Интернет протоколът – версия 6 (IPv6) е усъвършенствана версия на своя предшественик IPv4, която решава проблема с недостига на IP адреси в световен мащаб. Проблемът е породен от непрестанно нарастващия брой на устройствата, които ползват свой собствен IP адрес. Добиващият все по-голяма популярност „Интернет на нещата“ (Internet of things), който обхваща битовите електроуреди, позволяващи отдалечено упреавление и притежаващи собствен IP адрес, бързо стопява останалите свободни мрежи от IP адреси и прави използването на IPv6 все по-наложително.

Internet Protocol Version 6 address (IPv6 address) представлява числов адрес за идентификация на компютър, сървър или мрежово устройство, свързано към Интернет. Този адрес е абсолютно задължителен за осъществяване на преноса на информационни пакети между мрежовите интерфейси на свързаното към световната мрежа оборудване.

За разлика от един IPv4 адрес, който съдържа 32 бита информация, IPv6 адресите съдържат 128 бита информация. Това определя значително по-големия брой адреси, които могат да се използват в новата система за адресация. IPv6 не поддържа broadcast адресиране, както IPv4. В новата версия тази възможност е заменена от multicast адресация. Информационен пакет, който е изпратен до мултикаст адрес се доставя на всички адреси, които са включени в съответната мултикаст група.

Формат на новите адреси

IPv6 адресът е съставен от 8 групи от по 4 шестнайсетични цифри. За разлика от добре познатите ни цифри от 0 до 9, с които се работи в десетичната бройна система, шестнайсетичната система използва шестнайсет знака: цифрите от 0 до 9 и буквите „a“, „b“, „c“, „d“, „e“ и „f“. IPv6 адесът изглежда така:

2001:0db8:0000:0000:25fd:23b1:0870:3589

Съкратено записване на IPv6 адреси

При записването на тези адреси могат да се правят следните оптимизации:

– Водещите, една или повече, нули във всяка от групите могат да се пропускат:

2001:db8:0:0:25fd:23b1:870:3589

– Няколко последователни изцяло нулеви групи могат да се заменят с „::“:

2001:db8::25fd:23b1:870:3589

Следвайки тези правила, обичайният localhost (адрес на локалната машина / хост) 0:0:0:0:0:0:0:1 може да бъде представен като ::1.

– Комплектът от две двоеточия „::“ може да бъде използван само веднъж в адреса. В противен случай оригиналът не може да бъде възстановен еднозначно.

– Комплектът от две двуеточия не може да се използва за заместване на само една изцяло нулева група. В този случай може да се прилага единствено първото описано правило – за спестяване на водещите нули.

2001:0db8:0000:bc92:25fd:23b1:0870:3589

-> 2001:0db8:0:bc92:25fd:23b1:0870:3589

– С двойно двуеточие се заменя най-дългата последователност от изцяло нулеви групи. Ако има няколко еднакви серии от нулеви групи с двете двуеточия се замества най-лявата:

2001:0db8:0000:0000:25fd:0000:0000:3589

-> 2001:0db8::25fd:0:0:3589

– Въпреки, че означаването на шестнайсетичните цифри не е чувствително към големината на буквите, е прието да се използват малки букви.

Правилата за представяне на IPv6 адресите са описани в спецификация RFC 5952.

В процеса на преход от IPv4 към IPv6 е възможно да се използва IPv6 адрес, който съдържа като най младша част IPv4 адрес. Това е изпълнимо защото последните две четворки от IPv6 адреса съдържат точно толкова информация, колкото един стандартен IPv4 адрес. Така адресът 87.120.40.4 на Host.bg може да се появи в IPv6 версия като ::ffff:5778:2804 или като ::ffff:0:87.120.40.4.

Мрежи от IPv6 адреси

Както и при IPv4, големината на блоковете от IPv6 адреси се определя от степените на двойката. Водещите групи са еднакви за всички адреси в един блок и се наричат мрежов адрес или мрежов префикс. Така например, мрежа 2001:0db8:0000:0000:25fd ще включва всички адреси

от 2001:0db8:0000:0000:25fd:0000:0000:0000

до 2001:0db8:0000:0000:25fd:ffff:ffff:ffff.

Големината на мрежовите блокове се определя от десетично число, което показва дължината на префикса в битове предшествано от наклонена черта. Припомняме че всяка група от 4 шестнайсетични числа от адреса е с дължина 16 бита. Така, посоченият по-горе мрежов блок може да се опише кратко като:

2001:db8:0000:0000:25fd::/80

Ето още варианти:

2001:db8:0000:25fd::/64
2001:db8:25fd::/48

Колкото е по голямо числото, толкова по-малка е мрежата (по-малък е броят на адресите в блока). Мрежа 2001:db8::25fd:23b1:870/112 съдържа 65536 адреса.

Използване на IPv6 адресите в адресната лента на браузъра

Двуеточието, което отделя групите от числа в IPv6 адресите влиза в конфликт със спецификацията на URL адресите, използвани в браузъра. В URL адресите то се ползва за означаване на порта, на който може да бъде заредена една уеб страница. Обичайно този порт не се указва. Ако не е зададен нарочно, уеб сървърите обслужват порт 80 за http адресите и порт 443 за https адресите. Така например няма значение дали ще извикате http://host.bg или http://host.bg:80, както и дали ще извикате https://host.bg или https://host.bg:443. По желание на всеки собственик на сайт обаче, този порт може да бъде различен. Така на един и същ адрес, но на различни портове ще се отварят различни страници. За използване на IPv6 адресите трябва да се преодолее този конфликт. Това става с помощта на квадратни скоби. Примери:

http://[2001:db8::25fd:23b1:870:3589]/

или

https://[2001:db8::25fd:23b1:870:3589]:443/

Майкрософт (Microsoft) от своя страна са осигурили друго решение на проблема. Те са регистрирали специалния домейн ipv6-literal.net. С негова помощ всеки IPv6 адрес може да бъде превърнат в съвместим с Uniform Naming Convention (UNC), като се представи като поддомейн, в който двуеточията са заменени с тирета: 2003-ef2–25fd-23b1-870-3589.ipv6-literal.net.

