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ipv6地址分类

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🧩 一、IPv6 地址的三大类型（按功能划分）

Unicast Multicast Anycast

类型名称特点举例
单播 (Unicast)一对一通信表示网络中唯一的接口2001:db8::1, fe80::1
组播 (Multicast)一对多通信表示一组节点ff02::1, ff02::2
任播 (Anycast)一对最近通信多个节点共用一个地址，路由选择最近者通常分配给多个服务器的相同接口

Unicast

🧭 二、单播地址的常见类型

IPv6 的单播地址主要分为以下几类👇

地址类型前缀用途特点
全局单播 (Global Unicast)2000::/3（即 2000–3fff）公网可路由地址（类似 IPv4 的公网 IP）唯一且可跨 Internet 路由
链路本地地址 (Link-Local)fe80::/10同一链路内通信（邻居发现、RA/RS）自动生成，不能跨网段路由
唯一本地地址 (Unique Local Address, ULA)fc00::/7（常用 fdxx::/8）内网使用（类似 IPv4 私有地址）不可公网路由，可在本地或 VPN 使用
环回地址 (Loopback)::1/128本机测试用（类似 IPv4 的 127.0.0.1）仅在本地主机使用
未指定地址 (Unspecified)::/128表示“无地址”，用于启动阶段（如 DAD）不能作为通信源/目的
链路本地前缀（本地链路段）fe80::/64（通常）每个接口自动配置通常基于 MAC/EUI-64 或随机生成
IPv4 映射地址 (IPv4-mapped IPv6)::ffff:192.168.1.1IPv6-only 环境中表示 IPv4 地址用于 IPv4/IPv6 互操作
IPv4 兼容地址 (IPv4-compatible)已废弃::192.168.1.1旧标准，现不再使用
Link-local-Address

Link-Local 和 ULA 不冲突，因为它们的用途完全不同、作用范围不同、甚至通信逻辑也不同。

Link-local 是“链路通信地址”，ULA 是“站点通信地址”。

  • Link-local：设备在一个网段内通信、发现邻居、找路由器。
  • ULA：设备在**整个局域网（可跨多个网段）**内部通信。 Link-local地址是自生成的，只要设备启动了IPv6就会有link-local地址，然后才能获取其它地址。

不一定固定，但通常是稳定的。

  • 它是根据网卡接口标识（Interface Identifier, IID） 自动生成的。
  • IID 通常取决于网卡的 MAC 地址，或者系统为隐私生成的随机值。 因此：
  • 如果设备的 MAC 地址不变、算法一致 → Link-local 地址基本不会变。
  • 如果启用了 隐私扩展（Privacy Extension） 或系统策略改变 IID 生成方式 → 地址可能不同。
| 10 bits | 54 bits | 64 bits |
| Prefix  | 000...0  | Interface Identifier |
  • 前缀固定为 fe80::/10。
  • 中间 54 位保留为 0。
  • 后 64 位是 接口标识符 (IID)。

IID（接口标识符）的生成算法

IPv6 支持多种 IID 生成方式，不同系统和安全要求可能不同。

方式描述稳定性特点
EUI-64（传统）从 MAC 地址转换✅ 稳定可推算出设备的真实 MAC（隐私差）
Stable Secret-based（RFC 7217）从随机密钥和接口信息生成✅ 稳定隐私好，现代系统使用
随机 IID（Privacy Extension, RFC 4941）随机生成，周期更换❌ 不稳定用于临时全局地址，几乎不用在 link-local 上

EUI-64 生成算法

假设网卡 MAC 地址是：

00:1A:2B:3C:4D:5E

EUI-64 生成 IID 的步骤如下：

步骤操作结果
1️⃣把 MAC 地址分成两半00:1A:2B 和 3C:4D:5E
2️⃣插入固定的 FF:FE 中间00:1A:2B:FF:FE:3C:4D:5E
3️⃣翻转第 7 位（U/L 位）改为 02:1A:2B:FF:FE:3C:4D:5E（表示本地管理）
4️⃣拼接到 fe80::/64 前缀fe80::021a:2bff:fe3c:4d5e
✅ 得到最终 Link-local 地址：
fe80::021a:2bff:fe3c:4d5e

Stable Secret-based RFC 7217（现代系统默认）

现代 Linux、Windows、macOS 为了防止通过地址推测设备 MAC，通常使用 “Stable Privacy Address” 机制（RFC 7217）。 IID 计算公式：

IID = F(Prefix, Network_Interface, DAD_Counter, Secret_Key)

其中：

  • Prefix = fe80::/64（或全局前缀）
  • Network_Interface = 接口名（如 eth0）
  • DAD_Counter = 检测重试次数
  • Secret_Key = 随机生成、系统保存在内核里 🔹 结果：
    同一设备、同一接口、同一前缀 → IID 固定。
    但不同机器、不同接口 → IID 不同（无法反推出 MAC）。

