第二章(純講IP地址的)

第二章IP地址主講：沈亞敏IP尋址基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)用比特位的方式處理網(wǎng)絡(luò)地址IP使用的三種尋址模式符號(hào)名（域名）邏輯地址0物理地址物理地址以太網(wǎng)地址（也稱為MAC地址）地址長(zhǎng)度為48位，由網(wǎng)卡制造商固化到固件（芯片）上用“：”點(diǎn)開(kāi)的6個(gè)16進(jìn)制數(shù)表示，前3個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)網(wǎng)卡制造商，后3個(gè)字節(jié)由制造商分配具有全球唯一性網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址的特點(diǎn)：系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的一種標(biāo)識(shí)符必須具有唯一性應(yīng)該能反映出網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的位置信息廣域網(wǎng)都采用有結(jié)構(gòu)的地址，不僅標(biāo)識(shí)主機(jī)，而且指出主機(jī)的位置。實(shí)際中許多網(wǎng)絡(luò)的地址系統(tǒng)并不包含位置信息，例如：以太網(wǎng)無(wú)位置信息的地址系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但能力有限。路由器網(wǎng)絡(luò)

2令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)

3ATM網(wǎng)絡(luò)

1以太網(wǎng)異種網(wǎng)絡(luò)互連路由器地址唯一性實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互連必須使用統(tǒng)一的地址形式?jīng)]有可以直接使用的物理地址系統(tǒng)也不可能對(duì)現(xiàn)有鏈路技術(shù)的物理地址進(jìn)行修改必須在更高的層次上（網(wǎng)絡(luò)層）來(lái)實(shí)現(xiàn)地址統(tǒng)一IP地址的引入在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)際互連是通過(guò)IP協(xié)議完成的為解決互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Internet）中的尋址問(wèn)題，IP協(xié)議定義了在全網(wǎng)唯一的通用32位地址格式——IP地址IP地址的引入Internet網(wǎng)絡(luò)Internet的概念層次網(wǎng)絡(luò)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)子網(wǎng)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)IP地址的概念結(jié)構(gòu)IP地址的結(jié)構(gòu)IP地址層次化的、攜帶位置信息的地址結(jié)構(gòu)Internet子網(wǎng)m子網(wǎng)1網(wǎng)絡(luò)n網(wǎng)絡(luò)1主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)130.1.0.0130.n.*.*130.1.m.11130.1.m.0130.1.1.0130.n.0.0IP地址的分配是在統(tǒng)一的管理下進(jìn)行（NIC）

IP地址在網(wǎng)絡(luò)層上屏蔽了異種網(wǎng)絡(luò)之間物理地址等特性的差異，利于網(wǎng)間通信的實(shí)現(xiàn)4個(gè)用圓點(diǎn)隔開(kāi)的十進(jìn)制數(shù)（點(diǎn)分十進(jìn)制表示法）例： 十進(jìn)制 202.119.200.10

計(jì)算機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換二進(jìn)制11001010 1110111 11001000 00001010

1100101011101111100100000001010

IP地址的表示方法32位二進(jìn)制數(shù)碼前綴確定了計(jì)算機(jī)所屬的物理網(wǎng)絡(luò)后綴確定了網(wǎng)絡(luò)上一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)IP地址高位 低位202.119.200.10

網(wǎng)絡(luò)地址主機(jī)地址（netid）（hostid） 區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)在同一網(wǎng)絡(luò)中區(qū)分不同的主機(jī)IP地址的含義IP地址分類0NetworkHost10NetworkHost110NetworkHost1110Multicastaddress11110ReversedforfutureuseABCDE~55地址范圍~55

~55~55~55類01238162431一類特殊的結(jié)點(diǎn)：具有多個(gè)物理接口、連接到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)上路由器、多穴主機(jī)（multi-homedhost兼路由器及主機(jī)功能）該結(jié)點(diǎn)同時(shí)屬于它所連接的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)于結(jié)點(diǎn)所連接的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，給該結(jié)點(diǎn)分配一個(gè)IP地址結(jié)點(diǎn)具有多少網(wǎng)絡(luò)連接就擁有多少IP地址可見(jiàn)，IP地址實(shí)際上是對(duì)結(jié)點(diǎn)上網(wǎng)絡(luò)連接的標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)1/8網(wǎng)絡(luò)2/24主機(jī)接口A接口B路由器和多穴主機(jī)的IP地址類型前綴后綴地址類型用途0地址

