IPv6地址字首與地址分配

IPv6在網路地址空間、服務質量、安全性、路由匯聚等方面比起IPv4有了很大改善，但其推廣過程舉步維艱，筆者認為目前制約ipv6發展的一種重要瓶頸是交換機或路由器ipv6地址表項太小了，由於ipv6的地址是由128位組成的，故在地址定址和儲存時需要耗費4倍Ipv4的地址空間，而在傳統的交換機中，路由表的儲存一般採用的是TCAM，一般只有16k/32k v4地址空間，即使是到了目前網路技術的發展，路由表項也進行了最佳化和改進，採用基於演算法的LPM表使用SRAM作為儲存介質，使v4的規格可以做到128k，甚至1M，但是換算成v6地址還是要縮小4倍，表項地址空間太小了，不僅僅路由表，受到限制的還有ipv6主機路由表、Ipv6 ACL等表項。

可能有些同學要問了，既然表項不夠為什麼不增大TCAM或SRAM空間呢？這就要回到晶片設計角度，從晶片設計角度，增大RAM或TCAM的空間 意味著需要增大功耗，增加面積和增加成本，而功耗和麵積受到當前晶片工藝的制約，為了達到相對平衡，在新的晶片設計時，結合實際應用盡可能大的設計表項規格。

本文就對目前已存在的現在網路中執行的IPv6地址字首與地址分配進行研究，根據現狀，有效擴充ipv6的地址表項空間。

IPv6地址格式

IPv6 地址共 128 位，前n位為地址字首，63-n位為子網ID，後 64 位為介面地址，通常不用於地址規劃和分配，如圖1所示

網路字首

2。1 INNA分配的頂級網路字首

目前給亞太地址分配的地址如下，地址字首在12~23之間，中國運營商目前也拿到了/20 和/21的地址字首

2。2 INNA建議的網路地址字首分配

IPv6地址是以16進位制的形式顯示的，1個16進位制的數值正好是4bit。為了更好規劃地址，一般是每4bit規劃字首或者子網，常見的地址字首長度及適配場景如下：

2。3 中國運營商的網路地址字首

透過運營商的瞭解，中國大的運營商拿到的AS字首在/20~/32之間，比如中國電信商用ipv6為240e：：/20，中國聯通2408：8000：：/20，中國廣電為240a：4000：：/21，中國移動2409：8000：：/20

2。3。1 中國電信

2。3。2 中國聯通

2。3。3 中國廣電

2。3。4 中國移動

中國移動的地址字首網上沒有公開的資訊，但目前移動手機已經能獲得ipv6地址，根據推斷其地址字首：2409：8000 ：：/20

網路裝置地址規劃

3。1。 運營商

3。1。1 中國廣電

中國廣電已經申請了一個/21字首的IPv6地址池：240a：4000：：/21，中國廣電的IPv6地址分配規則，使用省份標示，為各省廣電網路公司分配了兩個/31的IPv6地址池，分別用於電視網路和寬頻網路。如果加上預留地址，推算每個省的廣電網路公司最大可獲得/29的IPv6地址池，也就是8個/32的地址塊。

3。1。2 中國電信

下面是在中國電信官網看到的地址分配方案，還是老的地址字首，如果按照中國電信申請到/20的字首，其省一級字首分配可能參考廣電進行。

3。2。 企業

3。2。1 銳捷

在銳捷《技術盛宴 | IPv6系列應用篇——資料中心IPv4/IPv6雙棧架構探討》提出伺服器業務地址、伺服器管理地址以及交換機管理地址建議採用唯一本地地址，並使用64位掩碼長度。

空間大：64位掩碼空間擁有2，814，749億個地址空間。

節省交換機硬體表項，交換機用於存放表項的硬體資源十分有限，64位掩碼的網段路由相比128位掩碼的主機路由，需要更小的匹配域（源IP、目的IP），消耗更少的硬體資源。

3。2。2 思科

在思科官網提供的IPv6編址指南，除loopback地址外，終端地址分配/64 就好了。

字首長度用途/64字首64位字首適用於網路裝置的傳統區域網/廣域網介面。/126字首

126位字首一般用於點對點鏈路，類似於IPv4中為點對點鏈路分配的/30保

留地址。但IPv6的地址空間要遠大於IPv4地址空間。一般建議在點對點鏈路上使用/64。

/127字首RFC3627認為，在點對點鏈路上使用相當於IPv4 /31的/127字首（RFC 3021），是有害的。這種分配就像為點對點鏈路分配/126字首，使用127字首是出於考慮地址保留的原因。為簡化運營，應考慮為點對點鏈路使用/64前/128字首128位字首可用於需要一個地址的情況。網路裝置的迴環地址即是這類地址的一個示例。

總結

根據各大運營商的地址分配規則，到使用者或裝置側區域網路段地址是/64 ；同時以思科為代表的企業在ipv6的地址編制指南中也明確網路中的裝置地址目前到64位就足夠了，所以從上述對地址規劃和字首的研究可以看出，在網路地址定址時根據前64位來進行地址定址就可以了，對於交換機晶片廠商而言，也可以在這64位地址上做文章，相對於128地址定址，可大大節省儲存空間。