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IPv6 addressing IPv6 位址 無次要群組 列印 推薦
作者或來源 瘦河馬 2010-08-15 22:50:07
關鍵字 1ipv6 2addressing
此文完整連結 http://n.zipko.info/593.html
文章歡迎轉載,請尊重版權註明連結來源。

IPv6 addressing/ IPv6 位址簡述

這篇文章作為研習時的教材索引,剔除太過學術的部分,其實太學術的部分以前沒學牢,也丟得差不多了。提供給需要的人一些 IPv6位址的概念。

1. IPv4 位址的分配現況

1.1 IPv4 目前可用位址情況


資料來源 http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ipv4-exhaust.svg

1.2 IPv4 位址浪費

上圖中灰色為無法配發的網段

224.0.0.0 ~ 239..255.255.255 multicast use
240.0.0.0 ~255.255.255.254 IETF 保留[RFC5735]

除了上面的 CLASS D E 兩個網段之外,還有幾個網段也是無法配發的:

NAT 使用  RFC 1918

IP address range number of addresses host id size
10.0.0.0 – 10.255.255.255 16,777,216 24 bits
172.16.0.0 – 172.31.255.255 1,048,576 20 bits
192.168.0.0 – 192.168.255.255 65,536 16 bits

其他用途或有特定用途 RFC 3330

Address Block             Present Use                       Reference
   ---------------------------------------------------------------------
   0.0.0.0/8            "This" Network                 [RFC1700, page 4]
   10.0.0.0/8           Private-Use Networks                   [RFC1918]
   14.0.0.0/8           Public-Data Networks         [RFC1700, page 181]
   24.0.0.0/8           Cable Television Networks
   39.0.0.0/8           Reserved but subject to allocation                       [RFC1797]
   127.0.0.0/8          Loopback                       [RFC1700, page 5]
   128.0.0.0/16         Reserved but subject to allocation
   169.254.0.0/16       Link Local
   172.16.0.0/12        Private-Use Networks                   [RFC1918]
   191.255.0.0/16       Reserved but subject to allocation
   192.0.0.0/24         Reserved but subject to allocation
   192.0.2.0/24         Test-Net
   192.88.99.0/24       6to4 Relay Anycast                     [RFC3068]
   192.168.0.0/16       Private-Use Networks                   [RFC1918]
   198.18.0.0/15        Network Interconnect Device Benchmark Testing            [RFC2544]
   223.255.255.0/24     Reserved but subject to allocation
   224.0.0.0/4          Multicast                              [RFC3171]
   240.0.0.0/4          Reserved for Future Use        [RFC1700, page 4]

1.3 解決位址耗盡的方法

解決位址耗盡的方法:CIDR、NAT、IPv6

[CIDR] 廢止IP 分類成ABCDE方式,讓網路位址的位元數不在一定是 8 的倍數,而是可變動的加入維持路徑表大小的技術,利用路由彙整方式來維持路由表的大小。例如:

ADSL上網的IP 114.1.2.3 是在 CLASS A 的範圍。
台中縣學校的IP 大概是在 163.17.0.0/16 CLASS B 的範圍。

缺點:分散的subnet 無法整合,接續上的網路數量增加的話路由表也會跟著變大

[NAT] RFC 1918 只對出入閘道分配真實位址,內部的主機則採用私有位址的方式,以閘道器來做轉換。
遭遇問題:沒有真實位址,無法達成P2P通信、效能不彰、設定麻煩。

[IPv6] 更多的位址可分配。

1.4. 位址分配的單位

IETF (Internet Engineer Task Force, IETF) 負責制定網際網路標準。IETF是一個屬性相當開放的組織,是由來自於全世界關心網際網路技術發展的網際網路設計者、操作者、使用者和研究人員所組成。

IANA (The Internet Assigned Numbers Authority) 是管理位址分派的機構,管理internet中使用的IP位址、域名和許多其它參數。

IANA 不會處理end-user 或是 ISP位址分派,而是以 CLASS A為單位把位址分給其他的RIRs.

