Масштабируемая система адресации
IPv6-aдpec состоит из 128 бит, или 16 байт.
Это дает возможность пронумеровать огромное количество узлов:340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 762 211 456.
Масштаб этого числа иллюстрирует, например, такой факт: если разделить это теоретически возможное количество IP-адресов между всеми жителями Земли (а их сегодня примерно 6 миллиардов), то на каждого из них придется невообразимо, если не сказать бессмысленно большое количество IP-адресов — 5,7 ? 1028! Очевидно, что такое значительное увеличение длины адреса было сделано не только и даже не столько для снятия проблемы дефицита адресов.
Главной целью изменения системы адресации было не механическое увеличение адресного лространст8а* а повышение эффективности работы стека TCP/IP в целом.
Вместо прежних двух уровней иерархии адреса (номер сети и номер узла) в IPv6 имеется 4 уровня, из которых три уровня используются для идентификации сетей, а один — для идентификации узлов сети.
За счет увеличения числа уровней иерархии в адресе новый протокол эффективно поддерживает технологию CIDR. Благодаря этому, а также усовершенствованной системе групповой адресации и введению нового типов адресов новая версия IP позволяет снизить затраты на маршрутизацию.Произошли и чисто внешние изменения — разработчики стандарта предложили использовать вместо десятичной шестнадцатеричную форму записи IP-aдpeca. Каждые четыре шестнадцатеричные цифры отделяются друг от друга двоеточием. Вот как, например, может выглядеть адрес IPv6:
FEDC:OA98:O:O:O:O:7654:32IO.
Если в адресе имеется длинная последовательность нулей, то запись адреса можно сократить.
Например, приведенный выше адрес можно записать и так:FEDC:OA98::7654:32IO.
Сокращение в виде двух двоеточий (::) может употребляться в адресе только один раз. Можно также опускать незначащие нули в начале каждого поля адреса, например, вместо FEDC:OA98::7654:32IO можно писать FEDC:A98::7654:32IO.
Для сетей, поддерживающих обе версии протокола (IPv4 и IPv6), разрешается использовать для младших 4 байт традиционную для IPv4 десятичную запись: O:O:O:O:O:FFFF: 129.144.52,38 или ::FFFF:129.144.52.38.
В новой версии IPv6 предусмотрено три основных типа адресов: индивидуальные адреса, групповые адреса и адреса произвольной рассылки. Тип адреса определяется значением нескольких старших битов адреса, которые названы префиксом формата.
? Индивидуальный адрес (unicast) определяет уникальный идентификатор отдельного интерфейса конечного узла или маршрутизатора. Назначение адреса этого типа совпадает с назначением уникальных адресов в версии IPv4 — с их помощью пакеты доставляются определенному интерфейсу узла назначения. В версии IPv6, в отличие от версии IPv4, отсутствует понятие класса сети (А, В, С и D) и связанное с ним фиксированное разбиение адреса на номер сети и номер узла по границам байтов. Индивидуальные адреса делятся на несколько подтипов для отражения специфики некоторых часто встречающихся в современных сетях ситуаций.
? Групповой адрес (multicast) IPv6 аналогичен по назначению групповому адресу IPv4. Он идентифицирует группу интерфейсов, относящихся, как правило, к разным узлам. Пакет с таким адресом доставляется всем интерфейсам с этим адресом. Групповые адреса используются в IPv6 для замены Широкове-
щательных адресов — для этого вводится адрес особой группы, объединяющей все интерфейсы подсети.
? Адрес произвольной рассылки (anycast) — это новый тип адреса, который так же, как и групповой адрес, определяет группу интерфейсов. Однако пакет с таким адресом доставляется любому из интерфейсов группы, как правило, «ближайшему» в соответствии с метрикой, используемой протоколами маршрутизации.
Синтаксически адрес произвольной рассылки ничем не отличается от индивидуального адреса и назначается из того же диапазона адресов. Адрес произвольной рассылки может быть назначен только интерфейсам маршрутизатора. Интерфейсы маршрутизаторов, входящие в одну группу произвольной рассылки, имеют индивидуальные адреса и, кроме того, общий адрес группы произвольной рассылки. Адреса такого типа ориентированы на маршрутизацию от источника, при которой маршрут прохождения пакета определяется узлом-отправителем путем указания IP-адресов всех промежуточных маршрутизаторов. Например, поставщик услуг может присвоить всем своим маршрутизаторам один и тот же адрес произвольной рассылки и сообщить его абонентам. Если абонент желает, чтобы его пакеты передавались через сеть этого поставщика услуг, то ему достаточно указать этот адрес в цепочке адресов маршрута от источника, и пакет будет передан через ближайший маршрутизатор данного поставщика услуг.Так же как и в IPv4, в IPv6 имеются так называемые частные адреса, предназначенные для использования в автономных сетях. В отличие от версии IPv4 в версии IPv6 эти адреса представлены двумя разновидностями:
? Адреса локальных сетей, не разделенных на подсети, содержат только 64- разрядное поле идентификатора интерфейса, а остальные разряды, кроме префикса формата, должны быть нулевыми, поскольку потребность в номере подсети здесь отсутствует.
? Адреса локальных сетей, разделенных на подсети, содержат по сравнению с предыдущими адресами дополнительное двухбайтово^ поле номера подсети.
Основным подтипом индивидуального адреса является глобальный агрегируемый уникальный адрес. Такие адреса могут агрегироваться для упрощения маршрутизации. В отличие от уникальных адресов узлов версии IPv4, которые состоят из двух полей — номера сети и номера узла, глобальные агрегируемые уникальные адреса IPv6 имеют более сложную структуру, включающую шесть полей (рис. 18.20).