全0全0

本機(jī)

啟動(dòng)時(shí)使用0地址

全0主機(jī)

主機(jī)

標(biāo)識(shí)本網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)網(wǎng)絡(luò)地址

網(wǎng)絡(luò)全0

網(wǎng)絡(luò)

標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播地址

網(wǎng)絡(luò)全1

直接廣播

在指定網(wǎng)絡(luò)廣播廣播地址

全1全1

有限廣播

在本地網(wǎng)廣播回饋地址

127任意

回環(huán)

測(cè)試保留地址：一種特殊的地址格式，從不分配給主機(jī)。特殊地址廣播數(shù)據(jù)包廣播數(shù)據(jù)流不會(huì)從一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)IPv4廣播數(shù)據(jù)包有兩個(gè)目的地址數(shù)據(jù)鏈路層地址IP地址多播數(shù)據(jù)包主機(jī)使用采用多播地址的服務(wù)時(shí)將自己注冊(cè)為偵聽(tīng)該地址，同時(shí)偵聽(tīng)廣播及自身IP地址通知其IP網(wǎng)關(guān)它正在注冊(cè)該服務(wù)，以便該設(shè)備把這樣的多播數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到該網(wǎng)絡(luò)中多播地址分配ICANN以受控方式分配多播地址轉(zhuǎn)換后三個(gè)字節(jié)用數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)換第一個(gè)字節(jié)查表并修改

例： B類 網(wǎng)絡(luò)地址：130.39.0.0

子網(wǎng)地址：130.39.34.0

子網(wǎng)掩碼：主機(jī)地址網(wǎng)絡(luò)地址1111111111111111網(wǎng)絡(luò)內(nèi)子網(wǎng)地址1111111100000000313029282726252423222120191817161514131211109876543210IP網(wǎng)絡(luò)與子網(wǎng)掩碼軟件如何判斷兩臺(tái)機(jī)器是否處于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上子網(wǎng)掩碼使用與IP相同的編址格式，IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分全為1，主機(jī)部分全為0。IPv4子網(wǎng)與超網(wǎng)子網(wǎng)從IP地址的主機(jī)部分借位，以進(jìn)一步的分割網(wǎng)絡(luò)超網(wǎng)從IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分借位，把連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)合起來(lái)

將子網(wǎng)掩碼和IP地址作“與”操作后，IP地址的主機(jī)部分將被丟棄，剩余的是網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址。例如，一個(gè)IP分組的目的IP地址為：，若子網(wǎng)掩碼為：，與之作"與"運(yùn)算得：，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備認(rèn)為該IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)為：。IP地址地址類別子網(wǎng)掩瑪子網(wǎng)號(hào)碼21C24621C924

A

7B

7B28192=1100,0000224=1110,0000121=0111,1001128=1000,0000=2764=0100,0000=26同一子網(wǎng)中的主機(jī)之間通信子網(wǎng)地址

5 27

源地址 目的地址 發(fā)送 接收

55

廣播地址 子網(wǎng)掩碼：本地主機(jī)IP地址：5網(wǎng)絡(luò)地址（Nx）：

本地子網(wǎng)掩碼：遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址：272711010010001001110000111101111111

“與”11111111111111111111111100000000

得 11010010001001110000111100000000 (Ny)同一子網(wǎng)中的主機(jī)之間通信不同子網(wǎng)中的主機(jī)之間通信R2接收轉(zhuǎn)發(fā)

子網(wǎng)地址

55

廣播地址子網(wǎng)地址

3

目的地址

5

源地址 發(fā)送 子網(wǎng)掩碼：本地主機(jī)IP地址：5網(wǎng)絡(luò)地址（Nx）：

本地子網(wǎng)掩碼：遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址：3311001010011100000000010000111111

