如图所示，世界上其他主要地区的isp安装的路由器可以有一条匹配北美所有IPv6地址的路由。虽然在北美可能有成百上千的isp在运营，这些isp的数十万企业客户和数千万的个人客户，所有的公共IPv6地址可以来自一个(或几个)非常大的地址块——只需要在世界其他地方的互联网路由器上的一条(或几个)路由。同样，北美的其他ISP(例如NA-ISP2，图中表示北美的ISP号为2)内部的路由器可以有一条匹配所有分配给NA-ISP2地址范围的路由。而NA-ISP1内部的路由器只需要有一条匹配分配给Company1的整个地址范围的路由，而不需要知道Company1内部的所有子网。
除了保持路由器的路由表更小，这个过程也导致更少的更改Internet路由表。例如，如果NA-ISP1与另一个企业客户签订了服务合同，NA-ISP1可以在已经被ARIN分配给NA-ISP1的地址范围内再分配一个前缀。NA-ISP1网络之外的路由器(internet的大多数)不需要知道任何新的路由，因为它们现有的路由已经匹配了分配给新客户的地址范围。NA-ISP2路由器(另一个ISP)已经有一条匹配分配给NA-ISP1的全部地址范围的路由，因此不再需要其他路由。同样，欧洲和南美的网络服务提供商已经有了一条同样有效的路由。
虽然一般的概念可能不是太难，但一个具体的例子可能会有所帮助。然而，在看到一个具体的例子之前，它有助于了解IPv6地址和前缀是如何写的。
代表IPv6地址的约定
IPv6约定使用32个十六进制数字，组织成8个由冒号分隔的4个十六进制数字，来表示128位的IPv6地址。例如:
2340:1111: AAAA级:0001:1234:5678:9ABC
每个十六进制数字代表4位，所以如果您想用二进制检查地址，如果您记住表17-2中所示的值，转换就相对容易。
表17-2十六进制/二进制转换图
十六进制 |
二进制 |
十六进制 |
二进制 |
0 |
0000 |
8 |
1000 |
1 |
0001 |
9 |
1001 |
2 |
0010 |
一个 |
1010 |
3. |
0011 |
B |
1011 |
4 |
0100 |
C |
1100 |
5 |
0101 |
D |
1101 |
6 |
0110 |
E |
1110 |
7 |
0111 |
F |
1111 |
写或输入32个十六进制数字，虽然比128个二进制数字方便，但仍然是一种痛苦。为了让事情变得简单一点，有两种约定允许你缩短必须输入的IPv6地址:
在任意四重奏中省略领先的0。
用双冒号(::)表示所有十六进制0的1个或多个连续四重奏，但在给定地址中只出现一次。
请注意—对于IPv6，四重奏是一个IPv6地址中由4个十六进制数字组成的集合。每个IPv6地址中有8个四重奏。
例如，考虑以下地址。粗体数字表示可以缩写地址的数字。
FE00:0000:0000:0001:0000:0000:0000:0056
该地址有两个不同的位置，其中一个或多个四重奏有4个十六进制0，因此存在两个主要选项来缩写该地址，在一个位置或另一个位置使用::缩写。以下两个选项显示了两个最简短的有效缩写:
FE00: 1:0:0:0:56
FE00:0:0:1: 56
特别地，请注意::缩写，意思是“所有0的一个或多个四重奏”，不能使用两次，因为那样会造成歧义。因此，缩写FE00::1::56将无效。
IPv6前缀书写约定
IPv6前缀代表一段连续的IPv6地址。表示地址范围的数字，称为前缀，通常在IP路由表中看到，就像IPv4路由表中看到IP子网号一样。
在更详细地研究IPv6前缀之前，回顾一下IPv4中使用的几个术语是有帮助的。IPv4地址可以使用这两种方法进行分析和理解分级寻址规则或没有阶级的寻址规则。(这本书和CCNA ICND1官方考试认证指南两者在很大程度上都使用有类术语。)有类寻址意味着对IP地址或子网的分析包括有类网络号的概念，地址的一个单独的网络部分。顶部图17-2回顾这些概念。
IPv4无类和有类寻址，以及IPv6寻址