Разпределение на IPv6 адресите

Управлението на новата адресация е възложено на IANA (Internet Assigned Numbers Authority) от 1995 г. Организацията предоставя блокове от мрежата на регионалните регистратори RIR (Regional Internet Registries), които от своя страна ги разпределят между доставчици на мрежови услуги.

Само една осма от цялото адресно пространство, което се измерва на 2 на степен 128 или

340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 адреса

е разрешена за ползване до момента. Това е мрежа: 2000::/3. Ето как се определя нейният размер:

В битове, първата група (2000) се представя така:

0010 0000 0000 0000

/3 означава, че първите три бита ‘001’ трябва да бъдат запазени, а всички останали могат да бъдат увеличени до максималната стойност в двоичната система – 1. Така за края на мрежата получаваме двоичното число:

0011 1111 1111 1111

или шестнаисетичното:

3fff.

T. e. адресите, които могат да се ползват, са:

от 2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
до 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff.

Това са само 42,535,295,865,117,307,932,921,825,928,971,026,432 адреса :). Популяризирането на IPv6 ще елиминира необходимостта от използване на технологията NAT (Network Address Translation) за скриване на локалните IP адреси от глобалната мрежа. Тя се прилага за включване в Интернет на повече устройства отколкото IPv4 адреси има налични. Вероятно обаче, NAT ще остане да се използва за защита на частни мрежи.

Разрешаването само на част от мрежата улеснява обслужването на новата IP адресация, като понижава изискванията за капацитет на мрежовите устройства, обслужващи рутинг таблиците.

Специфични адреси и блокове от адреси

  • ::/128 – еквивалентен на адреса 0.0.0.0/32. Този адрес не трябва да се дава никога на мрежовите интерфейси. Рутерите не предават пакети за такъв адрес.
  • ::1/128 – localhost – адрес на локалната машина, еквивалентен на 127.0.0.1 в IPv4. Ако едно приложение изпрати пакети на този адрес, IPv6 стакът ще ги върне на същия виртуален интерфейс.
  • 0100::/64 – адреси за шкартиране (blackhole) на трафик при защитата от DDOS атаки.
  • 2001:db8::/32 – мрежа за презентационни цели, еквивалентна на 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24 и 203.0.113.0/24 в IPv4.
  • За специални цели IANA е запазила още 64 блока в диапазона от 2001:0000::/29 до 2001:01f8::/29.

Адресни мрежи обслужващи прехода от IPv4

  • fe80::/64 – мрежа от локални адреси, еквивалентна на 169.254.0.0/16 от IPv4. Маршрутизаторите не рутират тези адреси, защото те са уникални само в рамките на локалната мрежа.
  • fc00::/7 – съставена от fc00::/8 и fd00::/8 – мрежи от локални адреси еквивалентна на мрежите 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16 от IPv4.
  • ::ffff:0:0/96 – адресно пространство за съответни на IPv4 адреси в IPv6 адресното пространство (IPv4-mapped IPv6 addresses).
  • ::ffff:0:0:0/96 – мрежа за IPv6 адреси, които представляват „преведени“ IPv4 адреси. Използват се от Stateless IP/ICMP Translation (SIIT) протокола за осигуряване на възможност на устройства с IPv6 адреси, които нямат конфигурирани IPv4 адреси да комуникират с хостове с IPv4 адреси.
  • 64:ff9b::/96 – блок за автоматично трансфериране на IPv4 към IPv6 адреси.
  • 2002::/16 – блок за автоматично IPv6 към IPv4 (6to4) трансфериране, необходимо за работа с адреси версия 6 в мрежа с версия 4 адресация.

Мултикаст (Multicast) адреси

  • За тази цел се използват адреси чиято първа група започва с ff, а следващите две шестнайсетични цифри са конфигурационни или иначе казано адреси от вида ffxx:: където xx са специално подбрани шестнайсетични цифри.
  • Внимание, адресите от типа ff0x:: където x е някоя от шестнайсетичните цифри са мултикаст адреси запазени от IANA за специални цели.

Приоритет на адресите

Мрежовите карти (интерфейси) на устройствата, свързани в Интернет, могат да имат настроени и да работят едновременно с няколко IP адреса. Тези адреси могат да са от различни видове – локални, глобални, адреси обслужващи прехода от старата към новата адресация или мултикаст. При работата с тези адреси, включително при комуникации от вида дуалстак (dulastack) – едновременна работа с IPv6 и IPv4 адреси, се спазва следният приоритет на адресните групи:

Префикс Приоритет Етикет Използване
::1/128 50 0 Локален адрес на машината
::/0 40 1 Уникаст адрес по подразбиране
::ffff:0:0/96 35 4 IPv6 адреси, съответни на IPv4
2002::/16 30 2 IPv6 към IPv4 (6to4) трансфер
2001::/32 5 5 Teredo тунел
fc00::/7 3 13 Локални адреси
3ffe::/16 1 12 Мрежа за тестове по внедряването на Ipv6 „6bone“

Сървърите и мрежовите устройства на Host.bg поддържат IPv6 адресация. Услугата стартира от началото на 2017 г.