IPv4的局限性

1.地址空間的局限性：IP地址空間的危機(jī)由來(lái)已久，并正是升級(jí)到IPv6的主要?jiǎng)恿Α?2.安全性：IPv4在網(wǎng)絡(luò)層沒(méi)有安全性可言，安全性一直被認(rèn)為是由網(wǎng)絡(luò)層以上的層負(fù)責(zé)。 3.自動(dòng)配置：對(duì)于IPv4節(jié)點(diǎn)的配置比較復(fù)雜，讓很多普通用戶(hù)無(wú)所適從。 4.NAT：破壞了Internet端到端的網(wǎng)絡(luò)模型。 5.由于IPv4地址分配雜亂無(wú)章，沒(méi)有層次性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要維護(hù)龐大的路由表項(xiàng)。 6.IPv4包頭過(guò)于復(fù)雜，使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理的效率不高。

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IPV6的好處

1、超大的地址空間

2、全球可達(dá)性，不需要再用NAT

3、全球重新部署，有規(guī)劃，易于實(shí)現(xiàn)聚合

4、能自動(dòng)配置，實(shí)現(xiàn)即插即用

5、方便的進(jìn)行重編址

6、包頭簡(jiǎn)單，通過(guò)擴(kuò)展包頭技術(shù)可實(shí)現(xiàn)以后的新技術(shù)擴(kuò)展ipv4 路由轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候，ip包會(huì)改變checksum(校驗(yàn)和) 和TTL(每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器TTL值減一)ipv6 只變TTL，沒(méi)有校驗(yàn)和CPU現(xiàn)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)128位的轉(zhuǎn)發(fā)，最好只是64位的。

·Theoretical limit: 4.3 billion (十億) 43億 Practical limit : 250 million (百萬(wàn)) 2.5億 Over 420 million Internet in Y2001 (less than 10% of the worldwide population)

沒(méi)有廣播，組播代替廣播。所以沒(méi)有ARP。IPv4中的廣播(broadcast)可以導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的下降甚至廣播風(fēng)暴(broadcast storm).在IPv6中,就不存在廣播這一概念了,取而代之的是組播(multicast)和任意播(anycast),任意播也稱(chēng)為泛播，IPV6在以太網(wǎng)中的協(xié)議ID值是0x86DD。

IPV6地址的表示方法

·IPv4 點(diǎn)分十進(jìn)制 32bit IPv6 冒號(hào)分十六進(jìn)制 128bit 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000=>:: 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001=>0:0:0:0:0:0:0:1=>::1 2001:0000:0000:1234:0000:0000:0567:00ff=>2001::1234:0:0:567:ff 只能有一個(gè):: fe80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0009=>fe80::9

URL的IPV6地址表示為了區(qū)分IPV6地址中的冒號(hào)和端口號(hào)前的冒號(hào)，要把IPV6地址用[]括起來(lái)

www.example.net:8080/index.html https:[2001:410:0:1:250:fcee:e450:33ab]:8443/abc.html

在IPV6中掩碼只能使用CIDR表示法

2001:410:0:1::45ff/128 2001:410::1/64

注意：在IPV6中沒(méi)有廣播地址和網(wǎng)絡(luò)號(hào)保留地址

IPV6的地址類(lèi)型

可分為三大類(lèi)：

1、單播地址

2、組播地址

3、任意播地址單播--Unicast : one to one

·單播地址用于一對(duì)一的連接

·IPv6單播地址有以下六種類(lèi)型：

－Aggregate Global Unicast Address 2xxx:xxxxx/3 - 3FFF: :FFFF 2001::/16 IPV6因特網(wǎng)地址 2002::/16 6to4過(guò)渡地址 －Link Local Address FE80::/10(前10位以FE80開(kāi)頭) －Site Local Address (Private) FEC0::/10 －Unspecified Address 0:0:0:0:0:0:0:0/128 => ::/128 －Loopback Address 0:0:0:0:0:0:0:1/128 => ::1/128 －IPv4 Compatible Address ::192.168.30.1 => ::C0A8:1E01