“與”11111111111111111111111100000000

得 11001010011100000000010000000000

(Ny)不同子網(wǎng)中的主機(jī)之間通信子網(wǎng)的劃分①將要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為2的m次方。如要分8個(gè)子網(wǎng)，8=23。②取上述要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)數(shù)的2的m次方的冪。如23，即m=3。③將上一步確定的冪m按高序占用主機(jī)地址m位后轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。如m為3,則是11100000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為224，即為最終確定的子網(wǎng)掩碼。如果是C類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為24；如果是B類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為；如果是A類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為。舉例1：

將一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)分成4個(gè)子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192．9．200.0。

該C類網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)IP地址就是～54（因?yàn)槿?”和全“1”的主機(jī)地址有特殊含義，不作為有效的IP地址），現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)劃分為4個(gè)部分，按照以上步驟：4=22，取22的指數(shù)，即2，則占用主機(jī)地址的高兩位，即為11000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為192。這樣就可確定該子網(wǎng)掩碼為：92，4個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍分別為：

11000000000010011100100000000001

～

11000000000010011100100000111110192．9．200．1～

192．9．200．62

11000000000010011100100001000001

～

11000000000010011100100001111110192．9．200．65～192．9．200．126

11000000000010011100100010000001

～

11000000000010011100100010111110

192．9．200．129～

192．9．200．190

11000000000010011100100011000001

～

11000000000010011100100011111110192．9．200．193～

192．9．200．254注意：子網(wǎng)號(hào)是全0和全1的子網(wǎng)不建議使用；主機(jī)號(hào)為全0和全1的是專用的。C類：

子網(wǎng)數(shù)目占用位數(shù)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)

2

1

255．255．255．128

126

4

2

255．255．255．192

62

8

3

255．255．255．224

30

16

4

255．255．255．240

14

32

5

255．255．255．248

6

64

6

255．255．255．252

2

舉例2：

根據(jù)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)量進(jìn)行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計(jì)算子網(wǎng)掩碼。比如一個(gè)子網(wǎng)有10臺(tái)主機(jī)，那么對(duì)于這個(gè)子網(wǎng)就需要10＋1＋1＋1＝13個(gè)IP地址。注意加的第一個(gè)1是指這個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)所需的網(wǎng)關(guān)地址，接著的兩個(gè)1分別是指網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。

13小于16（16等于2的4次方），所以主機(jī)位為4位。而256－16＝240，所以該子網(wǎng)掩碼為40。

如果一個(gè)子網(wǎng)有14臺(tái)主機(jī)，不少同學(xué)常犯的錯(cuò)誤是：依然分配具有16個(gè)地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。因?yàn)?4＋1＋1＋1＝17，大于16，所以我們只能分配具有32個(gè)地址（32等于2的5次方）空間的子網(wǎng)。這時(shí)子網(wǎng)掩碼為：24。規(guī)劃一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)劃分子網(wǎng)的步驟：確定需要多少個(gè)子網(wǎng)號(hào)來(lái)惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)子網(wǎng)；確定需要多少個(gè)主機(jī)號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）上的每臺(tái)主機(jī)；綜合考慮子網(wǎng)數(shù)和子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)后，確定一個(gè)符合要求的子網(wǎng)掩碼；確定表示每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)；確定每個(gè)子網(wǎng)上可以使用的主機(jī)號(hào)的范圍。子網(wǎng)掩碼類型固定長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼（CLSM）變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）不同子網(wǎng)有不同的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)前綴可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）

如果一個(gè)單位有多個(gè)不同規(guī)模的子網(wǎng)，那么申請(qǐng)多個(gè)網(wǎng)址(NETWORKID)，不僅會(huì)造成IP地址的浪費(fèi)，而且會(huì)使單位付出較大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。

RFC1878中定義了可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VariableLengthSubnetMask，VLSM）。VLSM規(guī)定了如何在一個(gè)進(jìn)行了子網(wǎng)劃分的網(wǎng)絡(luò)中的不同部分使用不同的子網(wǎng)掩碼。這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同網(wǎng)段需要不同大小子網(wǎng)的情形來(lái)說(shuō)非常有效。