把IPv4地址看作有类地址有助于充分理解网络中的一些问题。例如，对于有类寻址，写入值128.107.3.0/24意味着16个网络位(因为地址在B类网络中)和8个主机位(因为掩码有8个二进制0)，剩下8个子网位。相同的值，用无类规则解释，意味着前缀128.107.3.0，前缀长度24。相同的子网/前缀，相同的含义，相同的路由器操作，相同的配置——这只是考虑数字含义的两种不同方式。
IPv6使用无类寻址视图，没有类寻址的概念。像IPv4一样，IPv6前缀列出一些值，一个斜杠，然后是一个数字前缀长度。与IPv4前缀一样，数字的最后一部分(超出前缀长度的部分)由二进制0表示。最后，IPv6前缀号可以用与IPv4地址相同的规则缩写。例如，考虑以下分配给局域网主机的IPv6地址:
2000:1234:5678:9ABC: 1234:5678:9ABC: 1111/64
该值表示完整的128位IP地址;事实上，您没有机会缩写这个地址。然而，/64意味着该地址所在的前缀(子网)是包含与该地址以相同的前64位开始的所有地址的子网。从概念上讲，它与IPv4地址的逻辑相同。例如，地址128.107.3.1/24在前缀(子网)中，前缀(子网)的前24位与地址128.107.3.1相同。
与IPv4类似，当写入或输入前缀时，前缀长度结束后的位都是二进制0。在前面所示的IPv6地址中，该地址所在的前缀如下:
2000:1234:5678:9ABC:0000:0000:0000:0000/ 64
缩写为:
2000:1234:5678:9ABC:: / 64
接下来，在看一些例子和继续之前，我们来看最后一个关于写前缀规则的事实。如果前缀长度不是16的倍数，前缀和地址的主机部分之间的边界是一个四重奏。在这种情况下，前缀值应该列出值的前缀部分的最后八位元中的所有值。例如，如果刚才显示的地址前缀长度是/64，而不是/56，前缀将包括所有的前3个四重奏(总共48位)，加上第四个八位的前8位。第四个八位的最后8位(最后2个十六进制数字)现在应该是二进制0。因此，按照惯例，在设置为二进制0后，第四个八位元的剩余部分应该写成如下内容:
2000:1234:5678:9A00:: / 56
下面的列表总结了一些关于如何写IPv6前缀的要点:
前缀的值与组内IP地址的第一个位数相同，由前缀长度定义。
前缀长度位数之后的任何位都是二进制0。
前缀的缩写规则与IPv6地址相同。
如果前缀长度不在四重奏边界上，记下整个四重奏的值。
在这种情况下，例子肯定会有很大帮助。表17-3给出了几个示例前缀、格式和简要说明。
表相信你IPv6前缀及其含义
前缀 |
解释 |
不正确的选择 |
2000:: / 3 |
前3位等于十六进制数2000前3位的所有地址(位是001) |
2000/3(省略了::) 第2:/3(省略了第一个四重奏的其余部分) |
2340:1140:: / 26 |
所有前26位与列出的十六进制数匹配的地址 |
2340:114::/26(省略了第二四重奏的最后一位数字) |
2340:1111:: / 32 |
所有前32位与列出的十六进制数匹配的地址 |
2340:1111/32(省略了::) |
对于这种约定，几乎同样重要的是注意哪些选项是不允许的。例如，不允许用2::/3代替2000::/3，因为它省略了八位体的其余部分，并且设备不能分辨2::/3表示“十六进制0002”还是“十六进制2000”。在缩写IPv6地址或前缀时，只能省略四重奏中的前导0，不能省略后置0。
现在您已经了解了一些关于如何表示IPv6地址和前缀的约定，一个特定的示例可以展示ICANN的IPv6全球单播IP地址分配策略如何允许返回显示的简单和有效的路由图丹麦队．
全局单播前缀分配示例
IPv6标准保留前缀2000::/3——当解释得更完整时，这意味着所有以二进制001或十六进制2或3开头的地址都是全球单播地址。全球单播地址是已经被分配为公共和全球唯一的IPv6地址的地址，允许使用这些地址的主机通过互联网进行通信，而不需要NAT。换句话说，这些地址适合如何为全球互联网实现IPv6的最纯粹的设计。
图相信你显示了一组前缀示例，这些前缀可以导致为公司(Company1)分配2340:1111:AAAA::/48的前缀。