以下是一些單播地址的具體說(shuō)明：1、可聚合全球單播地址Aggregate global unicast address

由IANA分配的可在全球路由的公網(wǎng)IP地址，目前已分配的前綴：2000::/3

占用了12.5%的IPV6地址空間。

2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000- -3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

這個(gè)前綴中總共包含8192個(gè)/16的前綴

目前實(shí)際用于IPV6因特網(wǎng)運(yùn)作的前綴：2001::/16

2002::/16 為使用6-TO-4過(guò)渡機(jī)制的節(jié)點(diǎn)保留

3ffe::/16 用于6bone測(cè)試目的的前綴

2、本地鏈路地址：link-local address

當(dāng)在一個(gè)節(jié)點(diǎn)啟用IPV6，啟動(dòng)時(shí)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)接口自動(dòng)生成一個(gè)link-local address

其前綴64位為標(biāo)準(zhǔn)指定的，其后64位按EUI-64格式來(lái)構(gòu)造。

注意：在本鏈路上，路由表中看到的下一跳都是對(duì)端的Link Local地址,不是公網(wǎng)IP地址。

前綴：FE80::/10

范圍：只能在本地鏈路使用，不能在子網(wǎng)間路由

為何需要link-local--在一個(gè)接口可以配置很多IPv6地址，所以學(xué)習(xí)路由就有可能出現(xiàn)很多下一跳。

所以出現(xiàn)Link Local地址唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在本地鏈路看到下一跳都是對(duì)端的Link Local地址。

在網(wǎng)絡(luò)重新編址過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)和路由器的Link Local地址不會(huì)發(fā)生變化，可以很容易地做一個(gè)修改，不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

R1（config-if）#ipv6 address FE80:0:0:0:0123:0456:0789:0abc link-local 手工指定link-local地址

3、本地站點(diǎn)地址：site-local address

IPV6的私網(wǎng)地址，就像IPV4中的私網(wǎng)保留地址一樣，只占用到整個(gè)IPV6地址空間的0.1%。

前綴：FEC0::/10 其后的54比特用于子網(wǎng)ID 最后64位用于主機(jī)ID

范圍：只能在本站點(diǎn)內(nèi)使用，不能在公網(wǎng)上使用

例如：在本地分配十個(gè)子網(wǎng)

1、FEC0:0:0:0001::/64 2、FEC0:0:0:0002::/64 3、FEC0:0:0:0003::/64 4、FEC0:0:0:000A::/64

本地站點(diǎn)地址被設(shè)計(jì)用于永遠(yuǎn)不會(huì)與全球IPV6因特網(wǎng)進(jìn)行通信的設(shè)備，比如：打印機(jī)、內(nèi)部網(wǎng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。

4、未指定地址Unspecified address

形式：0:0:0:0:0:0:0:0表示地址未指定，或者在寫(xiě)默認(rèn)路由時(shí)代表所有路由（默認(rèn)路由）

5、回環(huán)地址Loopack address

形式：0:0:0:0:0:0:0:1同IPV4中127.0.0.1地址的含義一樣，表示節(jié)點(diǎn)自已

6、內(nèi)嵌IPV4地址的IPV6地址 IPv4 Compatible Address

①、IPV4兼容的IPV6地址--用于在IPV4網(wǎng)絡(luò)上建立自動(dòng)隧道，以傳輸IPV6數(shù)據(jù)包。其中高96bit設(shè)為0，后面跟32bit的IPV4地址。

0000:0000:0000:0000:0000:0000:206.123.31.2 0000:0000:0000:0000:0000:0000:ce7b:1f01

