معماری آدرس‌ دهی در IPv6

تعاریف کلیدی

• IPv6 Address : یک شناسه ۱۲۸ بیتی یکتا که به interface شبکه اختصاص داده می‌شود.
• Prefix : بخش ابتدایی آدرس IPv6 که محدوده یا شبکه را مشخص می‌کند (مشابه Subnet در IPv4).
• Interface ID : بخش انتهایی آدرس که به صورت یکتا یک interface را مشخص می‌کند.
• Address Scope (حوزه آدرس): محدوده‌ای که آدرس در آن معتبر است (مانند link-local، global).
• Subnetting: تقسیم‌ بندی فضای آدرس برای مدیریت بهتر و سازمان‌ دهی شبکه.

فرمت آدرس IPv6 (IPv6 Address Format)

آدرس‌های IPv6 به صورت HexaDecimal نوشته می‌شوند و با علامت : جدا می‌شوند.

نمونه:

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

📌 نکات مهم:

• هر بلاک → ۱۶ بیت (۴ رقم HexaDecimal)
• کل آدرس → ۸ بلاک = ۱۲۸ بیت
• حذف صفر ها:
  • پیشروها (Leading Zeros) حذف می‌شوند → 0db8 → db8
  • یک یا چند بلاک صفر متوالی → :: (فقط یک‌ بار در آدرس قابل استفاده است)

مثال ساده‌شده:

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

انواع آدرس‌ها و حوزه‌ها (Address Types and Scopes)

IPv6 سه نوع آدرس اصلی دارد:

Unicast

• برای شناسایی یک interface خاص.
• انواع:
  • Global Unicast (مشابه Public IPv4، قابل مسیریابی در اینترنت)
  • Link-Local (برای ارتباط در یک لینک، همیشه با fe80::/10 شروع می‌شود)
  • Unique Local Address – ULA (مشابه Private IPv4، برای استفاده داخلی شبکه)

Multicast

• یک آدرس برای ارسال به چند مقصد خاص (همه عضو های یک گروه).
• جایگزین Broadcast در IPv4 است.

Anycast

• یک آدرس برای چند اینترفیس → بسته به نزدیک‌ترین مسیر، یکی از آن‌ها پاسخ می‌دهد.
• کاربرد: سرورهای DNS توزیع‌ شده.

پیشوند و زیر شبکه‌بندی در IPv6 (Prefix and Subnetting)

• در IPv6 معمولاً از پیشوند /64 استفاده می‌شود.
• /64 یعنی: ۶۴ بیت اول → Prefix، ۶۴ بیت آخر → Interface ID.
• برای سازمان‌ها و ISPها → تخصیص‌های بزرگ‌تر مثل /48 یا /32 مرسوم است.

نمونه:

2001:db8:abcd:12::/64

2001:db8:abcd:12::/64

📌 این محدوده می‌تواند میلیون‌ها آدرس یکتا تولید کند.

پیکربندی آدرس در IPv6 (Stateless vs Stateful)

دو روش اصلی برای اختصاص آدرس به کلاینت‌ ها وجود دارد:

Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC)

• دستگاه به‌ طور خودکار آدرس را از Prefix شبکه تولید می‌کند.
• نیاز به DHCP ندارد.
• از پروتکل Neighbor Discovery (NDP) استفاده می‌کند.

Stateful Configuration (DHCPv6)

• مشابه DHCP در IPv4.
• سرور DHCPv6 آدرس‌ها را مدیریت و اختصاص می‌دهد.

📌 ترکیبی هم ممکن است: SLAAC برای آدرس‌ دهی + DHCPv6 برای تنظیمات دیگر (مثل DNS).

📝 توضیحات تکمیلی

• آدرس‌های Link-Local همیشه روی هر اینترفیس وجود دارند (حتی اگر هیچ تنظیمی انجام نشود).
• IPv6 عملاً مفهوم Broadcast را حذف کرده و Multicast را جایگزین کرده است.
• استفاده از Anycast در سرویس‌های جهانی باعث افزایش سرعت و پایداری سرویس‌ها می‌شود.