IPv6 - Loại & Định dạng Địa chỉ
Hệ thống số thập lục phân
Trước khi giới thiệu định dạng Địa chỉ IPv6, chúng ta sẽ xem xét Hệ thống số thập lục phân. Hệ thập lục phân là hệ thống số vị trí sử dụng cơ số (cơ số) là 16. Để biểu diễn các giá trị ở định dạng có thể đọc được, hệ thống này sử dụng các ký hiệu 0-9 để biểu thị các giá trị từ 0 đến 9 và AF để biểu diễn các giá trị từ 10 đến 15. Mọi chữ số trong Hệ thập lục phân có thể đại diện cho các giá trị từ 0 đến 15.
Cấu trúc địa chỉ
Địa chỉ IPv6 được tạo từ 128 bit được chia thành 8 khối 16 bit. Mỗi khối sau đó được chuyển đổi thành các số Thập lục phân gồm 4 chữ số được phân tách bằng ký hiệu dấu hai chấm.
Ví dụ: dưới đây là địa chỉ IPv6 128 bit được biểu diễn ở định dạng nhị phân và được chia thành tám khối 16 bit:
0010000000000001 0000000000000000 0011001000111000 1101111111100001 0000000001100011 0000000000000000 0000000000000000 1111111011111011
Mỗi khối sau đó được chuyển đổi thành Hệ thập lục phân và được phân tách bằng ký hiệu ':':
2001: 0000: 3238: DFE1: 0063: 0000: 0000: FEFB
Ngay cả sau khi chuyển đổi sang định dạng Hệ thập lục phân, địa chỉ IPv6 vẫn tồn tại lâu. IPv6 cung cấp một số quy tắc để rút ngắn địa chỉ. Luật như sau:
Rule.1: Bỏ (các) số 0 đứng đầu:
Trong Khối 5, 0063, có thể bỏ qua hai số 0 đứng đầu, chẳng hạn như (khối thứ 5):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63: 0000: 0000: FEFB
Rule.2: Nếu hai trong số các khối khác chứa các số 0 liên tiếp, hãy bỏ qua tất cả và thay thế bằng dấu hai chấm ::, chẳng hạn như (khối thứ 6 và 7):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
Các khối số 0 liên tiếp chỉ có thể được thay thế một lần bằng :: vì vậy nếu vẫn còn các khối số 0 trong địa chỉ, chúng có thể được thu nhỏ xuống một số 0 duy nhất, chẳng hạn như (khối thứ 2):
2001: 0: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
ID giao diện
IPv6 có ba loại lược đồ Địa chỉ Unicast khác nhau. Nửa sau của địa chỉ (64 bit cuối cùng) luôn được sử dụng cho ID giao diện. Địa chỉ MAC của một hệ thống bao gồm 48 bit và được biểu diễn bằng hệ thập lục phân. Địa chỉ MAC được coi là chỉ định duy nhất trên toàn thế giới. ID giao diện tận dụng tính duy nhất này của địa chỉ MAC. Máy chủ có thể tự động định cấu hình ID giao diện của nó bằng cách sử dụng định dạng Mã nhận dạng duy nhất mở rộng (EUI-64) của IEEE. Đầu tiên, một máy chủ chia địa chỉ MAC của chính nó thành hai nửa 24 bit. Sau đó, giá trị 16-bit Hex 0xFFFE được kẹp vào hai nửa đó của địa chỉ MAC, dẫn đến ID giao diện EUI-64.
Conversion of EUI-64 ID into IPv6 Interface Identifier
Để chuyển đổi ID EUI-64 thành Định danh giao diện IPv6, bit thứ 7 quan trọng nhất của ID EUI-64 được bổ sung. Ví dụ:
Địa chỉ Unicast toàn cầu
Loại địa chỉ này tương đương với địa chỉ công cộng của IPv4. Địa chỉ Unicast toàn cầu trong IPv6 có thể nhận dạng toàn cầu và địa chỉ duy nhất.
Tiền tố định tuyến toàn cầu: 48-bit quan trọng nhất được chỉ định là Tiền tố định tuyến toàn cầu được gán cho hệ thống tự trị cụ thể. Ba bit quan trọng nhất của Tiền tố định tuyến toàn cầu luôn được đặt thành 001.
Địa chỉ Liên kết-Địa phương
Địa chỉ IPv6 được cấu hình tự động được gọi là địa chỉ Link-Local. Địa chỉ này luôn bắt đầu bằng FE80. 16 bit đầu tiên của địa chỉ liên kết-cục bộ luôn được đặt thành 1111 1110 1000 0000 (FE80). 48 bit tiếp theo được đặt thành 0, do đó:
Địa chỉ liên kết cục bộ chỉ được sử dụng để liên lạc giữa các máy chủ IPv6 trên một liên kết (phân đoạn quảng bá). Các địa chỉ này không thể định tuyến, vì vậy một Bộ định tuyến không bao giờ chuyển tiếp các địa chỉ này bên ngoài liên kết.
Địa chỉ địa phương duy nhất
Loại địa chỉ IPv6 này là duy nhất trên toàn cầu, nhưng nó nên được sử dụng trong giao tiếp cục bộ. Nửa sau của địa chỉ này chứa ID giao diện và nửa đầu được chia thành Tiền tố, Bit cục bộ, ID toàn cầu và ID mạng con.
Tiền tố luôn được đặt thành 1111 110. L bit, được đặt thành 1 nếu địa chỉ được gán cục bộ. Cho đến nay, ý nghĩa của bit L đến 0 vẫn chưa được xác định. Do đó, địa chỉ IPv6 cục bộ duy nhất luôn bắt đầu bằng 'FD'.
Phạm vi của địa chỉ Unicast IPv6:
Phạm vi của địa chỉ Link-local được giới hạn trong phân đoạn. Địa chỉ cục bộ duy nhất là địa chỉ toàn cầu cục bộ, nhưng không được định tuyến qua Internet, giới hạn phạm vi của chúng trong ranh giới của một tổ chức. Địa chỉ Unicast toàn cầu là duy nhất và dễ nhận biết trên toàn cầu. Chúng sẽ tạo nên bản chất của địa chỉ Internet v2.