IPv6のグローバルユニキャストアドレスとリンクローカルユニキャストアドレスについて

■IPv6の（ユニキャスト）アドレスには、
グローバルのもの、リンクローカルのもの、ユニークローカルのものとがある

　IPv6のユニキャストアドレスとは、特定のインターフェイスに割り当てられるアドレスのことである。
これは、旧来のIPv4でいうところの「アドレス」の概念でイメージすればいい。
このユニキャストアドレスを使って、特定の通信相手にアクセスできる。

　ただし、ユニキャストアドレスはそのアドレスが通用する範囲（= スコープ）によって、3種類に分類される。
グローバルユニキャストアドレス（GUA）と、リンクローカルユニキャストアドレス（LUA）、
それから、ユニークローカルユニキャストアドレス（ULA）である。

　グローバルスコープのユニキャストアドレス（GUA）は、
IPv4のグローバルアドレスのように、世界で一つのアドレスである。
これを使ってIPv6のインターネットにアクセスすることができる。

　リンクローカルスコープのユニキャストアドレス（LUA）は、
ルーターを超えない範囲で使用可能なアドレスである。
このアドレスは、DHCPサーバーなどに依存することなく自律的に決定され、インターフェイスに設定される。
インターフェイスは、必ず、このリンクローカルユニキャストアドレスを持つことになっている。



■IPv6アドレスの表記の仕方について

　まず、IPv6アドレスは次のように16進数で表記される。
（ただし、一つの「x」は4bit列を示し、これは「0～f」までの１６進数の文字で表記される。）
xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

4bit×4＝16bit　・・・コロンで区切られた間のビット列の長さ
そしてこのビット列が8ブロックあるので、16bit×8＝128bit　である。


　また、表記には省略記法がある。

・コロンで区切られた間の16ビット列において、
その先頭から連続している（4bit列の）「 0 」は、最後のものを除いて省略できる。

(例)　:0001: → :1:
(例)　:0000: → :0:

・コロンで区切られた間の16ビット列がすべて「0」のブロックと、こういうブロックが連続する区間は、
数値を表記せずに、「：：」のようにコロンで閉じて表記できる。
ただし、128bit列の中で、ただ一か所でしか用いることはできない。

(例)　:0000:　→ ::
(例)　:0000:0000:0000:　→ ::



■グローバルユニキャストアドレスと、リンクローカルユニキャストアドレスの区別の仕方

　IPv6アドレスは128bitもの長さがある。

このうち、アドレスビット列の特徴ある始め方によって、
グローバルユニキャストアドレスと、リンクローカルユニキャストアドレスは、区分されている。


・グローバルユニキャストアドレス

128bit列のうち、初めの3bitが [ 001 ] のものは、グローバルユニキャストアドレスである。


これについて、上記の例で示した１６進数文字の列を持ってきて、考える。

（ただし、一つの「x」は4bit列を示し、「0～f」までの１６進数の文字で表記される。）
xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx

xは、4bit列なので、初めの3bitが [ 001 ] ということは、
この4bit列が、[ 0010 ] あるいは [ 0011 ] の２通りが存在するということになる。
4bit列 [ 0010 ] の場合は、xは（16進数で示すので）「2」という文字で示される。　・・・（１）
4bit列 [ 0011 ] の場合は、xは（16進数で示すので）「3」という文字で示される。　・・・（２）


そして、この初めの3bitが [ 001 ] になるグローバルユニキャストアドレス全範囲を表すとき、
初めの3bit [ 001 ] は予約されて不変であるが、残りのbitは可変であることを示すために、
「　/3　」を付加し、また残りの4bit列はすべてbit値を [ 0 ] で表すれば、

コロンで区切られるブロック（16bit列）は、省略の場合を除いてすべての１６進数文字を表記するので、
（１）は、「 2000::/3 」　という１６進数表記で示され、
（２）は、「 3000::/3 」　という１６進数表記で示される。


それぞれ、bitで表記すれば、（/3のところで、スラッシュを入れてみた）

001/0 0000 0000 0000　・・・　（１）
001/1 0000 0000 0000　・・・　（２）

ということになる。
どちらも先頭の3bitは、[ 001 ]　である。

だから、可変部分のbit列をすべて 値 0 で示すのなら、ちょうど上のbit列（１）の場合に相当するので、
2000::/3　という書き方だけで、グローバルユニキャストアドレスを代表させられる。
これは、IPv4の、ネットワークアドレスの書き方と同じような考え方をしている。

グローバルユニキャストアドレスの全範囲を列挙するように示せば、
2000::/3　～ 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff/3　ということになる。



・リンクローカルユニキャストアドレス

128bit列のうち、初めの10bitが [ 1111 1110 10 ] のものは、リンクローカルユニキャストアドレスである。

予約されているのは、初めの10bitが、[ 1111 1110 10 ]である。


・bit列　1111　は、１６進数の文字で表記すれば、「　f　」になる。

・bit列　1110　は、１６進数の文字で表記すれば、「　e　」になる。

・bit列　10　は、１６進数で示す4bit列において、初めの2bit列が、[ 10 ]ということなので、
これを満たす4bit列は次のように4通りになり、それぞれ「　１６進数の文字　」で表記できる。
ただし、それぞれスラッシュで区切った先頭の2bit列 [ 10 ] だけが予約bit列に含まれている。

10/00　　「　8　」　・・・（１）
10/01　　「　9　」　・・・（２）
10/10　　「　a　」　・・・（３）
10/11　　「　b　」　・・・（４）

 この初めの10bitが [ 1111 1110 10 ] になるリンクローカルユニキャストアドレス全範囲を表すとき、
初めの10bit [ 1111 1110 10 ] は予約されて不変であるが、残りのbitは可変であることを示すために、
「　/10　」を付加し、残りの4bit列はすべてbit値を [ 0 ] で表すとすれば、

コロンで区切られるブロック（16bit列）は、省略の場合を除いてすべての１６進数文字を表記するので、

（１）の場合、fe80::/10
（２）の場合、fe90::/10
（３）の場合、fea0::/10
（４）の場合、feb0::/10

になる。

そうしてさらに、可変部分のbit列をすべて 値 0 で示すのなら、
fe80::/10　という書き方だけで、リンクローカルユニキャストアドレスを代表させられる。
これは、IPv4の、ネットワークアドレスの書き方と同じような考え方をしている。

リンクローカルユニキャストアドレスの全範囲を列挙するように示せば、
fe80::/10　～ febf:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff/10　ということになる。



（参考）
・IPv6
< http://ja.wikipedia.org/wiki/IPv6 > 2013年1月15日