舉例：某單位有三個(gè)位于不同地點(diǎn)的子網(wǎng)(以下稱為甲、乙、丙網(wǎng))，各網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)分別為20、25和50。且該單位已申請(qǐng)了一個(gè)網(wǎng)址為的網(wǎng)絡(luò)地址。（1）為滿足甲網(wǎng)和乙網(wǎng)20臺(tái)和25臺(tái)的需要，用主機(jī)號(hào)的高三位來(lái)分割子網(wǎng)，各個(gè)子網(wǎng)都支持30臺(tái)主機(jī)。子網(wǎng)掩碼改為24，（11100000）。共有000、001、010、011、100、101、110、111八種組合。不考慮全0和全1子網(wǎng)，共可提供六個(gè)子網(wǎng)，它們分別為：(IP地址前三個(gè)字節(jié)還是202.119.115)。第一子網(wǎng)：00100001－00111110即33－62第二子網(wǎng)：01000001－01011110即65－94第三子網(wǎng)：01100001－01111110即97－126第四子網(wǎng)：10000001－10011110即129－158第五子網(wǎng)：10100001－10111110即161－190第六子網(wǎng)：11000001－11011110即193－222（2）選第五子網(wǎng)給甲網(wǎng)，第六子網(wǎng)給乙網(wǎng)。因?yàn)楦鱾€(gè)子網(wǎng)都支持30臺(tái)主機(jī)，所以選擇的子網(wǎng)足以滿足甲網(wǎng)和乙網(wǎng)20臺(tái)和25臺(tái)的需要。（3）丙網(wǎng)有50臺(tái)主機(jī)，按上述分割方法無(wú)法滿足它對(duì)IP地址的需要。這時(shí)，我們將它的子網(wǎng)掩碼設(shè)成92，由于192的二進(jìn)制值為11000000，按上述方法，它可以劃分為兩個(gè)子網(wǎng)，分別為：第一子網(wǎng)：01000001－01111110即65－126

第二子網(wǎng)：10000001－10111110即129－190

每個(gè)子網(wǎng)有62個(gè)IP地址可用，我們將第一子網(wǎng)分配給丙網(wǎng)。在實(shí)際工程實(shí)踐中，可以進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)劃分成三級(jí)或者更多級(jí)子網(wǎng)。同時(shí)，可以考慮使用全0和全1子網(wǎng)以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)地址空間。VLSM實(shí)際上是一種多級(jí)子網(wǎng)劃分技術(shù)。超網(wǎng)把幾個(gè)C類地址段合并成為一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，即構(gòu)成超網(wǎng)，因此超網(wǎng)是借用一部分網(wǎng)絡(luò)地址位作為主機(jī)位，從而達(dá)到減小因特網(wǎng)路由表的目的超網(wǎng)將幾個(gè)C類地址段合并成一個(gè)超網(wǎng)時(shí)，必須符合以下條件：地址段數(shù)必須是2的冪，如1、2、4、8等。被合并的地址段在地址空間中必須是連續(xù)的。超網(wǎng)的第一個(gè)地址的第3個(gè)字節(jié)必須能被段數(shù)整除超網(wǎng)超網(wǎng)掩碼超網(wǎng)掩碼來(lái)指定超網(wǎng)地址和主機(jī)地址的分界點(diǎn)。超網(wǎng)掩碼也是一個(gè)32位地址掩碼，它對(duì)應(yīng)于超網(wǎng)地址的所有掩碼位都被設(shè)置為“1”，而對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址的所有掩碼位都被設(shè)置為“0”。與子網(wǎng)掩碼類似，獲取超網(wǎng)地址的方法是將超網(wǎng)掩碼和IP地址進(jìn)行按位“與”運(yùn)算超網(wǎng)合并步驟被合并的地址段是否滿足合并成超網(wǎng)的條件；如果滿足合并條件，則根據(jù)被合并的地址段數(shù)量和第一個(gè)地址段的地址確定超網(wǎng)掩碼；確定合并后的超網(wǎng)地址和主機(jī)地址范圍例，將4個(gè)C類地址合并為一個(gè)超網(wǎng)，使該超網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量達(dá)到900臺(tái)以上，4個(gè)地址段為，

