短地址的指导原则：
 
字段中的前导零可省略。例如，字段 09C0 等效于 9C0，字段 0000 等效于 0。因此 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B 等效于 2031:0:130F:0000:0000:9C0:876A:130B。
连续的零字段可用两个冒号 "::" 表示。不过，这种缩写方法在一个地址中只能使用一次。例如，2031:0:130F:0000:0000:9C0:876A:130B 等效于 2031:0:130F::9C0:876A:130B。
不特定地址写成 "::"，因为它只包含零。
 
IPv6 全球单播地址
 
IPv6 使用的地址格式能向上聚合，最终到达 ISP。全球单播地址通常由 48 位全球路由前缀和 16 位子网 ID 组成。各组织可以使用 16 位子网字段创建自己的本地编址架构。此字段允许组织使用最多 65,535 个子网。
 
在图的上部，可以看出如何使用注册机构前缀、ISP 前缀和站点前缀将附加架构添加到 48 位全球路由前缀中。
 
目前的全球单播地址由 IANA 分配，使用的地址范围是从二进制值 001 (2000::/3) 开始，它占全部 IPv6 地址空间的 1/8，是最大的一块分配地址。IANA 将 2001::/16 范围内的 IPv6 地址空间分配给五家 RIR 注册机构（ARIN、RIPE、APNIC、LACNIC 和 AfriNIC）。
 
有关更多信息，请参考 RFC 3587“IPv6 全球单播地址格式”，它取代了 RFC 2374。
 
保留地址
 
IETF 保留了一部分 IPv6 地址空间供现在及将来的各种用途使用。保留的地址占全部 IPv6 地址空间的 1/256。一些其它类型 IPv6 地址就是来自这一地址块。
 
私有地址
 
与 IPv4 一样，IPv6 也将一块地址保留为私有地址。这些私有地址只是对特定链路或站点来说具有本地意义，因此绝不会路由到公司网络之外。私有地址的十六进制记法中第一个二进制八位数值为“FE”，后一个十六进制数字为 8 到 F 之间的值。
 
根据其范围，这些地址进而被分为两类：
 
本地站点地址 — 这些地址与当今 IPv4 中 RFC 1918“私有 Internet 地址分配”规定的地址相似。这些地址的使用范围是整个站点或组织。不过，本地站点地址的使用很成问题，2003 年发布的 RFC 3879 已不赞成使用此类地址。用十六进制表示的本地站点地址以“FE”开始，第三个十六进制数字是“C”到“F”之间的值。因此，这些地址以“FEC”、“FED”、“FEE”或“FEF”开始。
 
本地链路地址 — 不同于网络层使用的 IP 编址概念。这些地址的范围比本地站点地址要小，只涉及特定的物理链路（物理网络）。路由器根本不会使用本地链路地址转发数据报，甚至在组织内也不会，它们仅供特定物理网段上的本地通信使用。这些地址用于链路通信，例如自动地址配置、相邻设备发现和路由器发现等。许多 IPv6 路由协议也使用本地链路地址。本地链路地址以“FE”开始，第三个十六进制数字是“8”到“B”之间的值。因此，这些地址以“FE8”、“FE9”、“FEA”或“FEB”开始。
 
 
环回地址
 
与 IPv4 一样，IPv6 也提供了特殊环回地址以供测试使用，发送到此地址的数据报会环回到发送设备。不过，IPv6 中用于此功能的地址只有一个，而不是一个地址块。环回地址为 0:0:0:0:0:0:0:1，一般用零的压缩形式表示为“::1”。
 
不特定地址
 
IPv4 中，全零 IP 地址有特殊意义，它指主机本身，当设备不知道其自身地址时使用。IPv6 已将此概念规范化，将全零地址 (0:0:0:0:0:0:0:0) 命名为“不特定”地址。当设备要求配置自身 IP 地址时，该地址将用在所发送数据报的源地址字段中。对此地址可以应用地址压缩；因为该地址为全零，所以可简单地记为“::”。

IPv6 地址管理
 
IPv6 地址使用接口标识符来标识链路上的接口。它们可视作 IPv6 地址的主机部分。链路上的接口标识符要求是唯一的。接口标识符始终为 64 位，可从第 2 层地址（MAC）中动态获取。
 
IPv6 地址可动态或静态指定：
 
使用手动接口 ID 静态指定
使用 EUI-64 接口 ID 静态指定
无状态自动配置
用于 IPv6 的 DHCP (DHCPv6)
 
 
手动接口 ID 指定
 
静态指定设备 IPv6 地址的一种方法是手动指定地址的前缀（网络）部分和接口标识（主机）部分。要在 Cisco 路由器接口上配置 IPv6 地址，请在接口配置模式下使用 ipv6 address ipv6-address/prefix-length 命令。下面的示例显示如何指定 Cisco 路由器接口的 IPv6 地址：
RouterX(config-if)#ipv6 address 2001:DB8:2222:7272::72/64
 
EUI-64 接口 ID 指定
 
指定 IPv6 地址的另一种方法是配置地址的前缀（网络部分）部分，并从设备的第 2 层 MAC 地址提取接口 ID（主机）部分，后一部分称为 EUI-64 接口 ID。
 
无状态自动配置
 
自动配置功能可以自动配置 IPv6 地址。IPv6 中假设非 PC 设备和计算机终端均会连接到网络。引入自动配置是为了让这些设备能在网络中即插即用，帮助减少管理开销。
 
DHCPv6（全状态）
 
DHCPv6 能使 DHCP 服务器传递配置参数（例如 IPv6 地址）给 IPv6 节点。它提供了自动分配可重用网络地址的能力和更大的配置灵活性。此协议是与 IPv6 无状态地址自动配置 (RFC 2462) 相对应的全状态配置，可与 IPv6 无状态地址自动配置分开使用或同时使用，以获得配置参数。