IPv6基础知识，IPv6报文格式及IPv6地址分类，一分

一、IPv6简介

IPv6（Internet Protocol Version 6，互联网协议版本 6）是网络层协议的第二代标准协议，也被称

为 IPng（IP Next Generation，下一代互联网协议），它是 IETF（Internet Engineering Task Force，

互联网工程任务组）设计的一套规范，是 IPv4 的升级版本。IPv6 和 IPv4 之间最显著的区别为：IP

地址的长度从 32 比特增加到 128 比特。

二、IPv6 协议特点

1. 简化的报文头格式

通过将 IPv4 报文头中的某些字段裁减或移入到扩展报文头，减小了 IPv6 基本报文头的长度。IPv6

使用固定长度的基本报文头，从而简化了设备对 IPv6 报文的处理，提高了效率。尽管 IPv6

地址长度是 IPv4 地址长度的四倍，但 IPv6 基本报文头的长度只有 40 字节，为 IPv4 报文头长度（不

包括选项字段）的两倍。

IPv4 报文头和 IPv6 基本报文头格式比较

2. 充足的地址空间

IPv6 的源地址与目的地址长度都是 128 比特（16 字节）。它可以提供超过 3.4×10 38 种可能的地址空

间，完全可以满足多层次的地址划分需要，以及公有网络和机构内部私有网络的地址分配。

3. 层次化的地址结构

IPv6 的地址空间采用了层次化的地址结构，有利于路由快速查找，同时可以借助路由聚合，有效减

少 IPv6 路由表占用的系统资源。

4. 地址自动配置

为了简化主机配置，IPv6 支持有状态地址配置和无状态地址配置：

有状态地址配置是指从服务器（如 DHCPv6 服务器）获取 IPv6 地址及相关信息，详细介绍请

参见“三层技术-IP 业务配置指导”中的“DHCPv6”；

无状态地址配置是指主机根据自己的链路层地址及路由器发布的前缀信息自动配置 IPv6 地址

及相关信息。

同时，主机也可根据自己的链路层地址及默认前缀（FE80::/10）形成链路本地地址，实现与本链路

上其他主机的通信。

5. 内置安全性

IPv6 将 IPsec 作为它的标准扩展头，可以提供端到端的安全特性。这一特性也为解决网络安全问题

提供了标准，并提高了不同 IPv6 应用之间的互操作性。

6. 支持QoS

IPv6 报文头的流标签（Flow Label）字段实现流量的标识，允许设备对某一流中的报文进行识别并

提供特殊处理。

7. 增强的邻居发现机制

IPv6 的邻居发现协议是通过一组 ICMPv6（Internet Control Message Protocol for IPv6，IPv6 的互

联网控制报文协议）消息实现的，管理着邻居节点间（即同一链路上的节点）信息的交互。它代替

了 ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）、ICMPv4 路由器发现和 ICMPv4 重定向消

息，并提供了一系列其他功能。

8. 灵活的扩展报文头

IPv6 取消了 IPv4 报文头中的选项字段，并引入了多种扩展报文头，在提高处理效率的同时还大大

增强了 IPv6 的灵活性，为 IP 协议提供了良好的扩展能力。IPv4 报文头中的选项字段最多只有 40

字节，而 IPv6 扩展报文头的大小只受到 IPv6 报文大小的限制。

二、IPv6地址

1. IPv6 地址表示方式

IPv6 地址被表示为以冒号（:）分隔的一连串 16 比特的十六进制数。每个 IPv6 地址被分为 8 组，

每 组 的 16 比 特 用 4 个 十 六 进 制 数 来 表 示 ， 组 和 组 之 间 用 冒 号 隔 开 ， 比 如 ：

2001:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B。

为了简化 IPv6 地址的表示，对于 IPv6 地址中的“0”可以有下面的处理方式：

每组中的前导“0”可以省略，即上述地址可写为
2001:0:130F:0:0:9C0:876A:130B。

如果地址中包含一组或连续多组均为 0 的组，则可以用双冒号“::”来代替，即上述地址可写

为
2001:0:130F::9C0:876A:130B。

【在一个 IPv6 地址中只能使用一次双冒号“::”，否则当设备将“::”转变为 0 以恢复 128 位地址时，

将无法确定“::”所代表的 0 的个数。】

2. IPv6 的地址分类

IPv6 主要有三种类型的地址：单播地址、组播地址和任播地址。

1、单播地址：用来唯一标识一个接口，类似于 IPv4 的单播地址。发送到单播地址的数据报文将

被传送给此地址所标识的接口。

2、组播地址：用来标识一组接口（通常这组接口属于不同的节点），类似于 IPv4 的组播地址。发

送到组播地址的数据报文被传送给此地址所标识的所有接口。

3、任播地址：用来标识一组接口（通常这组接口属于不同的节点）。发送到任播地址的数据报文

被传送给此地址所标识的一组接口中距离源节点最近（根据使用的路由协议进行度量）的一

个接口。

IPv6 中没有广播地址，广播地址的功能通过组播地址来实现。

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