IPv6 - Adresstypen und -formate

Hexadezimalzahlensystem

Bevor wir das IPv6-Adressformat einführen, werden wir uns mit dem Hexadezimalzahlensystem befassen. Hexadezimal ist ein Positionszahlensystem, das einen Radix (Basis) von 16 verwendet. Um die Werte in lesbarem Format darzustellen, verwendet dieses System 0-9 Symbole, um Werte von null bis neun darzustellen, und AF, um Werte von zehn bis fünfzehn darzustellen. Jede hexadezimale Ziffer kann Werte von 0 bis 15 darstellen.

Adressstruktur

Eine IPv6-Adresse besteht aus 128 Bit, die in acht 16-Bit-Blöcke unterteilt sind. Jeder Block wird dann in 4-stellige Hexadezimalzahlen umgewandelt, die durch Doppelpunktsymbole getrennt sind.

Im Folgenden wird beispielsweise eine 128-Bit-IPv6-Adresse angegeben, die im Binärformat dargestellt und in acht 16-Bit-Blöcke unterteilt ist:

0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 00000000000000 1111111011111011

Jeder Block wird dann in hexadezimal konvertiert und durch das Symbol ':' getrennt:

2001: 0000: 3238: DFE1: 0063: 0000: 0000: FEFB

Auch nach der Konvertierung in das Hexadezimalformat bleibt die IPv6-Adresse lang. IPv6 bietet einige Regeln zum Verkürzen der Adresse. Die Regeln lauten wie folgt:

Rule.1: Führende führende Nullen verwerfen:

In Block 5, 0063 können die führenden zwei Nullen weggelassen werden, wie z. B. (5. Block):

2001: 0000: 3238: DFE1: 63: 0000: 0000: FEFB

Rule.2: Wenn zwei oder mehr Blöcke aufeinanderfolgende Nullen enthalten, lassen Sie sie alle weg und ersetzen Sie sie durch ein Doppelpunktzeichen ::, z. B. (6. und 7. Block):

2001: 0000: 3238: DFE1: 63 :: FEFB

Aufeinanderfolgende Nullenblöcke können nur einmal durch :: ersetzt werden. Wenn die Adresse also noch Nullenblöcke enthält, können sie auf eine einzige Null verkleinert werden, z. B. (2. Block):

2001: 0: 3238: DFE1: 63 :: FEFB

Schnittstellen-ID

IPv6 verfügt über drei verschiedene Arten von Unicast-Adressschemata. Die zweite Hälfte der Adresse (die letzten 64 Bit) wird immer für die Schnittstellen-ID verwendet. Die MAC-Adresse eines Systems besteht aus 48 Bit und wird hexadezimal dargestellt. MAC-Adressen gelten weltweit als eindeutig vergeben. Die Schnittstellen-ID nutzt diese Eindeutigkeit von MAC-Adressen. Ein Host kann seine Schnittstellen-ID mithilfe des EUI-64-Formats (Extended Unique Identifier) ​​von IEEE automatisch konfigurieren. Zunächst teilt ein Host seine eigene MAC-Adresse in zwei 24-Bit-Hälften. Dann wird der 16-Bit-Hex-Wert 0xFFFE in diese beiden Hälften der MAC-Adresse eingefügt, was zu einer EUI-64-Schnittstellen-ID führt.

Conversion of EUI-64 ID into IPv6 Interface Identifier

Um die EUI-64-ID in eine IPv6-Schnittstellenkennung umzuwandeln, wird das höchstwertige 7. Bit der EUI-64-ID ergänzt. Zum Beispiel:

Globale Unicast-Adresse

Dieser Adresstyp entspricht der öffentlichen Adresse von IPv4. Globale Unicast-Adressen in IPv6 sind global identifizierbar und eindeutig adressierbar.

Globales Routing-Präfix: Die wichtigsten 48-Bit-Elemente werden als globales Routing-Präfix bezeichnet, das einem bestimmten autonomen System zugewiesen ist. Die drei höchstwertigen Bits des globalen Routing-Präfixes werden immer auf 001 gesetzt.

Link-lokale Adresse

Die automatisch konfigurierte IPv6-Adresse wird als Link-Local-Adresse bezeichnet. Diese Adresse beginnt immer mit FE80. Die ersten 16 Bits der verbindungslokalen Adresse werden immer auf 1111 1110 1000 0000 (FE80) gesetzt. Die nächsten 48 Bits werden auf 0 gesetzt, also:

Link-lokale Adressen werden nur für die Kommunikation zwischen IPv6-Hosts über eine Verbindung (Broadcast-Segment) verwendet. Diese Adressen sind nicht routingfähig, daher leitet ein Router diese Adressen niemals außerhalb der Verbindung weiter.

Eindeutige lokale Adresse

Diese Art von IPv6-Adresse ist global eindeutig, sollte jedoch in der lokalen Kommunikation verwendet werden. Die zweite Hälfte dieser Adresse enthält die Schnittstellen-ID und die erste Hälfte ist in Präfix, lokales Bit, globale ID und Subnetz-ID unterteilt.

Das Präfix wird immer auf 1111 110 gesetzt. Das L-Bit wird auf 1 gesetzt, wenn die Adresse lokal zugewiesen ist. Bisher ist die Bedeutung von L-Bit bis 0 nicht definiert. Daher beginnt die eindeutige lokale IPv6-Adresse immer mit 'FD'.

Umfang der IPv6-Unicast-Adressen:

Der Umfang der Link-Local-Adresse ist auf das Segment beschränkt. Eindeutige lokale Adressen sind lokal global, werden jedoch nicht über das Internet weitergeleitet, wodurch sich ihr Umfang auf die Unternehmensgrenzen beschränkt. Globale Unicast-Adressen sind global eindeutig und erkennbar. Sie machen das Wesentliche der Internet v2-Adressierung.