🌐 三、组播/多播地址（Multicast）

Multicast

IPv6 完全取消了广播，所有广播功能都由组播取代。
组播地址总是以 ff00::/8 开头，第二个字节定义了作用范围（Scope）。

范围地址示例含义
ff02::1所有节点（All Nodes）当前链路上所有设备
ff02::2所有路由器（All Routers）当前链路上所有路由器
ff05::2区域范围的所有路由器用于更大范围的管理
ff02::1:ffXX:XXXXSolicited-Node 组播地址NDP（邻居发现）使用，用于 IPv6→MAC 解析

组播地址结构一般是：

| 8bit | 4bit  | 4bit  | 112bit |
|  ff  | flags | scope | group ID |

也就是：

ffXY::Z...

其中：

  • X 是 Flags（标志）
  • Y 是 Scope（作用范围）
  • 后面的部分是 Group ID（组的标识符）

Flags（标志位）字段 —— 控制“性质”

Flags 是 4 位（二进制），定义了组播地址的特征。
一般写成 4 bit 二进制 abcd，每一位都有特定含义：

位名称含义取值说明
a（bit 0）R-Flag（Rendezvous Point）是否为固定 RP（多播路由相关）一般为 0
b（bit 1）P-Flag（Prefix-based）是否根据前缀自动派生一般为 0
c（bit 2）T-Flag（Transient）是否临时（Transient）组播1 = 临时，0 = 永久（标准分配）
d（bit 3）Reserved保留位一般为 0

👉 实际网络中常见的情况：

  • ff02：Flags = 0，表示永久的（well-known）组播地址。
  • ff32：Flags = 3（临时 + link-local），极少见，用于实验性多播。

Scope（作用范围）字段 —— 控制“传播范围”

Scope 是 4 位十六进制值，定义该组播包能传播的最大范围。

Scope 值范围说明
1Interface-local仅限本接口（测试用途）
2Link-local同一链路（最常见），NDP 都用这个
3Subnet-local子网级别（很少用）
4Admin-local管理员限定范围
5Site-local整个站点（多个链路）
8Organization-local整个机构（例如公司网）
EGlobal全球范围（几乎不用）
👉 IPv6 NDP 的所有组播地址都用 Scope = 2（link-local），
比如：
ff02::1     所有节点（链路内）
ff02::2     所有路由器（链路内）
ff02::1:ffxx:xxxx  solicited-node（链路内）

Group ID（组编号）

Group ID 是 最后 112 位，用于区分不同的多播组。
它就像“组播频道号”。

常见标准分配的 Group ID：

地址Group ID名称
ff02::10x1所有节点组 (All Nodes)
ff02::20x2所有路由器组 (All Routers)
ff02::1:ffXX:XXXX0x1ffXX:XXXXsolicited-node 组
ff05::20x2所有站点路由器
ff02::1:20x1:2所有 DHCP 服务器

常见的标准组播地址（IPv6 内置）

地址名称用途
ff02::1所有节点路由器 RA 广播通告
ff02::2所有路由器主机 RS 请求路由器
ff02::1:ffxx:xxxxSolicited-nodeNDP 地址解析
ff02::1:2所有 DHCPv6 服务器DHCPv6 请求
ff02::5 / ff02::6OSPFv3路由协议
ff02::9RIPng路由更新
ff02::fbmDNS本地设备发现

Anycast

🧮 四、任播地址（Anycast）

项目内容
含义多个接口共享同一地址，数据包发给最近的一个
用途内容分发、DNS 负载均衡（如多个 DNS 服务器共用一个地址）
配置方式从单播地址池中手动指定为 Anycast，无特殊前缀
示例多个路由器接口都配置 2001:db8::1，客户端请求会自动发往最近的那台

🧠 五、作用范围（Scope）总结

IPv6 地址天然带“范围”概念：

范围说明可路由性
Interface-local本机内（如 ::1）否
Link-local本地链路（如 fe80::/10）否
Site-local已废弃（原为内网使用）否
Unique-local (fd00::/8)内网、VPN否（但可通过隧道或 NAT66）
Global (2000::/3)互联网✅ 可路由

🧾 六、速查表汇总

类型前缀示例可公网路由典型用途
未指定地址::/128::❌初始化、DAD
环回地址::1/128::1❌本地测试
链路本地fe80::/10fe80::1❌NDP、RS/RA
唯一本地 (ULA)fd00::/8fd12:3456::1❌内网通信
全局单播2000::/32001:db8::1✅公网通信
组播ff00::/8ff02::1, ff02::2局域/全网路由发现、ND、服务
任播（无固定前缀）多节点共享 2001:db8::1✅最近节点选路

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