《IPv6精髓(第2版)》——第3章 IPv6编址3.1 IPv6地址空间-阿里云开发者社区

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《IPv6精髓(第2版)》——第3章 IPv6编址3.1 IPv6地址空间

简介:
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本节书摘来自异步社区《IPv6精髓(第2版)》一书中的第3章,第3.1节,作者: 【美】Silvia Hagen 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

第3章 IPv6编址

IPv4地址长度为32比特,而且看起来都很相似,但IPv6地址却有128比特,而且看起来差别很大。制定IPv6标准的出发点之一就是扩展地址空间,当然优化路由表(特别是Internet的路由表)也是重要原因之一。本章将帮助大家熟悉IPv6扩展后的地址空间,解释IPv6编址的工作方式以及采取这种设计方式的原因。有关IPv6编址体系的详细信息定义在RFC 4291中(替代了RFC 3513)。

3.1 IPv6地址空间

32比特的IPv4地址空间在理论上可以提供232个地址,约等于42.9亿个地址。目前的世界人口大约是64亿,因而即使IPv4地址空间的利用率达到100%,也无法为地球上的每个人分配一个IP地址。而事实上IPv4地址空间只有一小部分可用。在IP发展的早期,没人预见到Internet会发展到今天这个程度,因而大量地址块在没有考虑全球路由和地址节约的情况下就被分配出去了,如今已无法回收这些地址空间,致使存在大量未用地址却无法分配。

提示

大家能意识到目前全球仅有14%的人口能够访问Internet吗?
即使我们只为世界20%的人口提供Internet接入能力,IPv4也无法满足需求。计算表明这大约需要390个A类(/8)IPv4地址块,但截至2005年底,IANA未分配的地址池中只有64个A类地址块。从Internet及业务的快速发展可以看出,未来不仅用户和计算机需要地址,越来越多需要永久Internet连接的各种设备(如蜂窝电话、PDA、网络摄像机、电冰箱、汽车等)也都需要大量地址。例如,设计未来网络汽车的汽车制造商预计每辆汽车大约需要20个IP地址,这些地址将被用于监视和维护功能,以及访问天气和交通信息等服务。目前Renault生产的一款原型车就集成了Cisco路由器和移动IPv6功能,而且大多数大型汽车制造商也都有相似的开发计划及原型车。

IPv6地址空间采用128比特地址,意味着将有2128个地址,这个数字到底有多大呢?它意味着地球上每平方米的土地上可以拥有340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456(即6.65×1023)个地址,包括大家在内的所有人都无法想象这是一个多么巨大的数字,IPv6足够为地球上的每粒沙子都分配多个IP地址。

IPv4地址空间最初定义了地址类型(A、B、C、D、E类地址),可以有2 113 389个网络ID。在引入了CIDR(Classless Interdomain Routing,无类别域间路由)之后,这个数字有了一定程度的扩展。与IPv6进行对比,携带当前用于全局单播地址的前缀(二进制001)的地址空间有245个前缀为/48的网络ID,也就是有35 184 372 088 832个网络,利用该前缀剩余的16比特可以将每个网络进一步划分为65 536个子网。

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