，

和無(wú)類域間路由CIDRCIDR消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空間，簡(jiǎn)化路由。在分配IP地址段時(shí)不再按照有類網(wǎng)絡(luò)地址的類別進(jìn)行分配，而是將IP網(wǎng)絡(luò)地址空間看成是一個(gè)整體，并劃分成連續(xù)的地址塊。然后，采用分塊的方法進(jìn)行分配。因此，CIDR地址中的所有地址必須連續(xù)CIDR使用各種長(zhǎng)度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。IP地址從三級(jí)編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級(jí)編址。無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)前綴>,<主機(jī)號(hào)>}CIDR還使用“斜線記法”(slashnotation)，它又稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上一個(gè)斜線“/”，然后寫(xiě)上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的比特?cái)?shù)（這個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于三級(jí)編址中子網(wǎng)掩碼中比特1的個(gè)數(shù)）。CIDR將網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成“CIDR地址塊”。

無(wú)分類的兩級(jí)編址CIDR地址塊舉例/20表示的地址塊共有212個(gè)地址（因?yàn)樾本€后面的20是網(wǎng)絡(luò)前綴的比特?cái)?shù)，所以主機(jī)號(hào)的比特?cái)?shù)是12）。這個(gè)地址塊的起始地址是。在不需要指出地址塊的起始地址時(shí)，也可將這樣的地址塊簡(jiǎn)稱為“/20地址塊”。/20地址塊的最小地址：/20地址塊的最大地址：55全0和全1的主機(jī)號(hào)地址一般不使用。一個(gè)CIDR地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合(routeaggregation)。在未作地址聚合之前，路由器需要對(duì)外聲明所有的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)IP地址空間段。這將導(dǎo)致Internet核心路由器中的路由條目非常龐大（接近10萬(wàn)條）。采用CIDR地址聚合后，可以將連續(xù)的地址空間塊總結(jié)成一條路由條目。路由器通告/20/20:/24/24/24

采用CIDR地址匯總后，可以將連續(xù)的地址空間塊總結(jié)成一條路由條目。路由器不再需要對(duì)外聲明內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有IP地址空間段。這樣，就大大減小了路由表中路由條目的數(shù)量。

RFC1918規(guī)定了不想連入Internet的IP地址分配指導(dǎo)原則。由Internet地址授權(quán)機(jī)構(gòu)(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三類網(wǎng)絡(luò)號(hào)給不連到Internet上的專用網(wǎng)，分別用于A，B和C類IP網(wǎng)，具體如下：

