一步一步学IPv6

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第一步：IPv6简介

IPv6（Internet Protocol version 6）是为了解决IPv4地址耗尽问题而开发的下一代互联网协议。

IPv6的主要特点：

  • 更大的地址空间：128位地址长度，理论上可提供约 3.4 × 1038 个地址
  • 简化的报头格式：固定长度的基本报头，提高路由效率
  • 内置安全性：IPsec是IPv6的标准组件
  • 更好的QoS支持：通过流标签字段提供
  • 无需NAT：充足的地址使每个设备都可以拥有公网地址

快速检验

IPv6地址的长度是多少位？

32位
64位
128位
256位

第二步：IPv6地址格式

IPv6地址由8组16位十六进制数组成，每组之间用冒号（:）分隔。

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

每组包含4个十六进制数字，范围从0000到FFFF。

与IPv4的点分十进制表示法（如192.168.1.1）不同，IPv6使用冒号十六进制表示法。

快速检验

以下哪个是有效的IPv6地址格式？

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
2001.0db8.85a3.0000.0000.8a2e.0370.7334
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334:1234

第三步：IPv6地址压缩规则

为了简化IPv6地址的表示，可以应用以下压缩规则：

  1. 省略前导零：每组中的前导零可以省略
  2. 零压缩：连续的全零组可以用双冒号（::）替代，但在一个地址中只能使用一次

例如，地址：

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

应用规则1（省略前导零）后：

2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334

应用规则2（零压缩）后：

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

快速检验

以下哪个是地址 2001:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 的正确压缩形式？

2001::0::1
2001::1
2001:0:0:0:0:0:0:1
2001::::::::1

第四步：特殊IPv6地址

IPv6定义了几种特殊用途的地址：

  • ::1/128 - 环回地址（相当于IPv4的127.0.0.1）
  • ::/128 - 未指定地址
  • fe80::/10 - 链路本地地址
  • fc00::/7 - 唯一本地地址（相当于IPv4的私有地址）
  • ff00::/8 - 多播地址
  • 2000::/3 - 全球单播地址

快速检验

IPv6的环回地址是什么？

127.0.0.1
::
::1
fe80::1

第五步：IPv6中的内嵌IPv4地址

为了实现IPv4到IPv6的过渡，IPv6支持两种表示内嵌IPv4地址的方法：

  1. IPv4映射地址：格式为 ::ffff:a.b.c.d，用于表示IPv4-only节点
  2. IPv4兼容地址：格式为 ::a.b.c.d（已弃用）

例如，IPv4地址 192.168.1.1 可以表示为：

::ffff:192.168.1.1

或者用十六进制表示：

::ffff:c0a8:0101

快速检验

IPv4地址 10.0.0.1 的IPv4映射IPv6地址是什么？

::10.0.0.1
::ffff:10.0.0.1
ffff::10.0.0.1
2001:db8::10.0.0.1

恭喜！你已完成IPv6基础学习

你已经掌握了IPv6的基本知识，包括：

  • IPv6的基本概念和优势
  • IPv6地址的格式和表示方法
  • IPv6地址的压缩规则
  • 特殊用途的IPv6地址
  • IPv6中的内嵌IPv4地址表示方法

你获得的学习徽章：

IPv6入门
地址格式
地址压缩
特殊地址
IPv4映射

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