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第5周: IPv6地址表示方法及其简化方法详解

创建于: 2011-02-22 19:47:03          

  对于一个完整的IPv6地址,需要写128位,已经被分成了8段,每段4个字符,也就是说完整地表示一个IPv6地址,需要写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:

    1.首选格式

    2.压缩表示

    3.IPv4内嵌在IPv6中

 

下面分别详细介绍这三种IPv6地址表示方法:

 

1.首选格式

    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,一个不漏地全写出来,比如下面就是一些IPv6地址的首选格式表示形式:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

2001:0410:0000:1234:FB00:1400:5000:45FF

3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001

FE80:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0009

FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

 

    从上面IPv6地址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,或者有许多个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。

 

 

 

2.压缩格式

    从前面一个IPv6地址表示方法首选格式表示方法中可以看出,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是毫无意义的,0表示没有,写出来,也表示没有,不写,也同样表示没有,那么我们就考虑能否将不影响地址结果的0给省略不写,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,下面来分别介绍三种压缩格式:

 

第一种情况:

    在IPv6中,地址分为8个段来表示,每个段共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,其中有三个段全都为0,那么我们就将这全为0的三个段共48位用::来表示,再将其它5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:

例1:

压缩前:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000

压缩后:

::

说明: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位少了128位,那么就会在::的地方补上128个0,结果为:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000

可以看出,计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

 

例2:

压缩前:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

压缩后:

::0001

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

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

可以看出,计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

 

例3:

压缩前:

2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF

压缩后:

2001:0410 :: FB00:1400:5000:45FF

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:

2001:0410:0000: 0000:FB00:1400:5000:45FF

可以看出,计算机还原的地址就是压缩之前的真实地址。

 

例4:

压缩前:

3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001

压缩后:

3ffe::1010:2a2a::0001

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::的地方补上少了的64个0,但是我们可以看到,压缩后的地址有两个::,而计算机要补上64个0,所以这时补出来的结果很可能是以下几种:

3ffe:0000:1010:2a2a: 0000:0000:0000:0001

3ffe:0000:00001010:2a2a::0000:0000:0001

3ffe:0000:0000:0000:1010:2a2a:0000:0001

    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::。

 

 

第二种情况:

    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,我们仍然可以看见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,但是如果我们将前面的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,允许将一个段中前导部分的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,所以在中间的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:

例1:

压缩前:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000

压缩后:

0:0:0:0:0:0:0:0

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。

 

例2:

压缩前:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

压缩后:

0:0:0:0:0:0:0:1

    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。

 

例3:

压缩前:

2001:0410:0000:1234:FB00:1400:5000:45FF

压缩后:

2001:410:0:1234:FB00:1400:5000:45FF

    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。

 

第三种情况:

    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,结果就可以出现以下一些最方便的表示方法:

例1:

压缩前:

0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001

压缩后:

:: 1

    可以看到,结合了两种压缩格式的方法,但为简便。

 

例2:

压缩前:

2001:0410:0000:0000:FB00:1400:5000:45FF

压缩后:

2001:410:: FB00:1400:5000:45FF

    可以看到,结合了两种压缩格式的方法,但为简便。

 

 

3.IPv4内嵌在IPv6中

    在网络还没有全部从IPv4过渡到IPv6时,就可能出现某些设备即连接了IPv4网络,又连接了IPv6网络,对于这样的情况,就需要一个地址即可以表示IPv4地址,又可以表示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,那么就将一个正常的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,结果变成128位,增加的96个0再结合原有的IPv4地址,表示方法为

0:0:0:0:0:0:A.B.C.D 或者::A.B.C.D.,如下:

0000: 0000: 0000: 0000:0000:0000:A.B.C.D

                 9 6 个0             32位               

例:

IPv4地址为  138.1.1.1

表示IPv6地址为0:0:0:0:0:0:138.1.1.1

 

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

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