Глобальные индивидуальные адреса iPv6
Адреса IPv6 Global Unicast являются аналогами публичных адресов IPv4 и используются для идентификации устройств в глобальной сети. Эти адреса выдаются IANA (Internet Assigned Numbers Authority) региональным регистраторам и имеют общий формат, показанный на Рис. 2.8.
Рис. 2.8 Общий формат адресов IPv6 Global Unicast
Адрес IPv6 Global Unicast разделен на три логические части: глобальный префикс (Global routing prefix), идентификатор подсети (Subnet ID) и идентификатор интерфейса (Interface ID). У всех адресов Global Unicast, за исключением тех, которые начинаются с 000, идентификатор интерфейса должен иметь длину 64 бита и быть сформирован в соответствии с форматом Modified EUI-64. В этом случае формат адреса Global Unicast следующий:
Рис. 2.9 Формат адреса IPv6 Global Unicast с идентификатором интерфейса длиной 64 бита
В настоящее время адреса IPv6 Global Unicast назначаются с префиксом 2000::/3. С учетом этого формат адреса IPv6 Global Unicast имеет формат как на Рис. 2.10.
Рис. 2.10 Формат адреса IPv6 Global Unicast с идентификатором интерфейса длиной 64 бита и префиксом 2000::/3
Адреса IPv6 Global Unicast, начинающиеся с 000, не имеют ограничений по размеру или структуре идентификатора интерфейса. Примером адресов Global Unicast, начинающихся с 000, являются адреса IPv6 со встроенными адресами IPv4. Они предназначены для использования на узлах, не поддерживающих IPv6. Было определено два типа таких адресов: IPv4-Compatible IPv6 address и IPv4-mapped IPv6 address. Адрес IPv4-Compatible IPv6 больше не используется. Адрес IPv4-mapped IPv6 (адрес IPv4, отображенный на IPv6) содержит встроенный адрес IPv4 и используется для представления адреса IPv4 как адреса IPv6. Он начинается с префикса ::FFFF:0:0/96. Его формат показан на Рис. 2.11.
Рис. 2.11 Формат адреса IPv4-mapped IPv6
Локально-используемые индивидуальные адреса iPv6
Существует два типа локально-используемых индивидуальных адресов IPv6: Unique-Local IPv6 Unicast и Link-Local IPv6 Unicast.
Адреса Unique-Local IPv6 Unicast (ULA), описанные в RFC 4193, являются глобально уникальными и предназначены для адресации узлов внутри локальной сети. Пакеты, у которых в качестве источника или назначения указан этот адрес, не будут передаваться через Интернет. Такие адреса могут маршрутизироваться только внутри локальных сетей. Если провести аналогию с адресами IPv4, то адреса Unique-Local Unicast эквивалентны частным адресам IPv4, только в отличие от них являются уникальными в рамках глобальной сети.
Формат адреса Unique-Local Unicast показан на Рис. 2.12.
Рис. 2.12 Формат адресов Unique-Local IPv6 Unicast
Все адреса Unique-Local Unicast начинаются с префикса (Prefix) FC00::/7. Бит L показывает, что префикс назначен локально (L=1), или адрес зарезервирован для будущих применений (L=0). Таким образом, бит L разбивает префикс FC00::/7 на два поддиапазона:
FC00::/8 – зарезервирован для будущих применений;
FD00::/8 – локально назначенный уникальный адрес.
Следующие 40 битов отведены под глобальный идентификатор (Global ID), который определяет организацию. Он должен быть уникальным для того, чтобы минимизировать возможность совпадения с идентификаторами других организаций, поэтому назначается с помощью псевдослучайного алгоритма, который обеспечивает высокую вероятность его уникальности. Алгоритм для генерации адреса Unique-Local Unicast можно найти в сети Интернет. Далее в адресе следует 16-битное поле идентификатор подсети (Subnet ID), которое определяет подсеть внутри сети организации, и 64-битный идентификатор интерфейса (Interface ID).
Адреса Link-Local IPv6 Unicast предназначены для взаимодействия внутри сегмента сети или по каналу связи «точка-точка» и используются только в пределах данного канала. Маршрутизаторы не передают пакеты с адресами Link-Local Unicast, указанными в качестве источника или назначения, через другие линии связи. Эти адреса автоматически назначаются узлу, независимо от наличия в сети маршрутизатора или DHCPv6-сервера.
Рис. 2.13 Формат адресов Link-Local IPv6 Unicast
Адреса Link-Local Unicast имеют достаточно простой формат: адрес начинается с глобального префикса маршрутизации (Global routing prefix) FE80::/10. По сравнению с адресом Global Unicast, префикс стал значительно короче, поэтому пространство, отведенное под идентификатор подсети (Subnet ID) увеличилось с 16 до 54 бит. В связи с тем, что адреса Link-Local Unicast используются только в пределах линии связи, поле Subnet ID заполняется нулями. Последние 64 бита адреса отведены под идентификатор интерфейса (Interface ID).
В IPv6, так же как и в IPv4, адрес идентифицирует не конкретное устройство, а его интерфейс. Главное отличие заключается в том, что протокол IPv6 позволяет назначить интерфейсу любое количество уникальных IPv6-адресов: только Link-Local Unicast или сразу все три типа адресов.
Рис. 2.14 Назначенные интерфейсу адреса IPv6
В IPv6 существуют индивидуальные адреса, используемые локально узлом. Адрес, содержащий все нули (0:0:0:0:0:0:0:0 или ::/128) называется неопределенным адресом (Unspecified address). Он никогда не назначается узлу и обозначает отсутствие адреса. Он обычно используется в поле «Адрес назначения» дейтаграммы IPv6, отправляемой устройством до того, как будет сконфигурирован его собственный IP-адрес. Неопределенный адрес не должен использоваться в качестве адреса назначения. Пакеты IPv6 с неопределенным адресом не маршрутизируются.
Индивидуальный адрес 0:0:0:0:0:0:0:1 (::1/128) называется адресом «обратной петли» (Loopback address). Он может использоваться узлом для отправки IPv6-дейтаграммы самому себе с целью тестирования. Этот адрес не должен назначаться ни одному физическому интерфейсу и использоваться в качестве адреса источника. Он аналогичен адресу 127.0.0.1 в IPv4.