网络知识之IPV6（三）

Posted 2023-02-22

参考技术A

对于一个完整的IPv6地址，需要128位，已经被分成了8个段，每个段4个字符。也就是说要完整的表示一个IPv6地址，需要些32个字母，这是相当长的，并且容易混淆和出错。

所以IPv6在地址的表示方法上是有讲究的，到目前为止，IPv6地址的表示方法分为三种，分别是：

IPv6总共128bit，共16个字节，分成8段，每段占用2个字节。

每段分别用16进制表示，刚好是4个字符。

下面分别详述这三种IPv6地址表示方法：

首选格式的表示方法其实没有任何讲究，就是将IPv6中的128位，也就是共32个字符完完整整，一个不漏的全写出来。

比如下面就是一些IPv6地址的首选格式表示形式：

从上面IPv6的首选格式表示中可以看出，每一个地址，都将32个字符全部写了出来。

即使地址中有许多个 0 ，或者许多个 F ，也都一个不漏地写了出来。

由此可见，首选格式只需要将地址完整写出即可，没有任何复杂的变化，但是容易出错。

从前面一个IPv6地址表示方法 首选格式 可以看出，一个完整的IPv6地址中，会经常性的出现许多个 0 。

而我们知道，许多时候 0 是无意义的。那么我们就考虑能否在不影响地址结果的前提下将 0 给省略，不写出来。

这样就可以大大节省时间，也方便人们阅读和书写， 这样的将地址省略 0 的表示方法称为压缩格式。

而压缩格式的表示中，分三种情况，下面分别介绍三种压缩格式：

在IPv6中，地址分为8个段来表示，每段共4个字符。

但是一个完整的IPv6地址会经常碰到整个段4个字符全部都为 0 ，所以我们将整个段4个字符全部都为0的使用双冒号 :: 来表示。

如果连续多个段全都为0，那么也可以同样将多个段都使用双冒号 :: 来表示。

如果是多个段，并不需要将双冒号写多次，只需要写一次即可。

比如一个地址8个段，其中有3个段全都为0，那么我们就将这全为0的三个段共48位用 :: 来表示。再将其他五个段照常写出即可。当计算机读到这样一个不足128位的地址时，比128位少了多少位，就在 :: 的地方补上多少个0。比如上面的 :: 代替为48位，那么计算机就会在这个地址的 :: 位置补上48位的0，这样就正确地将地址还原回去了。

下面来看一些整个段4个字符都为0的IPv6地址使用压缩格式来表示：

压缩前：

压缩后：

说明：从上面可以看出，由于这个地址的8个段全部都为0，所以只用 :: 就将整个地址表示出来。当计算机拿到这个压缩后的地址时，发现比正常的128为少了128位，那么就会在 :: 的地方补上128个0,结果为：

可以看出，计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

压缩前：

压缩后：

说明：可以看出压缩后的地址比正常的128位少了112位，就算几就会在 :: 的地方补上112个 0 , 结果为

可以看出，计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

压缩前：

压缩后：

说明：可以看出，压缩后的地址比正常的128位少了32位，计算机就会在::的地方补上32个0，结果为

可以看出，计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

压缩前：

压缩后：

说明：当计算机拿到这个压缩后的地址，发现比正常的128位少了64位，计算机就会试图在 :: 的地方补上64个0，所以这时补出来的结果很可能是以下几种

从结果中可以发现，当一个IPv6地址被压缩后，如果计算机出现两个或多个 :: 的时候，计算机在将地址还原时，就可能出现多种情况。这将导致计算机还原后的地址不是压缩之前的地址，将导致地址错误，最终通信失败。

所以在压缩IPv6地址时，一个地址中只能出现一个 :: 。

在压缩格式的第一种情况的表示中，是在地址中整个段4个字符都为0时，才将其压缩为 :: 来表示。

但是在使用第一种情况压缩之后，我们仍然可以看到地址中还存在许多毫无意义的0，比如 0001 , 0410 。我们知道 0001 中，虽然前面有三个0，但是如果我们把前面的0全部省略掉，写为1，结果是等于 0001 的；而 0410 也是一样，我们将前面的0省略掉，写成410，也同样等于 0410 的。

所以我们在省略数字前面的0时，是不影响结果的。

那么这个时候，表示IPv6地址时，允许将一个段中前部分的0省略不写，因为不影响结果。但是需要注意的是，如果0不是前导0，比如 2001 ，我们就不能省略0，写成21，因为21不等于2001。所在中间的0不能省略，只能省略最前面的0。

下面来看一些省略前导0的地址表示形式：

压缩前：

压缩后：

从结果中可以看出，计算机根本就不需要对这样的地址还原。压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。

压缩前：

压缩后：

从结果中可以看出，计算机根本就不需要对这样的地址还原，压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。

压缩前：

压缩后：

从结果中可以看出，计算机根本就不需要对这样的地址还原，压缩后的结果和压缩前的结果是相等的。

在前面两种IPv6地址的压缩表示方法中，第一种是在整段4个字符全为0时，才将其压缩后写为 :: ； 而第二种是将无意义的0省略不写。可以发现两种方法都能节省时间，方便阅读。第三种压缩方法就是结合前两种方法，既将整段4个字符全为0的部分写成 :: ，也将无意义的0省略不写。结果就出现以下一些最方便的表示方法：

压缩前：

压缩后：

压缩前：

压缩后：

可以看到，结合了两种压缩格式的方法，更为简洁。

在网络还没有全部从IPv4过渡到IPv6时，就可能出现某些设备既连接了IPv4网络，又连接了IPv6网络。对于这样的情况，就需要一个地址既可表示IPv4地址，又可表示IPv6地址。

因为一个IPv4地址为32位，一个IPv6地址为128位。要让一个IPv4地址表示为IPv6地址，明显已经少了96位，那么就将一个IPv4地址通过增加96位，结果变成128位，来与IPv6通信。在表示时，是在IPv4原有地址的基础上，增加96个0，再结合原有的IPv4地址，表示方法为：

例如IPv4地址为 138.1.1.1 ,表示为IPv6地址为：

IPv6中没有广播地址，IPv6不建议划分子网。如果需要划分子网，网络位请不要低于48位