IPv6/Adressierung

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Adressnotation

IPv6-Adresse werden hexadezimal notiert
  • Acht Segmente zu je 16 Bit
  • Die Segmente sind durch Doppelpunkte voneinander getrennt
  • Führende Nullen innerhalb eines Segments können weggelassen werden
Segmente, die nur aus Nullen bestehen
  • können unter Umständen leer gelassen werden.
  • Daraus ergeben sich zwei aufeinander folgende Doppelpunkte
  • Wenn mehrere aufeinander folgende Segmente aus Nullen bestehen, können diese aufdieselbe Art notiert werden
  • Innerhalb einer einzelnen IPv6-Adresse kann nur einmal ein doppelter Doppelpunkt verwendet werden, weil sonst im mittleren Bereich nicht mehr eindeutig festgestellt werden kann, wo der Netzwerkanteil der Adresse endet bzw. der Host-Anteil beginnt.
Beispiel
fe80::20c:6eff:febe:22fc

Dies ergibt 

fe80:0000:0000:0000:020c:6eff:febe:22fc
  • Hierbei handelt es sich übrigens um eine link-lokale Adresse
  • Diese Adressen werden nur für die Kommunikation innerhalb eines Netzwerksegments verwendet und sind nicht routingfähig
  • Die Host-Adresse kann ein IPv6-Host aus seiner MAC-Adresse selbst errechnen. Ein DHCP-Server ist deshalb zumindest in einfachen Netzwerken nicht erforderlich.

IPv6-Adressbereiche

IPv6 Präfixe

Bezeichnung Präfix Verwendung
Link Local Unicast fe80::/10 Rechner im eigenen Subnetz
Site Local Unicast fec0 - feff Standortlokale Adressen
Unique Local Unicast fc00 - fdff Private Adressen
Multicast ff00 Für mehrere Clients
Global Unicast 2000 - 3fff Weltweite eindeutige Adressen
2001 An Provider vergeben, die weiterverteilen.
2002 Tunnelmechanismus 6to4
NAT64 64:ff9b::/96 Übersetzungsmechanismus NAT64

Link-lokale Unicast-Adressen

  • Adressbereich fe80::/10 sind, wie weiter oben schon erwähnt, nur zur Kommunikation innerhalb desselben Netzwerksegments gedacht.
  • Routing ist mit diesen Adressen nicht möglich.

Unique-lokale Unicast-Adressen

  • Adressbereich fc00::/7 entsprechen den privaten Adressen des IPv4-Protokolls.
  • Sie lösen die inzwischen veralteten sitelokalen Unicast-Adressen ab und werden im Internet nicht geroutet.

Globale Unicast-Adressen

  • Hier sind mehrere Adressbereiche in Gebrauch.
  • Die endgültigen Bereiche scheinen noch nicht ganz festzustehen, sind für die LPI-Prüfung aber auch nicht von Belang
  • Der globale Bereich ist jedenfalls für die Kommunikation im Internet zuständig
  • Da diese Adressen bei den meisten Internet Service Providern noch nicht nativ zu bekommen sind, empfehle ich zum Experimentieren die Verwendung eines Tunnelbrokers


IPv6 Adressen

Eigenschaften von IPv6-Adressen

$ ip -6 a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 state UNKNOWN qlen 1000
inet6 ::1/128 scope host noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp5s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 state UP qlen 1000
inet6 2001:470:6d:b25:8ad:9fd5:a987:ae27/64 scope global dynamic noprefixroute
valid_lft 86281sec preferred_lft 14281sec
inet6 fe80::2aa1:d9b5:c8a6:bcbb/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
Eigenschaft Beschreibung
Länge 128 Bit
  • Präfix: Ersten 64 Bit
  • Suffix: Letzten 64 Bit (Interface-Identifier)

128 Bit sind in dezimaler Darstellung schlecht lesbar

  • Bevorzugt wird eine hexadezimale Darstellung
IPv6-Adressen sind wie in IPv4 Netzwerk-Interfaces zugewiesen Ein Interface hat in der Regel mehrere IPv6-Adressen
Scope IPv6-Adressen haben beschränkten Gültigkeitsbereich
  • Link-Local scope IP-Pakete werden nicht über Grenzen des Link geroutet
  • Site-Local scope IP-Pakete werden nicht über Grenzen der Einrichtung geroutet
  • Global scope IP-Pakete werden weltweit geroutet
lifetime IPv6-Adressen haben begrenzte Lebensdauer
  • valid lifetime
  • preferred lifetime
Unicast, Multicast und Anycast Spezifikation verschiedener Unicast, Multicast und Anycast Adressen
  • in IPv6 existiert keine Broadcast Adresse — wird durch Multicast nachgebildet
Mehreren IP-Adressen Netzwerkschnittstellen können unter mehreren IP-Adressen erreichbar sein
  • link-lokalen Adresse
  • global eindeutigen Adressen
Interface-Identifier Ein Interface-Identifier kann damit Teil mehrerer IPv6-Adressen sein
  • welche mit verschiedenen Präfixen auf dieselbe Netzwerkkarte gebunden sind
  • Insbesondere gilt dies auch für Präfixe möglicherweise verschiedener Provider
    • vereinfacht Multihoming

