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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 mehrfacher Hinsicht von IPv4-Adressen:
Notation
Präfixe
Adresstypen
Diese Unterschiede sorgen dafür, dass die IPv6-Adressierung einfacher und skalierbarer ist 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 folgendermaßen 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 Trennzeichen mit doppelten Doppelpunkten nur einmal innerhalb einer einzelnen IPv6-Adresse verwenden. Sie können z. B. 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 Adressraumblock oder ein Netzwerk 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 identifiziert in den meisten Fällen den Teil der Adresse, der sich im Besitz einer Organisation befindet. 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 Bits 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 mit der Adresse verbunden 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.
Unicastadressen
Eine Unicastadresse identifiziert eine einzelne Schnittstelle. Wenn ein Netzwerkgerät ein Paket an eine Unicastadresse sendet, wird das Paket nur an die spezifische Schnittstelle gesendet, die durch diese Adresse identifiziert wird. Unicastadressen unterstützen einen globalen Adressbereich und zwei Arten von lokalen Adressbereichen.
Eine Unicastadresse besteht aus n Bits für das Präfix und 128 – n Bit für die Schnittstellen-ID.
In der IPv6-Implementierung für ein Subscriber Access-Netzwerk können die folgenden Typen von Unicastadressen 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 Unicastadressen können im Internet geroutet werden.
Link-lokale IPv6-Adresse: Eine IPv6-Adresse, die die Kommunikation zwischen benachbarten Hosts ermöglicht, die sich auf derselben Verbindung befinden. Linklokale Adressen haben einen lokalen Gültigkeitsbereich und können nicht außerhalb des Links 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 0:0:0:0:0:0:0:1, was als ::1/128 notiert werden kann.
Unspezifische 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 in der Regel 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 in dieser Rolle Multicast-Adressen.
Multicastadressen unterstützen 16 verschiedene Arten von Adressbereichen, einschließlich Knoten-, Link-, Standort-, Organisations- und globaler Adressbereich. Ein 4-Bit-Feld im Präfix gibt den Adressbereich an.
Die folgenden Typen von Multicastadressen können in einem IPv6-Teilnehmerzugriffsnetzwerk verwendet werden:
Multicast-Adresse für angeforderte Knoten: An diese Adresse werden NS-Nachrichten (Neighbor Solicitation) gesendet.
Multicast-Adresse für alle Knoten: An diese Adresse werden RA-Nachrichten (Router Advertisement) gesendet.
Multicast-Adresse für alle Router: An diese Adresse werden RS-Nachrichten (Router Solicitation) gesendet.
Multicastadressen verwenden das Präfix FF00::/8.
Anycastadressen
Eine Anycastadresse identifiziert eine Reihe von Schnittstellen, die in der Regel zu verschiedenen Knoten gehören. Anycastadressen ähneln Multicastadressen, mit dem Unterschied, dass Pakete nur an eine Schnittstelle gesendet werden, nicht an alle Schnittstellen. Das im Netzwerk verwendete Routing-Protokoll bestimmt normalerweise, welche Schnittstelle innerhalb der Gruppe von Anycastadressen physisch am nächsten ist, und leitet das Paket auf dem kürzesten Weg zu seinem Ziel.
Es gibt keinen Unterschied zwischen Anycastadressen und Unicastadressen, mit Ausnahme der Subnetz-Router-Adresse. Für eine Anycast-Subnetz-Router-Adresse sind die Bits niedriger Ordnung, in der Regel 64 oder mehr, Null. Anycastadressen werden aus dem Unicastadressraum entnommen.
Weitere Informationen zu Anycastadressen finden Sie unter RFC 2526, Reserved IPv6 Subnet Anycast Addresses.