概述介绍

鉴于 IPv4 地址在规划和分配上的局限性，IETF 对 IPv6 地址类型进行精细划分，不同类型的 IPv6 地址被赋予不同的前缀，且受地址分配机构的严格管理（从 IPv4 习得的经验）；

现阶段，常用的 IPv6 地址或前缀有：

单播地址（Unicast Address）

标识一个接口，目的地址为单播地址的报文会被送到被标识的接口。在 IPv6 中，单个接口拥有多个 IPv6 地址是非常常见的现象；

地址组成

单播地址（IPv6）结构，分为如下两部分：
1）网络前缀（Network Prefix）：n bit，相当于 IPv4 地址的 Network ID 部分；
2）接口标识（Interface Identify）：（128-n）bit ，相当于 IPv4 地址的 Host ID 部分；
3）注意，常见的 IPv6 单播地址（如全球单播地址、链路本地地址等）要求 Network Prefix 和 Interface Identify 必须为 64 bit；

Network Prefix，通常由运营商分配；

Interface Identify，接口标识，是需要我们进行配置的部分：
1）手工配置：通过命令行，配置指定的 IPv6 地址；
—- 顾名思义，手动配置就是人为指定 Interface Identify 来实现；
2）系统生成：操作系统（或网络设备）将自动生成地址；
—- 设备采用随机生成的方法产生一个接口 ID，目前 Windows 操作系统使用该方式；
3）规范生成：通过 IEEE EUI-64 规范生成（最为常用）；
—- 这种由 MAC-Address 产生 Interface Identify 将减少配置的工作量；
—- 只需要获取 IPv6 Network Prefix 就可以与 Interface Identify 形成 IPv6 地址；
—- 使用这种方式最大的缺点就是某些恶意者可以通过二层 MAC 推算出三层 IPv6 地址；

对于 EUI-64 规范，其提供将 MAC Address 转换为 Interface Identify 的方法：
2）在 MAC Address 中间插入 FFFE，得到 EUI-64；
1）并 MAC Address，二进制，将第 7bit 取反；
3）将得到的新串作为 Interface Identify 部分；

地址分类（单播）

1）全球单播地址（GUA，Global Unicast Address），2000::/3，相当于 IPv4 的公网地址；
2）唯一本地地址（ULA，Unique Local Address），FD00::/8，类似 IPv4 私网地址；
3）链路本地地址（LLA，Link Local Address），FE80::/10，类似 IPv4 169.254.X.X 地址；
4）特殊地址：
5）其他单播地址：

全球单播地址，GUA，Global Unicast Address，2000::/3

也称 可聚合全球单播地址，全球唯一，用于互联网主机互访。向运营商或向所在地区的 IPv6 地址管理机构申请 GUA 地址；

0）通常 GUA 的 Network Prefix 长度为 64-bit，Interface Identify 也为 64-bit；
1）routing prefix（全局路由前缀）：由提供商指定给一个组织机构，一般至少为 45-bit；
2）subnet id（子网 ID）：组织机构根据自身网络需求划分子网；
3）interface identifier（接口标识）：用来标识一个设备（的接口）；

对于 GUA 地址，配置方式如下：
1）通过手工配置；
2）SLAAC，无状态自动配置；
—- 通过 NDP.RA 报文，Flag.NotManaged==0 与 Flag.NotOther==0 字段，能够看到该地址是 NDP 协商获得；
3）有状态自动配置（DHCPv6）；

唯一本地地址，ULA，Unique Local Address，FD00::/8

是 IPv6 私网地址，仅在内网中使用，该地址空间在 IPv6 公网中不可被路由，因此不能直接访问公网；

1）唯一本地地址使用 FC00::/7 地址块；根据 L 位变化，目前仅使用 FD00::/8 地址段，而 FC00::/8 预留为以后拓展用；
2）ULA 虽然只在有限范围内有效，但也具有全球唯一的前缀（虽然随机方式产生，但是冲突概率很低）；

链路本地地址，LLA，Link-Local Address，FE80::/10

是在 IPv6 中另种应用范围受限制的地址类型，有效范围是本地链路；
在 IPv6 中，SRC-Address 或 DST-Address 为 LLA 的数据包将不会被转发到始发的链路之外，且 LLA 的有效范围为本地链路；

每个 IPv6 接口都必须具备一个链路本地地址，用于一条单一链路层面的通信，例如 IPv6 地址无状态自动配置、IPv6 邻居发现、OSPFv3 等等；
华为设备支持自动生成和手工指定两种配置方式；

对于 LLA 地址，配置方式如下：
1）通过手工配置；
2）配置 GUA 地址，系统生成；
3）根据 EUI-64 规范动态生成；

任播地址（Anycast Address）

标识一组网络接口（通常属于不同的节点）。目标地址是任播地址的数据包，将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口；

