IPv6 - Типы и форматы адресов

Шестнадцатеричная система счисления

Прежде чем вводить формат адреса IPv6, мы рассмотрим шестнадцатеричную систему счисления. Шестнадцатеричная система счисления - это система счисления, в которой используется основание системы счисления 16. Для представления значений в читаемом формате эта система использует символы 0–9 для представления значений от нуля до девяти и AF для представления значений от десяти до пятнадцати. Каждая цифра в шестнадцатеричном формате может представлять значения от 0 до 15.

[ Изображение: таблица преобразования ]

Структура адреса

Адрес IPv6 состоит из 128 бит, разделенных на восемь блоков по 16 бит. Затем каждый блок преобразуется в 4-значные шестнадцатеричные числа, разделенные двоеточиями.

Например, ниже представлен 128-битный адрес IPv6, представленный в двоичном формате и разделенный на восемь 16-битных блоков:

0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011

Затем каждый блок преобразуется в шестнадцатеричный и разделяется символом ':':

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

Даже после преобразования в шестнадцатеричный формат IPv6-адрес остается длинным. IPv6 предоставляет некоторые правила для сокращения адреса. Правила следующие:

Rule.1: Отбросить ведущий ноль (а):

В блоке 5, 0063 два ведущих нуля могут быть опущены, например (5-й блок):

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

Rule.2: Если два или более блока содержат последовательные нули, опустите их все и замените двойным двоеточием ::, например (6-й и 7-й блок):

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

Последовательные блоки нулей можно заменить только один раз на ::, поэтому, если в адресе все еще есть блоки нулей, их можно уменьшить до одного нуля, например (2-й блок):

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

ID интерфейса

IPv6 имеет три различных типа схемы одноадресного адреса. Вторая половина адреса (последние 64 бита) всегда используется для идентификатора интерфейса. MAC-адрес системы состоит из 48 битов и представлен в шестнадцатеричном формате. MAC-адреса считаются уникальными во всем мире. Идентификатор интерфейса использует эту уникальность MAC-адресов. Хост может автоматически настраивать свой идентификатор интерфейса, используя формат расширенного уникального идентификатора IEEE (EUI-64). Сначала хост делит свой собственный MAC-адрес на две 24-битные половины. Затем 16-битное шестнадцатеричное значение 0xFFFE помещается в эти две половины MAC-адреса, в результате чего получается идентификатор интерфейса EUI-64.

[ Изображение: идентификатор интерфейса EUI-64 ]

Conversion of EUI-64 ID into IPv6 Interface Identifier

Для преобразования идентификатора EUI-64 в идентификатор интерфейса IPv6 дополняется старший 7-й бит идентификатора EUI-64. Например:

[ Изображение: идентификатор интерфейса IPV6 ]

Глобальный одноадресный адрес

Этот тип адреса эквивалентен общедоступному адресу IPv4. Глобальные одноадресные адреса в IPv6 можно идентифицировать глобально и однозначно адресовать.

[ Изображение: глобальный одноадресный адрес ]

Префикс глобальной маршрутизации: 48-битные старшие разряды обозначаются как префикс глобальной маршрутизации, который назначается конкретной автономной системе. Три самых старших бита префикса глобальной маршрутизации всегда имеют значение 001.

Link-локальный адрес

Автоматически настраиваемый IPv6-адрес известен как локальный адрес канала. Этот адрес всегда начинается с FE80. Первые 16 бит локального адреса канала всегда устанавливаются на 1111 1110 1000 0000 (FE80). Следующие 48 бит устанавливаются в 0, таким образом:

[ Изображение: локальный адрес ссылки ]

Адреса локального канала используются для связи между хостами IPv6 только в канале (сегменте широковещательной передачи). Эти адреса не маршрутизируются, поэтому маршрутизатор никогда не пересылает эти адреса за пределы канала.

Уникальный локальный адрес

Этот тип IPv6-адреса глобально уникален, но его следует использовать для локальной связи. Вторая половина этого адреса содержит идентификатор интерфейса, а первая половина делится на префикс, локальный бит, глобальный идентификатор и идентификатор подсети.

[ Изображение: Уникальный локальный адрес ]

Префикс всегда установлен на 1111 110. Бит L устанавливается в 1, если адрес назначен локально. Пока значение бита L равным 0 не определено. Поэтому уникальный локальный IPv6-адрес всегда начинается с «FD».

Объем одноадресных IPv6-адресов:

[ Изображение: Область одноадресной рассылки IPv6 ]

Область локального адреса ссылки ограничена сегментом. Уникальные локальные адреса являются локально глобальными, но не маршрутизируются через Интернет, что ограничивает их область действия границей организации. Адреса Global Unicast уникальны и узнаваемы во всем мире. Они должны составить основу адресации Internet v2.