由于這種機(jī)制不太好，現(xiàn)在已經(jīng)不再使用，轉(zhuǎn)而采用更好的過(guò)渡機(jī)制

②、映射IPV4的IPV6地址--僅用于擁有IPV4和IPV6雙協(xié)議棧節(jié)點(diǎn)的本地范圍 其中高80bit設(shè)為0,后16bit設(shè)為1，再跟IPV4地址

0000:0000:0000:0000:0000:ffff:206.123.31.2 0000:0000:0000:0000:0000:ffff:ce7b:1f01

EUI-64格式：擴(kuò)展惟一標(biāo)識(shí)符，在IPV6中，無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置機(jī)制使用EUI-64格式來(lái)自動(dòng)配置IPV6地址，所謂無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置是指在網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有DHCP服務(wù)器的情況下，允許節(jié)點(diǎn)自行配置IPV6地址的機(jī)制。

EUI-64的構(gòu)造規(guī)則--根據(jù)接口的MAC地址再加上固定的前綴來(lái)生成一個(gè)IPV6的地址

工作原理：自動(dòng)將48bit的以太網(wǎng)MAC地址擴(kuò)展成64bit，再掛在一個(gè)64bit的前綴后面，組成一個(gè)IPV6地址。

一、將48位的MAC地址從中間分開(kāi)，插入一個(gè)固定數(shù)值FFFE 0050:3EE4:4C00-->0050:3EFF:FEE4:4C00 二、將第7個(gè)比特位反轉(zhuǎn)，如果原來(lái)是0，就變?yōu)?,如果原來(lái)是1，就變?yōu)? 0050:3EFF:FEE4:4C00-->0250:3EFF:FEE4:4C00 三、加上前綴--FE80::0250:3EFF:FEE4:4C00 這就是一個(gè)完整的IPV6地址 反轉(zhuǎn)的原因： 　　在MAC地址中，第7比特為1表示本地管理，為0表示全球管理 　　在EUI-64格式中，第7位為1表示全球惟一，為0表示本地惟一 組播地址Multicast 在IPV6中沒(méi)有廣播，用組播來(lái)代替 前綴：FF00::/8 占用了0.38%的IPV6地址空間 1111 1111 4bit 4bit ｜→固定值←｜|→標(biāo)志←| |→范圍←|

標(biāo)志位為0000表示是永久保留的組播地址，分配給各種技術(shù)使用

標(biāo)志位為0001表示是用戶(hù)可自定義的臨時(shí)組播地址

范圍段定義了組播地址的范圍，其定義如下：

二進(jìn)制 十六進(jìn)制 范圍類(lèi)型0001 1 本地接口范圍0010 2 本地鏈路范圍0011 3 本地子網(wǎng)范圍0100 4 本地管理范圍0101 5 本地站點(diǎn)范圍 類(lèi)似組播的私網(wǎng)地址1000 8 組織機(jī)構(gòu)范圍1110 E 全球范圍 類(lèi)似組播的公網(wǎng)地址

下面是一些組播指定地址：

FF02::1 all nodes 在本地鏈路范圍的所有節(jié)點(diǎn) FF02::2 all routers 在本地鏈路范圍的所有路由器 FF02::5 all ospf routers FF02::9 all rip routers 所有運(yùn)行RIP的路由器 FF02::A all eigrp routers 所有運(yùn)行eigrp的路由器 FF05::2 在一個(gè)站點(diǎn)范圍內(nèi)的所有路由器 被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址solicited-node multicast address

一種特殊的組播地址，對(duì)于節(jié)點(diǎn)或路由器的接口上配置的每個(gè)單播和任意播地址，都會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)對(duì)應(yīng)的被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址。注意link-local address也會(huì)生成一個(gè)被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址。

工作范圍：只在本地鏈路上有效

特點(diǎn)：1、在本地鏈路上，被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址組中通常只包含一個(gè)用戶(hù)。

2、只要知道一個(gè)節(jié)點(diǎn)的IPV6地址，就能計(jì)算出它的被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址。

