一、IPv6網絡元素及概念
IPv6的網絡元素如下圖所示。
- 節點：任何運作IPv6的裝置，包括路由器和主機（甚至還将包括PDA、冰箱、電視等）。
- 鄰節點：連接配接到同一鍊路上的節點。這是一個非常重要的概念，因為IPv6的鄰節點發現機制具有解析鄰節點鍊路層位址的功能，并可以檢測和監視鄰節點是否可以到達。
- 主機：隻能接收資料資訊，而不能轉發資料資訊的節點。為了了解友善，可以借用IPv4中的主機的概念，當然，IPv6中的主機不僅包括計算機等，甚至包括冰箱、電視機、汽車，隻要它運作IPv6協定。
- 接口：表示連接配接到一個鍊路上的實體或邏輯節點。實體接口的例子是網卡，一個邏輯接口的例子是“隧道”。
- 鍊路：以路由器為邊界的區域網路段； IPv6資料包還可以在代表IPv4或IPv6網絡的邏輯鍊路上發送，發送時隻需将IPv6資料包封裝在IPv4或IPv6協定頭中；
- 區域網路段：它是IPv6鍊路的一部分，由單一媒體組成，以二層交換裝置為邊界。
- 子網：使用相同的64位IPv6位址字首的一個或多個鍊路。一個子網可以被内部子網路由器分為幾個部分。
- 路由器：路由器是一種連接配接多個網絡的網絡裝置，它能将不同網絡之間的資料資訊進行轉發。在IPv6網絡中，路由器是一個非常重要的角色，它會把一些資訊向外通告（如位址字首等）。
- 網絡：由路由器連接配接起來的兩個或多個子網。
二、IPv6位址類型及格式
1. IPv6位址表示方法
IPv6位址是由一列以冒号（：）分開的8個16比特十六進制字段組成，每個16比特字段以文本表示為4個十六進制字元，每個16比特字段值可以是0x0000到0xFFFF。
例如:21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 是一個完整的IPv6位址。
IPv6的位址表示有以下幾種特殊情形：
（1）簡化表示：
每個16位分組中的前導零位可以去除做簡化表示，但每個分組必須至少保留一位數字。如上例中的位址，去除前導零位後可寫成:21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A。還可以将冒号十六進制格式中相鄰的連續零位合并，用雙冒号“::”表示。“::”符号在一個位址中隻能
出現一次，該符号也能用來壓縮位址中前部和尾部的相鄰的連續零位。
例如位址1080:0:0:0:8:800:200C:417A，0:0:0:0:0:0:0:1，0:0:0:0:0:0:0:0分别可表示為壓縮格式1080::8:800:200C:417A，::1，:: 。
（2）IPv4相容表示：在IPv4和IPv6混合環境中，有時更适合于采用另一種表示形式：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，其中x是位址中6個高階16位分組的十六進制值，d是位址中4個低階8位分組的十進制值（标準IPv4表示）。例如位址0:0:0:0:0:0:13.1.68.3 ，
0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38 寫成壓縮形式為::13.1.68.3，::FFFF.129.144.52.38 。
（3）URL表示： URL中使用文本IPv6位址，文本位址應該用符号“[”和“]”來封閉。例如IPv6位址FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210寫作URL示例為http://[FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210]:80/index.html
2. IPv6位址類型
IPv6的位址有3種類型：單點傳播、任意播和多點傳播。在每種位址中有一種或多種類型的位址，位址類型如下圖所示。
1．單點傳播
IPv4中的單點傳播概念是類似的，尋址到單點傳播位址的資料包最終會被發送到一個惟一的接口。與IPv4單點傳播位址不同的是，IPv6單點傳播位址有本地鍊路、本地站點、可聚合全球、回環、末指定和IPv4相容位址。
(1)本地鍊路位址：隻能在連接配接到同一本地鍊路的節點之間使用。該位址主要是用于IPv6的一些協定中（比如鄰居發現協定：NDP）。本地鍊路位址的格式如下圖所示。
當一個節點上啟用IPv6協定棧，節點的每個接口自動配置一個本地鍊路位址，兩個連接配接到同一鍊路的IPv6節點不需要做任何配置就可以通信。鍊路本地位址使用固定的字首FE80::/64，接口ID往往使用EUI-64位址自動填充。
（2）本地站點位址：在節點上則必須手動指定。本地站點位址由格式字首1111 1110 11來辨別，相當于IPv4的私有位址。不會與全球位址發生沖突，本地站點位址的作用範圍是該站點，也不會被路由到外部網絡。
本地站點位址的位址格式，其前48位固定以FEC0::/48開始，固定的48位之後是16位的子網辨別符（“子網ID”字段），這16位，可以在自己機構内建立子網。也可以把子網ID一分為二，來建立一個多級的和可集聚的路由結構。子網ID字段之後是一個64位的“接口ID”字段，接口ID字段用于辨別子網上的特定接口。
（3）可聚合全球單點傳播位址：相當于IPv4公共位址，用格式字首001辨別，可在全球範圍内路由和到達的 ，其格式如下圖所示。
每個可聚合全球單點傳播IPv6位址有3個部分：
①提供商配置設定的字首：提供商配置設定給組織機構的字首最少是/48字首。
②站點：字首的49-64位(一共16位)，可用來将表示最多65535個子網。
③主機：節點的接口辨別，IPv6位址的低64比特，稱為接口辨別符（接口ID）。
（4）回環位址：單點傳播位址0:0:0:0:0:0:0:1稱為回環位址，節點用它來向自身發送IPv6包，不能配置設定給任何實體接口。
（5）未指定位址：單點傳播位址0:0:0:0:0:0:0:0稱為末指定位址，在主機未取得自己的位址以前，可在它發送的任何IPv6包的源位址字段放上不确定位址。
2．多點傳播
相當于IPv4中的多點傳播，是指一個源節點發送的單個資料包能被特定的多個目的節點接收到。即一個源節點發送單個資料包，同時到達多個目的地（一到多）。例如，多點傳播位址FF02：：2表示鍊路本地範圍，IPv6路由器不會把這個通信流轉發到本地鍊路之外。
多點傳播位址有特定的字首來辨別，其最高位前8位為1（FF00::/8），多點傳播位址的格式如下圖所示。
3．任意播
任意播位址可以相當于IPv4中的廣播，也稱為任播和泛播，IPv6中取消了廣播的概念。任播位址用來辨別一組網絡接口（通常屬于不同的節點），适合于One-to-One-of-Many（一對一組中的一個）的通信場合。目前，任播位址僅被用做目标位址，且僅配置設定給路由器。任播位址有可聚合全球、本地站點和本地鍊路位址，其格式如下圖所示。
任意播位址占用單點傳播位址空間，使用單點傳播位址的任何格式，是以無法區分任意播位址和單點傳播位址，節點必須使用明确的配置進而指明它是一個任意播位址。