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Einführung in IPv6-Adressen
IPv6 verwendet ein 128-Bit-Adressierungsmodell im Vergleich zu den 32-Bit-Adressen, die für IPv4 verwendet werden. IPv6-Adressen sind nicht nur größer, sondern unterscheiden sich auch in mehreren Punkten von IPv4-Adressen:
Notation
Präfixe
Adresstypen
Diese Unterschiede machen die IPv6-Adressierung einfacher und skalierbarer als die IPv4-Adressierung.
IPv6-Notation
IPv6-Adressen sind 128 Bit lang (ausgedrückt als 32 Hexadezimalzahlen) und bestehen aus acht durch Doppelpunkte getrennten Abschnitten. Jeder Abschnitt enthält 2 Bytes, und jedes Byte wird als Hexadezimalzahl von 0 bis FF ausgedrückt.
Eine IPv6-Adresse sieht so aus:
2001:0db8:0000:0000:0000:0800:200c:7334
Indem Sie die führenden Nullen in jedem Abschnitt weglassen oder zusammenhängende Abschnitte, die Nullen enthalten, durch einen doppelten Doppelpunkt ersetzen, können Sie die Beispieladresse wie folgt schreiben:
2001:db8:0:0:0:800:200c:7334 oder 2001:db8::800:200c:7334
Sie können das Doppelpunkttrennzeichen nur einmal innerhalb einer einzelnen IPv6-Adresse verwenden. Sie können beispielsweise die IPv6-Adresse 2001:db8:0000:0000:ea34:0000:71ff:fe01 nicht als 2001:db8::ea34::71ff:fe0 ausdrücken.
IPv6-Präfixe
Ein IPv6-Adresspräfix stellt einen Block des Adressraums oder eines Netzwerks dar. Das Präfix ist eine Kombination aus einem IPv6-Präfix (Adresse) und einer Präfixlänge. Es hat die Form ipv6-prefix/prefix-length.
IPv6-Adressen können in Präfixe unterschiedlicher Länge unterteilt werden. Die Präfixlänge ist ein Dezimalwert, der die Anzahl der Bits ganz links in der Adresse angibt, aus denen das Präfix besteht. Die Präfixlänge folgt einem Schrägstrich und gibt in den meisten Fällen den Teil der Adresse an, der einer Organisation gehört. Alle verbleibenden Bits (bis zum Bit ganz rechts) stellen einzelne Knoten oder Schnittstellen dar.
Zum Beispiel hat 2001:db8:0000:0000:250:af:34ff:fe26/64 eine Präfixlänge von 64.
Die ersten 64 Bit dieser Adresse (2001:db8:0000:0000) sind das Präfix. Der Rest (250:af:34ff:fe26) identifiziert die Schnittstelle.
IPv6-Adresstypen
Es gibt drei Hauptkategorien von IPv6-Adressen:
Unicast: Für eine einzelne Schnittstelle.
Multicast: Für eine Reihe von Schnittstellen auf demselben physischen Medium. Ein Paket wird an alle Schnittstellen gesendet, die der Adresse zugeordnet sind.
Anycast: Für eine Reihe von Schnittstellen auf verschiedenen physischen Medien. Ein Paket wird nur an eine der Schnittstellen gesendet, die dieser Adresse zugeordnet sind, nicht an alle Schnittstellen.
Unicast-Adressen
Eine Unicast-Adresse kennzeichnet eine einzelne Schnittstelle. Wenn ein Netzwerkgerät ein Paket an eine Unicast-Adresse sendet, geht das Paket nur an die spezifische Schnittstelle, die durch diese Adresse identifiziert wird. Unicastadressen unterstützen einen globalen Adressbereich und zwei Arten von lokalen Adressbereichen.
Eine Unicast-Adresse besteht aus n Bits für das Präfix und 128 – n Bits für die Schnittstellen-ID.
In der IPv6-Implementierung für ein Netzwerk mit Anwenderzugriff können die folgenden Arten von Unicast-Adressen verwendet werden:
Globale Unicast-Adresse: Eine eindeutige IPv6-Adresse, die einer Hostschnittstelle zugewiesen ist. Diese Adressen haben einen globalen Geltungsbereich und im Wesentlichen die gleichen Zwecke wie öffentliche IPv4-Adressen. Globale Unicast-Adressen sind im Internet routingfähig.
Verbindungslokale IPv6-Adresse: Eine IPv6-Adresse, die die Kommunikation zwischen benachbarten Hosts ermöglicht, die sich auf derselben Verbindung befinden. Link-lokale Adressen haben einen lokalen Bereich und können nicht außerhalb der Verbindung verwendet werden. Sie haben immer das Präfix FE80::/10.
Loopback-IPv6-Adresse: Eine IPv6-Adresse, die auf einer Loopback-Schnittstelle verwendet wird. Die IPv6-Loopback-Adresse lautet 0:0:0:0:0:0:0:0:0:1, die als ::1/128 notiert werden kann.
Nicht spezifizierte Adresse: Eine nicht spezifizierte IPv6-Adresse ist 0:0:0:0:0:0:0:0:0, die als ::/128 notiert werden kann.
Multicast-Adressen
Eine Multicast-Adresse identifiziert eine Reihe von Schnittstellen, die normalerweise zu verschiedenen Knoten gehören. Wenn ein Netzwerkgerät ein Paket an eine Multicast-Adresse sendet, sendet das Gerät das Paket an alle Schnittstellen, die durch diese Adresse identifiziert werden. IPv6 unterstützt keine Broadcast-Adressen, sondern verwendet stattdessen Multicast-Adressen in dieser Rolle.
Multicastadressen unterstützen 16 verschiedene Arten von Adressbereichen, einschließlich Knoten, Verbindung, Standort, Organisation und globaler Bereich. Ein 4-Bit-Feld im Präfix identifiziert den Adressbereich.
Die folgenden Arten von Multicast-Adressen können in einem IPv6-Netzwerk mit Anwender-Zugriff verwendet werden:
Multicast-Adresse mit angefragten Knoten: NS-Nachrichten (Neighbor Solicitation) werden an diese Adresse gesendet.
All-Nodes-Multicast-Adresse: Router-Werbung (Registrierungsstelle)-Nachrichten werden an diese Adresse gesendet.
Multicast-Adresse für alle Router: An diese Adresse werden RS-Nachrichten (Router Solicitation) gesendet.
Multicastadressen verwenden das Präfix FF00::/8.
Anycast-Adressen
Eine Anycast-Adresse identifiziert eine Reihe von Schnittstellen, die normalerweise zu verschiedenen Knoten gehören. Anycast-Adressen ähneln Multicast-Adressen, mit der Ausnahme, dass Pakete nur an eine Schnittstelle gesendet werden, nicht an alle Schnittstellen. Das im Netzwerk verwendete Routing-Protokoll bestimmt normalerweise, welche Schnittstelle innerhalb des Anycast-Adresssatzes physisch am nächsten liegt, und leitet das Paket auf dem kürzesten Pfad zu seinem Ziel.
Es gibt keinen Unterschied zwischen Anycast-Adressen und Unicast-Adressen, mit Ausnahme der Subnetz-Router-Adresse. Bei einer Anycast-Subnetz-Router-Adresse sind die Bits niedriger Ordnung, normalerweise 64 oder mehr, null. Anycast-Adressen werden aus dem Unicast-Adressraum übernommen.
Weitere Informationen zu Anycastadressen finden Sie unter RFC 2526, Reserved IPv6 Subnet Anycast Addresses.