IPv6 selitettynä

IPv6 (RFC 8200) suunniteltiin 1990-luvulla, kun oli selvää, että IPv4:n 4,3 miljardia osoitetta loppuisivat. IPv6-osoitteessa on 128 bittiä: 2¹²⁸ eli noin 3,4 × 10³⁸ osoitetta. Olennaista ei ole suuri luku sinänsä, vaan se, että jokainen verkko saa niin paljon osoiteavaruutta kuin tarvitsee ja jokaisella laitteella voi taas olla maailmanlaajuisesti tavoitettava osoite – ilman NAT:ia.

IPv6 ei ole IPv4:n päivitys; protokollat toimivat rinnakkain (dual stack). Nykyään suuri ja kasvava osa suurten palvelujen liikenteestä kulkee IPv6:n yli, erityisesti mobiiliverkoissa. Käyttöönoton laajuus vaihtelee operaattoreittain ja liittymittäin, ja monissa kotiliittymissä on edelleen vain IPv4.

IPv6-osoite kirjoitetaan kahdeksana neljän heksadesimaalinumeron ryhmänä, jotka erotetaan kaksoispisteillä:

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

Jokainen ryhmä on 16 bittiä. Heksadesimaalinumerot ovat 0–9 ja a–f; isot ja pienet kirjaimet tarkoittavat samaa, mutta käytäntö on käyttää pieniä.

Pitkät nollajaksot ovat yleisiä, joten osoitteen lyhentämiseen on kaksi sääntöä (RFC 4291), ja RFC 5952 määrittelee ainoan oikean tavan käyttää niitä:

1. Jätä etunollat pois jokaisesta ryhmästä: 0db8 → db8, 0042 → 42, 0000 → 0.
2. Korvaa nollaryhmien jakso merkinnällä :: – pisin jakso, ensimmäinen jos kaksi on yhtä pitkiä, ja vain jos jaksossa on vähintään kaksi ryhmää. :: saa esiintyä vain kerran, muuten osoite olisi monitulkintainen.

Näin 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 lyhenee muotoon 2001:db8::ff00:42:8329. Loopback-osoite 0:0:0:0:0:0:0:1 kirjoitetaan ::1, ja määrittelemätön osoite on pelkkä ::.

Kokeile mitä tahansa osoitetta alla olevalla työkalulla – se näyttää laajennetun ja kanonisen muodon rinnakkain. Kokonaisen luettelon voit muuntaa IPv6:n lyhennys ja laajennus -työkalulla.

IPv6 käyttää CIDR-merkintää aivan kuten IPv4. Tyypillinen globaali unicast-osoite jakautuu näin:

• Reititysprefiksi (yleensä /48 tai /56) – operaattori antaa sen toimipisteelle tai kotiliittymälle.
• Aliverkon tunniste – bitit /64:ään asti, joilla toimipisteen verkot numeroidaan. /48-lohkoon mahtuu 65 536 aliverkkoa.
• Liitäntätunniste (viimeiset 64 bittiä) – yksilöi laitteen omassa verkossaan.

Yksittäinen lähiverkko on lähes aina /64. Automaattinen osoitekonfiguraatio (SLAAC) perustuu siihen: laitteet valitsevat omat liitäntätunnisteensa, nykyään yksityisyyssyistä satunnaisesti (RFC 8981), ja vaihtavat niitä säännöllisesti.

• Globaali unicast 2000::/3 – julkiset, reititettävät osoitteet.
• Link-local fe80::/10 – jokaisella IPv6-liitännällä on sellainen; se toimii vain paikallisessa linkissä ja on käytössä naapurien löytämisessä ja reititysprotokollissa.
• Unique local fc00::/7 (käytännössä fd00::/8) – yksityisten osoitteiden IPv6-vastine (RFC 4193).
• Multicast ff00::/8 – IPv6:ssa ei ole broadcastia; multicast-ryhmät korvaavat sen.
• Loopback ::1 ja määrittelemätön ::.
• IPv4-mapattu ::ffff:0:0/96 – näin IPv6-ohjelmat esittävät IPv4-vastapuolen, esimerkiksi ::ffff:192.0.2.1.
• Dokumentaatio 2001:db8::/32 ja 3fff::/20 – esimerkkejä varten, kuten tämän sivun esimerkit.

Koko luettelo varatuista IPv6-lohkoista, luotuna IANA:n rekisteristä, jota sivuston luokittelu käyttää:

Selain ottaa yhteyden yhden osoiteperheen kautta kerrallaan. Kun kumpikin toimii, se suosii yleensä IPv6:ta (Happy Eyeballs, RFC 8305). Näyttääkseen molemmat osoitteet ipaddress.fi pyytää selaintasi ottamaan yhteyden kahteen lisänimeen: toisella on vain IPv4-tietue (A), toisella vain IPv6-tietue (AAAA). Kumpikin näkee osoitteesi omassa osoiteperheessään. Jos IPv6-pyyntö epäonnistuu, yhteydessäsi ei ole toimivaa IPv6:ta.