RIRs (The Regional Internet Registries) -- 有  AFRINIC, APNIC, ARIN LACNICRIPENCC. RIRs 管理地區位址的分配,接收 ISPs 及 Local Internet Registries (LIRs) 的位址申請。

2. IPv6 的位址

2.1 IPv6 位址分配

 

IPv6 除了保留的位址外,主要分為 unicast  和 multicast 兩種,ip6  還有一種 anycast,可是沒有分配特定的位址,有關位址的類型說明於下一小節。

2.2 位址的類型

IP6 的位址類型和IPv4 相同,有 unicast  和 multicast,但多了一種anycast ,我們借用twnic IPv6 協定與特性介紹作者 郭晟偉的投影片中的圖來說明

Unicast

Address of a single interface
Delivery to single interface
for one-to-one communication

Multicast
Address of a set of interfaces
Delivery to all interfaces in the set
for one-to-many communication

Anycast
Address of a set of interfaces
Delivery to a single interface in the set
for one-to-nearest communication
Nearest is defined as being closest in term of routing distance

IPv6 的位址

2.3 IP6 位址的視界(scope)

Aggregatable Global (Global) 相當然 IPv4 的 public ip,在網際網路中是可見的(non-scoped)。
只有在限制範圍中看得到的稱為 Scoped address,主要有兩種:
  Link-Local 相當然 IPv4 的 link-local ip  FE80::/10
  Unique-local 相當然 IPv4 的 private ip FC00::/7 ,不太一樣的是這個位址是 unique 的,這種位址還在發展。

2.4 IPv6 的位址表示

IPv6 是由128bits(16Bytes)所組成,分成8組位置,每組2個bytes 以16進位顯示,以‘:’為區隔來表示:

2001:288:54AB:CDEF:0001:0002:0003:0004

IPv4以十進位,每8位元為單位並以‘‧’為區隔來表示,如 163.17.40.1
為使標示簡潔,位於一單位內前方之0可省略,例如 2001:288:5400:0000:0001:0002:0003:0004 可省略為 2001:288:5400:0:1:2:3:4
為使標示簡潔,若有連續為0 之位元,可以“::”表示,但一個位址中只能使用一次
2001:1234:0000:0000:0000:0000:0000:0001 簡寫為 2001:1234::1
2001:1234:0000:0000:0000:0003:0000:0001 簡寫為 2001:1234::3:0:1

global unicast IPv6 的位址組成



圖片來源:http://dslab.csie.ncu.edu.tw/~yu/course/IPv6/IPv6Addressing-Ch03-20071030.pdf

FP: 可聚集的全球單一播送位址的前置碼(其值為001)
TLA ID: 頂層聚集識別符(Top-Level Aggregation Identifier)
RES: 保留(Reserved)
NLA ID:下一層聚集識別符(Next-Level Aggregation Identifier)
SLA ID:網點層聚集識別符(Site-Level Aggregation Identifier)
Interface ID:介面識別符

2.5 IPv6 的特別位址

Localhost address
這是一個特別為loopback interface (回送界面或環繞)定義的地址,就像IPv4的 127.0.0.1
IPv6 localhost  是 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001 或縮減成 ::1

Unassigned / unknown address
代表所有的未指定位址,如同IPv4的 0:0:0:0:0:0:0:0,在 IPv6 表示為 ::

IPv4-compatible address (0:0:0:0:0:0:w.c.x.z or ::w.c.x.z) RFC4291
Used by dual-stack nodes
IPv6 traffic is automatically encapsulated with an IPv4 header and send to the destination using the IPv4 infrastructure

IPv4 mapped address (0:0:0:0:0:FFFF:w.c.x.z or ::FFFF:w.c.x.z) RFC 4291
Represent an IPv4-only node to an IPv6 node
Never used as a source or destination address of IPv6 packet

2.6 IPv6 位址已分配情況

TANet IPv6位址分配 http://domain.edu.tw/dns/v6.htm

台中縣網的IPv6分配表 http://ipv6.tcc.edu.tw

2.7 介面ID 的取得

IPv6 最後64個位元是介面id (interface id),取得方式主要有三種:1設定固定位址、2EUI-64由MAC位址計算而來、3系統亂數產生。以下介紹EUI-64 的演算方法:


圖片來源:http://www.tcpipguide.com/free/diagrams/ipv6eui64.png

下一章會介紹IPv6 封包協定的部分

END
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