IPv6 adressen

IPv6 wil de tekortkomingen van IPv4 oplossen. Het ontwerpdoel was eenvoud en efficiëntie.

Elk IPv6-adres bestaat uit 128 bits: er zijn dus
340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 mogelijke adressen.

De grootte van dit adres laat toe om een aantal dingen te verwezenlijken die anders moeilijk haalbaar waren:

1. het onderbrengen van het MAC-adres (bv. het "ingebrande"-adres dat voor elke Ethernetkaart uniek is) in het IP-adres moet autoconfiguratie heel wat makkelijker maken. en ARP (Adress Resolution Protocol) dat voor de binding tussen IPv4-adressen en MAC-adressen instaat overbodig maken.
2. het adres onderverdelen in meerdere stukken om een meer hiërarchische onderverdeling mogelijk te maken, in tegenstelling tot de eenvoudige tweedeling (NET-ID <-> HOST-ID).

IPv6-adres:
   +--------+---------+-----------+-----------+---------------------+
   | 3 bits | 13 bits |  32 bits  |  16 bits  |      64 bits        |
   |  001   |   TLA   |    NLA    |    SLA    |    Interface ID     |
   +--------+---------+-----------+-----------+---------------------+

Elk adres blijft bestaan uit twee grote stukken: een 64-bits NET-ID en een 64-bits HOST-ID. Het NET-ID is op zijn beurt onderverdeeld in verschillende stukken:

prefix

om het onderscheid te kunnen maken tussen verschillende soorten adressen.

TLA

Top Level Aggregator: de instantie die op het hoogste niveau adressen alloceert. Op dit moment zijn dit IANA, RIPE, en nog een paar anderen.

NLA

Next Level Aggregator: groepeert alle adressen van grote providers of grote bedrijven.

SLA

Site Level Aggregator: het netwerk binnen bv. een bedrijf dat over meerdere netwerken beschikt. cfr. subnetting.

Al deze velden kunnen op hun beurt opgesplitst worden. net zoals bij CIDR gebeurde. Een provider kan het NLA-veld naar eigen goeddunken onderverdelen, en kan ook meerdere NLA's aanvragen en deze op de CIDR manier adverteren (dwz. enkel die bits in het netmask die voor alle netwerken hetzelfde zijn:

IPv6 voorziet in een aantal verschillende soorten adressen:

Unicast

Met dit adres stemt één interface (host) overeen.

Multicast

Eén adres dat aan verschillende interfaces toebehoort. Bv. een groep servers. Het gebruik van multicast-adressen moet tevens simultane multi-media mogelijk maken. Het onder IPv4 gekende broadcoast adres is een speciaal multicast-adres waarop alle interfaces reageren.

Anycast

Eén adres waarop één interface uit een groep interfaces reageert. Dit is een nieuwigheid, waarvan het nog niet helemaal duidelijk is waarvoor deze kan gebruikt worden. Een voorbeeld is bijvoorbeeld een (Intranet)webserver, die op verschillende machines kan gemirrord worden, en waarbij het anycast-adres kan helpen om aan load-balancing te doen (hoewel daar andere alternatieven voor bestaan).

    Allocation                            Prefix         Fraction of
                                          (binary)       Address Space
    -----------------------------------   --------       -------------
    Aggregatable Global Unicast Addresses 001            1/8
    Link-Local Unicast Addresses          1111 1110 10   1/1024
    Site-Local Unicast Addresses          1111 1110 11   1/1024

    Multicast Addresses                   1111 1111      1/256

IPv6 voorziet een uitgebreid autoconfiguratie-protocol, "Neighbour Discovery" genaamd. Het protocol bouwt verder op ARP (Adress Resolution Protocol) en maakt gebruik van het Internet Control Messages Protocol (ICMP). Dit moet het mogelijk maken dat alle hosts op een zo eenvoudig mogelijke manier een adres en bijhorende configuratie (netwerk-prefix, gateway, ...) verkrijgen.

Hiertoe stelt de host initieel zelf een IP-adres samen, bestaande uit zijn MAC-adres en unieke prefix (de link local prefix). De host zend een aantal requests uit naar een multicast adres en leert uit de antwoorden hierop:

1. zijn netwerk-prefix (NET-ID)
2. of er gebruik wordt gemaakt van "stateless" of "stateful" autoconfiguratie.

Stateless configuratie wil simpel gesteld zeggen dat de host zijn eigen IP-adress samenstelt uit het verkregen netwerk-prefix en zijn Mac-adres. De term stateless slaat erop dat nergens de toestand van de host wordt bijgehouden.

Met statefull configuratie wordt het gekende DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) gebruikt. Hierbij kent een DHCP-server de adressen toe aan de hosts, waarbij de server de toestand van de hosts bijhoudt.

Het automatisch configureren van adressen moet voornamelijk de moeilijkheden die optreden bij het hernummeren van een ganse site, oplossen. Het propageren van het nieuwe netwerk-prefix kan vloeiend gebeuren, temeer IPv6 voorziet in meerdere IP-adresssen per interface. De verschillende adressen krijgen één van de drie mogelijke statussen: "valid", "deprecated" en "invalid". Bij hernummeren van een site krijgt het oude adres de status "deprecated", dat het gebruik van dit adres moet afraden. Na een zekere tijd vervalt het oude adres naar "invalid".