Прежде чем вводить формат адреса IPv6, мы рассмотрим шестнадцатеричную систему счисления. Шестнадцатеричная система — это позиционная система счисления, в которой используется основание (основание) 16. Для представления значений в читаемом формате эта система использует 0-9 символов 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.
Структура адреса
Адрес IPv6 состоит из 128 бит, разделенных на восемь 16-битных блоков. Каждый блок затем преобразуется в 4-значные шестнадцатеричные числа, разделенные двоеточиями.
Например, ниже приведен 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 адрес IPv6 остается длинным. IPv6 предоставляет некоторые правила для сокращения адреса. Правила следующие:
Правило 1: отбросить ведущий ноль (и):
В блоке 5 0063 первые два 0 могут быть опущены, например (5-й блок):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63: 0000: 0000: FEFB
Правило 2: Если два или более блоков содержат последовательные нули, пропустите их все и замените их знаком двойного двоеточия ::, например (6-й и 7-й блок):
2001: 0000: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
Последовательные блоки нулей могут быть заменены только один раз на ::, так что если в адресе все еще есть блоки нулей, они могут быть сокращены до одного нуля, например (2-й блок):
2001: 0: 3238: DFE1: 63 :: FEFB
Идентификатор 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 бит и представлен в шестнадцатеричном формате. MAC-адреса считаются уникальными во всем мире. Идентификатор интерфейса использует преимущества этой уникальности MAC-адресов. Хост может автоматически настроить свой идентификатор интерфейса с помощью формата расширенного уникального идентификатора IEEE (EUI-64). Во-первых, хост делит свой собственный MAC-адрес на две 24-битные половины. Затем 16-разрядное шестнадцатеричное значение 0xFFFE помещается в эти две половины MAC-адреса, что приводит к идентификатору интерфейса EUI-64.
Преобразование идентификатора EUI-64 в идентификатор интерфейса IPv6
Для преобразования идентификатора EUI-64 в идентификатор интерфейса IPv6 дополняется наиболее значимый 7-й бит идентификатора EUI-64. Например:
Глобальный одноадресный адрес
Этот тип адреса эквивалентен общему адресу IPv4. Глобальные одноадресные адреса в IPv6 являются глобально идентифицируемыми и уникально адресуемыми.
Префикс глобальной маршрутизации: наиболее значимые 48-разрядные обозначаются как префикс глобальной маршрутизации, который назначается конкретной автономной системе. Три наиболее значимых бита префикса глобальной маршрутизации всегда установлены на 001.
Link-Local Address
Автоматически настроенный адрес IPv6 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 битов установлены в 0, таким образом:
Локальные адреса канала используются для связи между хостами IPv6 только по каналу (широковещательный сегмент). Эти адреса не являются маршрутизируемыми, поэтому маршрутизатор никогда не передает эти адреса за пределы ссылки.
Уникальный локальный адрес
Этот тип IPv6-адреса является глобально уникальным, но его следует использовать в локальной связи. Вторая половина этого адреса содержит идентификатор интерфейса, а первая половина разделена на префикс, локальный бит, глобальный идентификатор и идентификатор подсети.
Префикс всегда устанавливается в 1111 110. L бит, устанавливается в 1, если адрес назначен локально. Пока что значение L бит в 0 не определено. Поэтому уникальный локальный IPv6-адрес всегда начинается с «FD».
Объем адресов IPv6 Unicast:
Область действия Link-local address ограничена сегментом. Уникальный локальный адрес локально глобален, но не маршрутизируется через Интернет, ограничивая область его действия до границ организации. Адреса Global Unicast являются уникальными и узнаваемыми во всем мире. Они должны составить суть интернет-адресации v2.