IPv6技术详解:地址结构、EUI-64生成与地址分配

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IPv6是互联网协议版本6的简称,是互联网协议发展的重要里程碑,旨在解决IPv4地址空间即将耗尽的问题。国际标准的制定主要由IETF(Internet Engineering Task Force)负责,1996年8月创立的6Bone是全球最早的IPv6示范网络,至今仍具有重要地位。 IPv6的核心目标是增加地址空间的容量,但它并未改变互联网的基本设计思想和网络架构。RFC2373定义了IPv6地址的三种格式:首选格式用于清晰展示地址,压缩格式通过删除前导0和零压缩简化表示(例如,::表示连续的0组),内嵌IPv4地址的格式允许保留IPv4地址作为前缀。IPv6地址由子网前缀和接口标识符组成,后者由IEEE的EUI-64规范生成,这是一种将MAC地址扩展为64位的机制,确保每个接口标识符全球唯一,最多可支持2^64个物理接口。 每个网络接口可以拥有一个或多个IPv6地址,包括单播、任播和多播地址。IPv6支持多地址绑定,即一个接口可以在多个网络接口上共享一个地址,前提是硬件和驱动程序支持负载均衡,这有助于构建可扩展的服务器集群。 IPv6的地址分配由ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)负责,它作为IANA(Internet Assigned Number Authority)的执行机构,根据地理位置将IPv6地址划分为全球区域,并分发给各个区域的Internet注册处(RIR),RIR再向下分配给国家或申请者。 IPv6地址的分类与IPv4相似,主要分为单播地址、任播地址和多播地址,这三种类型的地址在网络中分别对应一对一通信、多对多通信以及服务广播等不同应用场景。IPv6的广泛采用对于未来的互联网发展至关重要,它不仅解决了地址空间问题,也为物联网、移动互联网等新兴技术提供了更为丰富的地址资源。
2018-10-31 上传
ipv6IPv6 的主要特征 与 IPv4 相比,IPv6 的显著特征是具有更大的地址空间。IPv6 还在许多方面改进了 Internet 功能,本节将概述这些方面。 对寻址进行了扩展 IP 地址大小从 IPv4 中的 32 位增加到 IPv6 中的 128 位,从而可以支持更多层的寻址分层结构。另外,IPv6 提供了更多的可寻址 IPv6 系统。有关更多信息,请参见IPv6 寻址概述。 地址自动配置和相邻节点搜索 IPv6 相邻节点搜索 (Neighbor Discovery, ND) 协议简化了 IPv6 地址的自动配置。自动配置是 IPv6 主机的一个功能,可用来自动生成其自身的 IPv6 地址,从而简化地址管理并缩短管理时间。有关更多信息,请参见IPv6 地址自动配置。 相邻节点搜索协议对应于以下 IPv4 协议的组合: 地址解析协议 (Address Resolution Protocol, ARP)、Internet 控制消息协议 (Internet Control Message Protocol, ICMP)、路由器搜索 (Router Discovery, RDISC) 和 ICMP 重定向。IPv6 路由器使用相邻节点搜索来通告 IPv6 站点前缀。IPv6 主机使用相邻节点搜索来实现各种目的,包括从 IPv6 路由器请求前缀。有关更多信息,请参见IPv6 相邻节点搜索协议概述。 简化了包头的格式 IPv6 包头格式要么删除某些 IPv4 包头字段,要么将这些字段设为可选。尽管地址大小增加了,但这种更改却最大程度地减少了 IPv6 包头所占用的带宽。虽然 IPv6 地址长度是 IPv4 地址长度的四倍,但是 IPv6 包头的大小只是 IPv4 包头大小的两倍。 改进了对 IP 数据包头选项的支持 更改了 IP 数据包头选项的编码方式,从而提高了转发效率。而且,对 IPv6 选项长度的限制也不那么严格。这种更改为以后引入新选项提供了更大的灵活性。 对 IPv6 寻址提供了应用程序支持 许多关键的 Oracle Solaris 网络服务都能够识别和支持 IPv6 地址,例如: DNS、LDAP 和 NIS 等名称服务。有关这些名称服务对 IPv6 的支持的更多信息,请参见《系统管理指南:名称和目录服务(DNS、NIS 和 LDAP)》。 IP 安全体系结构 (IPsec) 和 Internet 密钥交换 (Internet Key Exchange, IKE) 等验证和保密性应用程序。有关更多信息,请参见第 4 部分, IP 安全性。 由 IP 服务质量 (IP Quality of Service, IPQoS) 提供的区别服务。有关更多信息,请参见第 7 部分, IP 服务质量 (IP Quality of Service, IPQoS)。 由 IP 网络多路径 (IP network multipathing, IPMP) 提供的故障转移检测。有关更多信息,请参见第 6 部分, IPMP。