IPv6-アドレスの種類と形式
16進数システム
IPv6アドレス形式を導入する前に、16進数システムについて説明します。16進数は、16の基数(基数)を使用する位置記数法です。読み取り可能な形式で値を表すために、このシステムは0〜9の記号を使用して0〜9の値を表し、AFは10〜15の値を表します。16進数のすべての桁は、0から15までの値を表すことができます。
アドレス構造
IPv6アドレスは、128ビットを8つの16ビットブロックに分割して構成されます。次に、各ブロックは、コロン記号で区切られた4桁の16進数に変換されます。
たとえば、以下に示すのは、バイナリ形式で表され、8つの16ビットブロックに分割された128ビットのIPv6アドレスです。
0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011
次に、各ブロックは16進数に変換され、「:」記号で区切られます。
2001:0000:3238:DFE1:0063:0000:0000:FEFB
16進形式に変換した後でも、IPv6アドレスは長いままです。IPv6には、アドレスを短縮するためのいくつかのルールがあります。ルールは次のとおりです。
Rule.1: 先行ゼロを破棄します:
ブロック5、0063では、(5番目のブロック)のように、先頭の2つの0を省略できます。
2001:0000:3238:DFE1:63:0000:0000:FEFB
Rule.2: 2つ以上のブロックに連続するゼロが含まれている場合は、それらをすべて省略し、(6番目と7番目のブロック)のように二重コロン記号::に置き換えます。
2001:0000:3238:DFE1:63 :: FEFB
連続するゼロのブロックは::で1回だけ置き換えることができるため、アドレスにまだゼロのブロックがある場合は、(2番目のブロック)のように単一のゼロに縮小できます。
2001:0:3238:DFE1:63 :: FEFB
インターフェイスID
IPv6には、3つの異なるタイプのユニキャストアドレススキームがあります。アドレスの後半(最後の64ビット)は常にインターフェイスIDに使用されます。システムのMACアドレスは48ビットで構成され、16進数で表されます。MACアドレスは、世界中で一意に割り当てられていると見なされます。インターフェイスIDは、このMACアドレスの一意性を利用します。ホストは、IEEEのExtended Unique Identifier(EUI-64)形式を使用して、インターフェイスIDを自動構成できます。まず、ホストは自身のMACアドレスを2つの24ビットの半分に分割します。次に、16ビットの16進値0xFFFEがMACアドレスの2つの半分に挟まれ、EUI-64インターフェイスIDになります。
Conversion of EUI-64 ID into IPv6 Interface Identifier
EUI-64 IDをIPv6インターフェイス識別子に変換するために、EUI-64IDの最上位の7番目のビットが補完されます。例えば:
グローバルユニキャストアドレス
このアドレスタイプは、IPv4のパブリックアドレスと同等です。IPv6のグローバルユニキャストアドレスは、グローバルに識別可能で、一意にアドレス指定できます。
グローバルルーティングプレフィックス:最上位の48ビットは、特定の自律システムに割り当てられるグローバルルーティングプレフィックスとして指定されます。グローバルルーティングプレフィックスの最上位3ビットは常に001に設定されます。
リンクローカルアドレス
自動構成されたIPv6アドレスは、リンクローカルアドレスと呼ばれます。このアドレスは常にFE80で始まります。リンクローカルアドレスの最初の16ビットは、常に1111 1110 1000 0000(FE80)に設定されます。次の48ビットは0に設定されるため、次のようになります。
リンクローカルアドレスは、リンク(ブロードキャストセグメント)上のIPv6ホスト間の通信にのみ使用されます。これらのアドレスはルーティングできないため、ルーターがこれらのアドレスをリンクの外部に転送することはありません。
一意のローカルアドレス
このタイプのIPv6アドレスはグローバルに一意ですが、ローカル通信で使用する必要があります。このアドレスの後半にはインターフェイスIDが含まれ、前半はプレフィックス、ローカルビット、グローバルID、およびサブネットIDに分割されます。
プレフィックスは常に1111110に設定されます。アドレスがローカルに割り当てられている場合、Lビットは1に設定されます。これまでのところ、0へのLビットの意味は定義されていません。したがって、一意のローカルIPv6アドレスは常に「FD」で始まります。
IPv6ユニキャストアドレスの範囲:
リンクローカルアドレスの範囲はセグメントに限定されています。一意のローカルアドレスはローカルにグローバルですが、インターネット経由ではルーティングされないため、その範囲は組織の境界に限定されます。グローバルユニキャストアドレスはグローバルに一意であり、認識可能です。彼らはインターネットv2アドレッシングの本質を作ります。