RFC 4291 是由互联网工程任务组（IETF）发布的关于 IPv6 地址架构 的标准文档。

该文档详细定义了 IPv6 地址的格式、类型、表示方法以及分配方式。

以下是对 RFC 4291 中 IPv6 地址架构的全面解析，包括地址格式、类型、表示方法、特殊地址以及地址分配等内容。

1. IPv6 地址概述

1.1 IPv6 地址长度

128 位：IPv6 地址长度为 128 位，相比于 IPv4 的 32 位地址，提供了巨大的地址空间（约 3.4×10^38 个地址）。

1.2 地址表示方法

IPv6 地址通常以 冒号十六进制（Colon-Hexadecimal Notation） 表示，

例如：

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

为了简化表示，可以使用以下方法：

零压缩（Zero Compression）：连续的一段或多段全零可以用 :: 代替，但在一个地址中只能使用一次。
例如：
```
2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
```
前导零压缩：每个 16 位段中的前导零可以省略。例如：
```
2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334
```

2. IPv6 地址类型

2.1 单播地址（Unicast Address）

单播地址用于标识单个网络接口。发送到单播地址的数据包会被传递到该地址标识的接口。

2.1.1 全局单播地址（Global Unicast Address）

格式：

|  n bits  |    m bits   |       128 - n - m bits        |
+-----------+------------+------------------------------+
|  Global   |  Subnet ID |        Interface ID          |
+-----------+------------+------------------------------+

分配：
- Global Routing Prefix：通常为 48 位，由 IANA 分配给区域互联网注册机构（RIR）。
- Subnet ID：通常为 16 位，用于在组织内部进行子网划分。
- Interface ID：通常为 64 位，用于标识网络接口。

2.1.2 链路本地地址（Link-Local Address）

格式：

|  10 bits |    54 bits   |       64 bits        |
+----------+--------------+----------------------+
| 1111111010 |      0       |      Interface ID    |
+----------+--------------+----------------------+

用途：用于在同一链路（局域网）上进行通信，不需要全局路由前缀。

2.1.3 唯一本地地址（Unique Local Address, ULA）

格式：

|  7 bits  | 1 bit | 40 bits |  16 bits  |       64 bits        |
+----------+-------+---------+-----------+----------------------+
|  1111110 |  L   | Global ID |  Subnet ID |      Interface ID    |
+----------+-------+---------+-----------+----------------------+

用途：用于在组织内部进行通信，具有全局唯一性，但不可路由到全球互联网。

2.2 任播地址（Anycast Address）

任播地址用于标识一组网络接口，通常分布在不同的节点上。发送到任播地址的数据包会被传递到最近的一个接口。

用途：用于负载均衡、服务发现等场景。
格式：与单播地址相同，但用于不同的用途。

2.3 组播地址（Multicast Address）

组播地址用于标识一组网络接口。发送到组播地址的数据包会被传递到该组中的所有接口。

格式：

|  8 bits  |  4 bits |  4 bits |    112 bits    |
+----------+---------+---------+----------------+
| 11111111 |  Flags |  Scope  |  Group ID      |
+----------+---------+---------+----------------+

Flags：4 位，用于指示组播地址的类型。
Scope：4 位，用于指示组播的范围，如节点本地、链路本地、组织本地等。
Group ID：112 位，用于标识组播组。

2.4 特殊地址

未指定地址（Unspecified Address）：::/128，用于表示地址缺失。
回环地址（Loopback Address）：::1/128，用于本地回环测试。
嵌入地址（Embedded IPv4 Addresses）：用于在 IPv6 中嵌入 IPv4 地址，如 ::ffff:192.0.2.128。
IPv4 映射地址（IPv4-Mapped IPv6 Addresses）：用于将 IPv4 地址映射到 IPv6 地址，如 ::ffff:192.0.2.1。