Zu unterstützende Adressen

IPv6 Adressen, die IPv6 Geräte mindestens unterstützen müssen
Device Adressen
Host
  • Unicast Adresse
  • Multicast Adressen (aus Unicast errechnete, Gruppenadressen)
  • Loopback Adresse
  • Link lokale (errechnete) Adresse
Router
  • alle Host Adressen
  • alle Router Anycast
  • alle Router Multicast Adressen
  • berechneten Multicast Adressen für jede Anycast Adresse


Interface Identifier

IPv6 Interface Identifier

Beschreibung

Aufbau und Erzeugung

Interface Identifier

Link Layer Adresse (OSI-Modell Schicht 2)

  • 64 Bit
  • MAC-Adresse der Schnittstelle

Dazu wird das 64 Bit lange, genormte IEEE EUI-64 Adressformat in einer leicht abgeänderten Form verwendet

  • Durch Invertierung des u-Bits wird die Konfiguration von Hand erleichtert
Kanonische Sichtweise

ISO/OSI-Modell Schicht 2

0–7 8–15 16–23 24–31 32–39 40–47 48–55 56–63
cccc ccUG cccc cccc cccc cccc xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Kennzeichnung Beschreibung
U 1: universal - weltweit eindeutige Adresse
0: local - lokal eindeutige Adresse
G 1: group - Gruppen-/Multicast-Adresse
0: individual - Einzel-Adresse
c Interface-Hersteller
x Adressbit

Abbildungsvorschriften

Quelle Ziel
EUI-64 IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit)
MAC-Adresse (48 Bit) IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit)

EUI-64

IEEE EUI-64 Adresse (64 Bit) => IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit)
  • EUI-64 Adresse wird übernommen
  • Das U-Bit wird invertiert
Adresse 0–7 8–15 16–23 24–31 32–39 40–47 48–55 56–63
IEEE EUI-64 Adresse (64 Bit) cccc cc0G cccc cccc cccc cccc xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) cccc cc1G cccc cccc cccc cccc xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Beispiel
Option Beschreibung
IEEE EUI-64 Adresse (64 Bit) 7834:1234:ABCD:5678
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) 7A34:1234:ABCD:5678

MAC-Adresse

IEEE 802.3 MAC-Adresse (48 Bit) => IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit)


RFC 2464

Bei der Abbildung der 48 Bit langen IEEE 802.3 auf die 64 Bit langen IPv6-Interface ID Adresse, führt der Weg über die Abbildung auf eine IEEE EUI-64 Adresse RFC/2464

Option Beschreibung
1 Dazu werden die ersten drei Oktette der IEEE 802.3 MAC-Adresse (OUI = Organizational Unique Identfier) in die IEEE EUI-64 Adresse übernommen
2 In das vierte und das fünfte Oktett wird die Zahlen FF16 und FE16 eingefügt
3 Die letzten 3 Oktette der IEEE 802.3 MAC-Adresse werden zu den letzten drei Oktetten der IEEE EUI-64 Adresse. Zusätzlich wird auch das u-Bit invertiert
Adresse 0–7 8–15 16–23 24–31 32–39 40–47
MAC-Adresse (48 Bit) cccc ccUG cccc cccc cccc cccc xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Adresse 0–7 8–15 16–23 24–31 32–39 40–47
MAC-Adresse (48 Bit) cccc ccUG cccc cccc cccc cccc xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
Adresse 0–7 8–15 16–23 24–31 32–39 40–47 48–55 56–63
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) cccc cc0G cccc cccc cccc cccc 1111 1111 1111 1110 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) cccc cc0G cccc cccc cccc cccc F F F E xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) cccc cc1G cccc cccc cccc cccc F F F E xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

Beispiel

IEEE 802.3 MAC-Adresse (64 Bit) => IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit)
Option Beschreibung
IEEE 802.3 MAC-Adresse (48Bit) 3007:8912:3456
IPv6-Interface ID Adresse (64 Bit) 3207:89FF:FE12:345
EUI-64 (64-Bit Extended Unique Identifier)

Vom IEEE standardisiertes MAC-Adressformat zur Identifikation von Netzwerkgeräten

Eine EUI-64 Adresse ist 64 Bit lang und setzt sich aus zwei Teilen zusammen

Die ersten 24, 28 oder 36 Bit identifizieren den Hardwarehersteller

  • siehe OUI
  • Die restlichen Bit dienen der Geräteidentifikation
Eine Variante davon ist das sogenannte modifizierte EUI-64 Adressformat welches bei IPv6 zum Einsatz kommt
  • Dieses unterscheidet sich darin, dass der Wert des siebten Bits (von links) einer EUI-64 Adresse, auch Universal/Local Bit genannt, invertiert wird


Adressraum

IPv6/Adressraum

Privacy-Extensions

IPv6/Privacy Extensions

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