范围与单播地址相同，格式也与单播地址相同 —— 准确的说，任播更像是重复使用地址的方法；

任播过程涉及一个任播报文发起方和一个或多个响应方；
任播报文的发起方通常为请求某一服务（例如，Web 服务）的主机；
任播地址与单播地址在格式上无任何差异，唯一的区别是一台设备可以给多台具有相同地址的设备发送报文；
在网络中，运用任播地址有很多优势：
1）业务冗余。比如，用户可以通过多台使用相同地址的服务器获取同一个服务（例如，Web 服务）。这些服务器都是任播报文的响应方。如果不是采用任播地址通信，当其中一台服务器发生故障时，用户需要获取另一台服务器的地址才能重新建立通信。如果采用的是任播地址，当一台服务器发生故障时，任播报文的发起方能够自动与使用相同地址的另一台服务器通信，从而实现业务冗余；
2）提供更优质的服务。比如，某公司在 A 省和 B 省各部署了一台提供相同 Web 服务的服务器。基于路由优选规则，A 省的用户在访问该公司提供的 Web 服务时，会优先访问部署在 A 省的服务器，提高访问速度，降低访问时延，大大提升了用户体验；
3）在互联网络中，多个服务器使用相同地址，但位于不同路由设备之后，那么用户请能够到达任意服务器（就近原则）；

注意，这里没有地址冲突，因为这些服务器在不同的路由设备之后，即在不同的广播域内；

组播地址（Multicast Address）

IPv6 组播地址标识某个组（或标识多个接口），目的地址为组播地址的报文会被送到该组播组内的成员（或被标识的所有接口）。通常用于“一对多”的通信场景，只有加入相应组播组的设备接口才会侦听发往该组播地址的报文。例如，在 IPv6 中，通过组播地址实现 ARP（地址解析）；

注意事项：
1）IPv6 组播地址只可以作为 IPv6 报文的目的地址；

Flags，最后一个比特用来表示永久或临时组播组：
1）0000：表示永久组播地址（协议使用）；
2）0001：表示临时组播地址；

Scope，表示组播组的范围（本地范围、接口范围、组织范围），做管理用途；
1）0：预留；
2）1：节点本地范围；单个接口有效，仅用于 Loopback 通讯
3）2：链路本地范围；例如 FF02::1
4）5：站点本地范围；
5）8：组织本地范围；
6）E：全球范围；
7）F：预留；

Group ID：组播组 ID；

组播物理地址

以太网传输单播 IP 报文的时候，DST-MAC-Address 是下一跳的 MAC 地址。但是在传输组播数据包时，其目的地不再是一个具体的接收者，而是一个成员不确定的组，所以要使用组播 MAC 地址；

组播 IPv6 报文的 DST-Address 为组播 IPv6 地址，同样 DST-MAC-Address 为组播 MAC 地址：
1）前 16-bit 为 33:33，是专门为 IPv6 Multicast 预留的 MAC 地址前缀；
2）后 32-bit 从组播 IPv6 地址的后 32-bit 直接映射而来；

被请求节点组播地址

在 IPv6 中，协议要求：
1）当接口分配单播或任播地址后，设备要自动计算一个被请求节点组播地址，并且自动加入该组播组；
2）被请求节点组播地址的有效范围为本地链路范围；

应用场景：
1）地址解析：在 IPv6 中，ARP 及广播都被取消，当设备需要请求某个 IPv6 地址对应的 MAC 地址时，设备依然需要发送请求报文，但是该报文是一个组播报文，其目的 IPv6 地址是目标 IPv6 单播地址对应的被请求节点组播地址，由于只有目标节点才会侦听这个被请求节点组播地址，所以该组播报文可以被目标节点所接收，同时不会占用其他非目标节点的网络性能；
2）还用于 Neighbor Discovery（邻居发现机制）和 DAD（地址重复检测）功能；

被请求节点组播地址的生成方法（104+24）：

使用示例（地址解析）：
PC1 发送数据至 PC2 前，首先需要获取其 MAC 地址。PC1 将发起类似 IPv4 中 ARP 的解析流程
在 IPv6 中使用 ICMPv6 的 NS 及 NA 报文来实现地址解析过程，NS 报文的目的 IPv6 地址为目标 IPv6 单播地址对应的被请求节点组播地址：

所有节点组播地址

在 IPv6 中，很多协议都会向 FF01::1、FF02::1 这两个地址发送数据。不管主机还是路由器，当收到来自这两个地址的报文时，必须进行处理；

所有路由器组播地址

FF01::2、FF02::2，当路由器收到来自该地址的报文后，必须进行处理；

广播地址（Broadcast Address）

IPv6 没有定义广播地址（Broadcast Address）

地址示例

补充说明：
1）GUA 和 LLA 是接口上最常见的 IPv6 单播地址，每个接口上能够配置多个 IPv6 地址；
2）当配置 GUA 地址后，会自动产生 LLA 地址（通过 EUI-64 算法）；