关键字：IPv6 地址规划 主机密度比率
1.引言
目前全球可用的IPv4网址剩余量不足10%，随着网络的普及，手机、笔记本、服务器、路由器等设备，都在消耗IP地址，3G网络和物联网的推广和应用更进一步加大了IP地址的消耗。中国的IPv4资源分配只占全球的4.5%，第25次中国互联网络发展状况统计报告显示，中国网民达到3.84亿，成长速度28.9%，IP地址增幅和数量落后于网民增幅和数量,所以中国面临IP地址供需缺口形势更为严峻，面对紧缺的IPv4资源，网络管理者应立即采取措施，推进IPv6网络部署规划。
为简化IPv6地址申请流程，促进IPv6的申请和应用，APNIC在2010年2月推出了IPv6地址申请的快速通道计划，根据这一计划，凡是持有IPv4地址且尚未持有IPv6地址的会员，可以免费申请一块IPv6地址（默认大小;/32）。就目前的情况，全球分配的IPv6地址块80%的大小是/32，也就是说，就目前可以预见的情况，/32的IPv6地址块基本能满足大部分企业的需求，因此快速通道计划采用/32做默认大小，不做进一步审核，大大简化了申请流程。
IPv6地址空间巨大，如果按IPv4的地址使用方法，显然1块/32地址（296个IP地址）就能满足全世界的需求，然而，正是因为IPv6地址空间巨大，可以允许层次化、结构化的IP地址规划和分配，便于路由汇聚，从而可以大大缩小路由表，并且简化网络管理，配置，变更和扩展的工作量。对于大型互联网服务商，采用层次化、结构化的IP地址规划和分配，/32的地址量就不一定能满足网络部署的需求。
值得注意的是，如果互联网服务商已经先申请了1块/32的IPv6，如果在后期的网络规划中发现需要更多的IPv6地址，再申请时就需要经过严格的审核流程，特别是要考查原先的IPv6地址的使用率，在IPv6网络规划和部署初期，由于用户量少使用率很难满足后续申请的需求，从而对网络地址规划造成困难，即使在若干年后使用率达到要求申请后续的IPv6地址，也有可能跟原来的/32是不连续的地址段，造成路由汇聚的困难。
本文旨在为互联网服务商IPv6地址规划和申请提供必要的参考，通过简单的方法初步估算自己的IPv6地址量需求，申请适量的IPv6地址块，便于网络的规划和部署。
2.IPv6地址规划
2.1层次化设计
大型互联网服务商的IPv6网络采用层次化、结构化的设计，可以把网络分为多个区域（地区），每个区域有多个区域骨干节点，每个骨干节点汇聚多个接入网(站)点，通过接入网点连接终端网点（企业或个人用户）提供服务；一般来说，是一个4个层级的网络模型，而小型互联网服务商则采用1-2层级的网络模型。
2.2IPv6地址结构
为了便于路由汇聚和简化网络管理，配置，变更和扩展的工作量，IPv6采用层次化、结构化的地址规划，一般来说，按RFC3177的原则，把128位的IPv6地址分为一个64位的网络标识符和一个64位的节点（主机）标识符，节点（主机）标识符通常根据物理地址自动生成，叫做EUI-64（或者64-位扩展唯一标识）；64位的网络标识符又进一步分为全球网络标识符和本地子网标识符，通常全球网络标识符占用48位和本地子网标识符占有16位，如下图所示：
图1.IPv6地址结构(RFC3513,RFC3177)
按照上图的原则，终端网点（企业或个人用户，见附录的定义）分配一段/48的IPv6地址，最终连接主机/PDA设备的子网分配1段/64的IPv6地址，假设互联网服务商自己分配到的IPv6地址段是/32,则该服务商有48-32=16位做自己服务网络的网点
图２.IPv6地址结构
65,536个网点节点数量上是很大，但如果再考虑以上所述的层次化设计，服务商有16位做自己服务网络的网点标识，如果要结构化地把这16位用于上面所述的4层（区域、骨干节点、接入网点、终端网点）网络模型，平均每个层级可以占用4位（注：本文描述的是一个通用的模型，因此采用平均分配的方式，实际设计应该根据每个层级预期的节点数量决定所占用的位数），这样每个层的节点数就只可以允许16个，如下图所示：
图3.IPv6地址层次化结构
可见，对大型的全国性的互联网服务商，如果网络层次较多，一个/32的地址就相对不足。
当然，这主要还是根据网络的层次和终端网点的地址分配策略来定，例如，如果上述终端网点分配从/48改为/56,互联网服务商的网点标识就有56-32=24位，每个层级有6位可用，允许64个节点，这样/32就相对足够,同样，如果网络是2-3层结构的话，/32也相对足够。 | 