～55

～55

～55IANA保證這些網(wǎng)絡(luò)號(hào)不會(huì)分配給連到Internet上的任何網(wǎng)絡(luò)，因此任何人都可以自由的選擇這些網(wǎng)絡(luò)地址作為自己的網(wǎng)絡(luò)地址。公用和專用IP地址專用IP地址專用IP地址的限制不能在公共的Internet上被路由，需在邊界的代理服務(wù)器上上采用地址偽裝技術(shù)以加密方式在發(fā)送方和接收方傳輸IP數(shù)據(jù)包，需額外配置防火墻或代理服務(wù)器專用IP地址的優(yōu)勢(shì)絕大部分是客戶端工作站，幾乎不提供供用戶訪問(wèn)的服務(wù)，極大地減緩了IP地址的需求公用IP地址公用IP地址對(duì)于標(biāo)識(shí)Internet必須訪問(wèn)的服務(wù)和服務(wù)器非常重要公用IP地址由ISP提供，ICANN管理大部分機(jī)構(gòu)需要把公用IP地址用于如下兩類設(shè)備支持機(jī)構(gòu)把網(wǎng)絡(luò)接入到Internet的設(shè)備提供Internet可訪問(wèn)服務(wù)的服務(wù)器IPv4尋址模式約束IPv4尋址模式的因素物理位置的個(gè)數(shù)每個(gè)物理位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備個(gè)數(shù)每個(gè)物理位置廣播數(shù)據(jù)流大小IP地址的可用性從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的延遲主機(jī)空間使用二進(jìn)制編排的原因在實(shí)現(xiàn)第3層交換以減少?gòu)V播數(shù)據(jù)流時(shí)，不需要重新分配地址在歸類數(shù)據(jù)流以運(yùn)用服務(wù)質(zhì)量或其他策略時(shí)，可以運(yùn)用規(guī)則可直接用于防火墻規(guī)則中正在耗盡的IPv4地址空間IPv4在應(yīng)用過(guò)程中面臨的危機(jī)越來(lái)越不容忽視，如地址匱乏、安全問(wèn)題等緩解地址短缺的技術(shù)CIDR專用IP地址NATDHCP為了解決IPv4所存在的一些問(wèn)題和不足，IETF提出來(lái)的替代現(xiàn)行IPv4的新的網(wǎng)際協(xié)議，擴(kuò)充了地址空間，改進(jìn)了路由、安全性、移動(dòng)性及服務(wù)質(zhì)量等為什么需要IPv6新業(yè)務(wù)的需要移動(dòng)IPQoS3G業(yè)務(wù)的發(fā)展，需時(shí)即連和永遠(yuǎn)在線安全性的需求IPv6內(nèi)置了安全機(jī)制救星IPv6IPv6最本質(zhì)的改進(jìn)——幾乎無(wú)限的地址空間地址長(zhǎng)度由32位增加到128位簡(jiǎn)單是美——簡(jiǎn)化固定的基本報(bào)頭，提高處理效率擴(kuò)展為先——引入靈活的擴(kuò)展報(bào)頭，協(xié)議易擴(kuò)展層次區(qū)劃——地址格式更具層次性，便于路由聚合即插即用——地址配置簡(jiǎn)化，自動(dòng)配置貼身安全——網(wǎng)絡(luò)層的IPSec認(rèn)證與加密，端到端安全Qos考慮——新增流標(biāo)記域移動(dòng)便捷——MobileIPv6IPv6地址格式IPv6地址=前綴+接口標(biāo)識(shí)前綴：相當(dāng)于v4地址中的網(wǎng)絡(luò)ID接口標(biāo)識(shí)：相當(dāng)于v4地址中的主機(jī)ID128位長(zhǎng)，用冒號(hào)將128比特分割成8個(gè)16比特的部分，每個(gè)部分包括4位的16進(jìn)制數(shù)字。地址前綴長(zhǎng)度用“/xx”來(lái)表示舉例：3ffe:3700:1100:0001:d9e6:0b9d:14c6:45ee/64IPv6地址縮寫(xiě)每個(gè)16位的分段中開(kāi)頭的零可以省略一個(gè)或多個(gè)相鄰的全零的分段可以用雙冒號(hào)::表示雙冒號(hào)只能使用一次以下是同一個(gè)地址不同表示法的例子：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123::ABCD:0:1/9660bit的前綴12AB00000000CD3可記為： 12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60或12AB::CD30:0:0:0:0/60或12AB:0:0:CD30::/60IPv6地址格式舉例IPv6地址分類單播地址（UnicastAddress）多播地址（MulticastAddress）任播地址（AnycastAddress）特殊地址地址類型二進(jìn)制前綴IPv6標(biāo)識(shí)未指定00...0(128bits)::/128環(huán)回地址00...1(128bits)::1/128組播11111111FF00::/8鏈路本地地址1111111010FE80::/10站點(diǎn)本地地址1111111011FEC0::/10全局單播0012000::/3單播地址識(shí)別單一接口發(fā)送到單點(diǎn)發(fā)送地址的數(shù)據(jù)包被傳輸?shù)竭@個(gè)地址識(shí)別出的接口IPv6單播地址分類（根據(jù)地址范圍）：全局單播地址例2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58本地鏈路地址例FE80::E0:F726:4E58本地站點(diǎn)地址例FEC0::E0:F726:4E58全局單播地址全球唯一地址帶有全球地址的數(shù)據(jù)包可被轉(zhuǎn)發(fā)到全球網(wǎng)絡(luò)的任何部分任何人（企業(yè)或個(gè)人）都可以獲得一個(gè)48位前綴任何人都可以擁有16位的子網(wǎng)空間全局單播地址層次結(jié)構(gòu)全局路由前綴子網(wǎng)ID接口ID45位16位64位0012000::/3本地鏈路地址用于單個(gè)鏈路，可進(jìn)行自動(dòng)地址配置、鄰居發(fā)現(xiàn)或在沒(méi)有路由器時(shí)