在Internet上分配IPv6前缀
这个过程从ICANN开始，它拥有整个IPv6地址空间，并将权利分配给注册表前缀2340::/12到一个rir，本例中为ARIN(北美)。这意味着ARIN有权分配任何以十六进制2340的前12位开始的IPv6地址(二进制值00100011 0100)。从长远来看，这是一组很大的地址- 2116确切地说。
接下来，NA-ISP1向ARIN请求前缀分配。在确保NA-ISP1满足某些需求后，ARIN可能会分配ISP的前缀NA-ISP1 2340:1111:: / 32。这也是一个很大的群体296确切地说是地址。从这个角度来看，即使是最大的ISP，这个地址块也可能是足够的公共IPv6地址，而不需要另一个IPv6前缀。
最后，Company1请求其ISP NA-ISP1分配IPv6前缀。NA-ISP1为公司1分配站点前缀2340:1111:AAAA::/48，这也是一个很大的地址范围- 280在这种情况下。在下一段中，文本显示了Company1使用该前缀可以做什么，但首先要检查图以，它提出了与图丹麦队，但现在显示的前缀。
IPv6全局路由概念
图中展示了北美以外的路由器、来自北美其他ISP的路由器以及同一ISP内的其他路由器的视角。北美以外的路由器可以使用前缀2340::/12的路由，知道ICANN分配这个前缀给只被ARIN使用。这一条路由可以匹配在北美分配的所有IPv6地址。NA-ISP2(北美的一个替代ISP)的路由器需要为分配给NA-ISP1的前缀2340:1111::/32配置一条路由。这条路由可以匹配到NA-ISP1的所有客户的所有报文。在NA-ISP1内部，它的路由器需要知道向哪个NA-ISP1路由器转发特定客户的报文(在本例中是名为ISP-1的路由器)，所以NA-ISP1内部的路由列表的前缀为2340:1111:AAAA/48。
企业内部IPv6全局单播子网掩码
最初的IPv4 Internet设计要求为每个组织分配一个有分类的网络号，企业通过对有分类的网络进行子网划分，将网络划分为更小的地址范围。同样的子网划分概念从IPv4延续到IPv6，企业将其ISP分配的前缀划分为更小的前缀。当考虑IPv6子网划分的概念时，你可以做以下与有类IPv4子网划分的一般类比，以帮助理解这个过程:
ISP分配给企业的前缀就像一个地址的IPv4网络部分，对于一个企业的所有IPv6地址，必须是相同的。
企业工程师扩展前缀长度，借用主机位，创建地址的子网部分。
最后/第三个主要部分是地址的主机部分，称为接口ID在IPv6中，用于唯一标识子网内的主机。
例如,图17 -显示了本章前面几张图中所示的Company1企业网络的更详细视图。IPv6需要多少子网的设计概念与IPv4相同:每个VLAN和每个串行链路都需要一个子网，对于帧中继的子网也需要相同的选项。在本例中，存在两个局域网和两个串行链路，因此Company1需要四个子网。
图中还显示了企业工程师如何将ISP(/48)分配的前缀长度扩展到/64，从而创建了地址结构的16位子网部分。前缀/48通常被称为网站的前缀，每个链接上使用的较长的前缀称为a子网前缀．为了创建这个额外的16位子网字段，工程师使用了与IPv4相同的概念，即通过从IPv4地址的主机字段借用位来选择子网掩码。在这种情况下，假设主机字段有80位(因为ISP分配的前缀有48位长，还剩下80位)，并且设计为图17 -为子网字段借用16位，为主机字段留下少得可怜的64位。
Company1需要四个子网
关于设计选择的一些数学计算可以帮助提供关于IPv6规模的一些观点。16位子网字段允许216，或65,536，子网——除了非常大的组织或公司外，对所有组织或公司来说都是多余的。(在IPv6中也不用担心零子网或广播子网!)主机字段似乎更过分:264每个子网有超过1,000,000,000,000,000,000个地址。然而，有一个很好的理由存在这个大的主机或接口ID部分的地址，因为它允许一个自动IPv6地址分配功能很好地工作，正如在“分配IPv6主机地址在本章的后面。