作用：1、在IPV6中，沒(méi)有ARP。ICMP代替了ARP的功能，被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址被節(jié)點(diǎn)用來(lái)獲得相同本地鏈路上，鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路層地址。

2、用于重復(fù)地址檢測(cè)DAD，在使用無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置將某個(gè)地址配置為自已的IPV6地址之前，節(jié)點(diǎn)利用DAD。

驗(yàn)證在其本地鏈路上該地址是否已經(jīng)被使用。 前綴：FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FFxx:xxxx/104 FF02::1:FFxx:xxxx/104

如何產(chǎn)生：被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址的前104位固定，將IP地址的后24位移下來(lái)填充到后面就可以了

例如：IPv6---2001::1234:5678/64 被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址---FF02::1:FF34:5678/104

其中FF02::1:FF為固定部分，共104位 組播IP地址到MAC地址的映射： 映射規(guī)則：組播MAC地址的前16位固定為0x3333，將組播IPV6地址的后32位直接映射到組播MAC地址的后32位就可以了。 例：IPV6地址為--FF12::1234:5678/64 對(duì)應(yīng)的組播MAC地址為--3333:1234:5678 0x3333為固定前綴 例：所有節(jié)點(diǎn)的組播地址：FF02::0001 對(duì)應(yīng)的組播MAC地址：3333:0000:0001 任意播地址Anycast address 應(yīng)用在one-to-nearest（一到近）模式

任意播是多個(gè)設(shè)備共享一個(gè)地址，分配IPv6單播(unicast)地址給擁有相同功用的一些設(shè)備，發(fā)送方發(fā)送一個(gè)以任意播為目標(biāo)地址的包，當(dāng)路由器接受到這個(gè)包以后，就轉(zhuǎn)發(fā)給具有這個(gè)地址的離它最近的設(shè)備，單播地址用來(lái)分配任意播地址，對(duì)于那些沒(méi)有配備任意播的的地址就是單播地址，但是當(dāng)一個(gè)單播地址分配給不止一個(gè)接口的時(shí)候,單播地址就成了任意播地址。

例如：Mobile方面的特性，移動(dòng)設(shè)備漫游到其他區(qū)域，不必接入原始的接入點(diǎn)，只需要找到最近的即可。

必須的IPV6地址

一旦節(jié)點(diǎn)啟用IPV6，那么接口就會(huì)自動(dòng)生成下列地址

、1、本地鏈路地址

2、回環(huán)地址

3、所有節(jié)點(diǎn)多播地址FF02::1

4、如果是路由器，還會(huì)有FF02::2

5、被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址如果接口配了一個(gè)IPV6的單播地址，還會(huì)產(chǎn)生被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的組播地址

IPV6的基本命令

R1（config）#ipv6 unicast-routing 在路由器上開(kāi)啟IPV6路由功能 R1（config-if）#ipv6 enable 在接口下啟用IPV6，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address 2001::1/64 指定一個(gè)IP地址，配置后會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address FE80:0:0:0:0123:0456:0789:0abc link-local 手工指定link-local地址 R1（config-if）#ipv6 address 2001:0410:0:1::/64 eui-64 使用eui-64格式自動(dòng)生成IPV6地址的低64位 R1（config-if）#ipv6 unnumbered 讓本接口使用另一個(gè)接口的MAC地址生成源地址 R1（config-if）#ipv6 mtu 1500 配置接口的MTU值 R1（config-if）#ipv6 nd suppress-ra 關(guān)閉自動(dòng)下發(fā)前綴 R2(config-rtr)#no split-horizon 關(guān)閉水平分割 注意IPV6的水平分割是在進(jìn)程下關(guān)閉，不是在接口下 show ipv6 interface e0 顯示IPV6接口的信息，包括IPV6地址，link-local地址，加入的組播地址及被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)組播地址 注意：串口和loopback口會(huì)借用以太口的MAC地址來(lái)生成link-local地址。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的部署IPV6有什么好处？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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