Что такое IPv6-адрес?

Введение

Одним из главных преимуществ протокола Internet Protocol версии 6 (IPv6) перед ранее использовавшимся протоколом Internet Protocol версии 4 (IPv4) является огромное адресное пространство, которое содержит (адресную) информацию для маршрутизации пакетов в Интернете следующего поколения.

IPv6 поддерживает 128-битное адресное пространство и потенциально может обеспечить 2^128, или 3,4×10^38, уникальных IP-адресов (в отличие от 32-битного адресного пространства IPv4). Благодаря такой обширной схеме адресации IPv6 способен предоставить уникальный адрес каждому устройству или узлу, подключённому к Интернету.

Почему нам нужна адресация IPv6

Растущий спрос на IP-адреса стал главной движущей силой разработки большого адресного пространства, предоставляемого IPv6. По оценкам отрасли, в беспроводном сегменте более миллиарда мобильных телефонов, карманных персональных компьютеров (КПК) и других беспроводных устройств потребуют доступа в Интернет, и каждому из них понадобится собственный уникальный IP-адрес.

Увеличенная длина адреса, которую предлагает IPv6, устраняет необходимость использования таких технологий, как трансляция сетевых адресов (NAT), для предотвращения исчерпания доступного адресного пространства. IPv6 содержит адресную и управляющую информацию для маршрутизации пакетов в Интернете следующего поколения.

Типы адресов IPv6

Адреса IPv6 в общем случае делятся на три категории:

• Unicast-адреса (индивидуальные): Unicast-адрес служит идентификатором для одного интерфейса. Пакет IPv6, отправленный на unicast-адрес, доставляется интерфейсу, идентифицированному этим адресом.
• Multicast-адреса (групповые): Multicast-адрес служит идентификатором для группы/набора интерфейсов, которые могут принадлежать разным узлам. Пакет IPv6, доставленный на multicast-адрес, отправляется на несколько интерфейсов.
• Anycast-адреса: Anycast-адреса служат идентификаторами для набора интерфейсов, которые могут принадлежать разным узлам. Пакет IPv6, предназначенный для anycast-адреса, доставляется одному из интерфейсов, идентифицированных этим адресом.

Запись адресов IPv6

Адреса IPv6 обозначаются восемью группами шестнадцатеричных четвёрок, разделённых между собой двоеточиями.

Ниже приведён пример корректного адреса IPv6: 2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652

Любая четырёхзначная группа нулей в адресе IPv6 может быть сокращена до одного нуля или полностью опущена. Таким образом, следующие адреса IPv6 равнозначны и одинаково корректны:

2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652
2001:cdba:0:0:0:0:3257:9652
2001:cdba::3257:9652

URL для приведённого выше адреса будет иметь следующий вид:
http://[2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:9652]/

Обозначение сетей в IPv6

Сети IPv6 обозначаются с помощью бесклассовой междоменной маршрутизации (CIDR). Сеть или подсеть, использующая протокол IPv6, обозначается как непрерывная группа адресов IPv6, размер которой должен быть степенью двойки. Начальные биты адреса IPv6 (они одинаковы для всех узлов сети) образуют префикс сети. Количество бит в префиксе сети указывается после символа «/». Например, запись 2001:cdba:9abc:5678::/64 обозначает сетевой адрес 2001:cdba:9abc:5678. Эта сеть включает адреса в диапазоне от 2001:cdba:9abc:5678:: до 2001:cdba:9abc:5678:ffff:ffff:ffff:ffff. Аналогичным образом, отдельный узел можно обозначить как сеть с 128-битным префиксом. Таким образом, IPv6 позволяет сети состоять из одного узла и более.

Специальные адреса в IPv6

• ::/96: Нулевой префикс обозначает адреса, совместимые с ранее использовавшимся протоколом IPv4.
• ::/128: Адрес IPv6, состоящий целиком из нулей, называется неопределённым (unspecified) адресом и используется для внутренних адресных целей программного обеспечения.
• ::1/128: Этот адрес называется адресом обратной петли (loopback) и используется для обращения к локальному узлу. Приложение, отправляющее пакет на этот адрес, получит его обратно после того, как он будет возвращён стеком IPv6. В IPv4 адресом локального узла был «127.0.0.1».
• 2001:db8::/32: Это документационный префикс, предусмотренный в IPv6. Все примеры адресов IPv6 в идеале должны использовать этот префикс, чтобы указать, что это именно пример.
• fec0::/10: Это локальный для сайта (site-local) префикс, предлагаемый IPv6. Данный префикс адреса означает, что адрес действителен только в пределах локальной организации. Впоследствии использование этого префикса было признано нежелательным в соответствующем RFC.
• fc00::/7: Это так называемый уникальный локальный адрес (Unique Local Address, ULA). Такие адреса маршрутизируются только в пределах набора взаимодействующих узлов/сайтов. Они были введены в IPv6 для замены локальных для сайта адресов. Кроме того, эти адреса включают 40-битное псевдослучайное число, снижающее риск конфликтов адресов.
• ff00::/8: Этот префикс предусмотрен в IPv6 для обозначения multicast-адресов. Любой адрес с этим префиксом автоматически распознаётся как multicast-адрес.
• fe80::/10: Это локальный для канала (link-local) префикс, предлагаемый IPv6. Данный префикс адреса означает, что адрес действителен только в пределах локального физического канала связи.

Дополнительную информацию см. в документе RFC 1884 - IP Version 6 Addressing Architecture.