Zrozumienie struktury adresów IPv6 może na początku przyprawić o zawrót głowy, zwłaszcza gdy jesteśmy przyzwyczajeni do prostych, czterooktetowych adresów IPv4. Zakres 2000::/3 to fundament współczesnego internetu opartego na nowym protokole, ponieważ to właśnie w nim mieszczą się publiczne adresy routowalne w globalnej sieci (tzw. Global Unicast Addresses). Szukanie bezpośredniego "odpowiednika" w IPv4 jest fascynującym ćwiczeniem, które pokazuje gigantyczną skalę przeskoku technologicznego, jakiego dokonaliśmy.

Czym dokładnie jest zakres 2000::/3?

W świecie IPv6 adresy są 128-bitowe. Zapis 2000::/3 oznacza, że pierwsze trzy bity adresu są stałe i z góry określone. Aby zrozumieć, jakie to adresy, musimy spojrzeć na zapis binarny pierwszej cyfry.

Szesnastkowa cyfra 2 to binarnie 0010. Ponieważ prefiks wynosi /3, interesują nas tylko trzy pierwsze bity: 001. To oznacza, że każdy adres IPv6, który zaczyna się od sekwencji bitów 001, wpada do tego worka.

Krok po kroku – wyznaczanie zakresu:

1. Najniższy możliwy adres zaczyna się od 0010 (czyli 2 w systemie szesnastkowym). Stąd bierze się 2000::.
2. Najwyższy możliwy adres w tym zakresie będzie miał bity zaczynające się od 0011 (ponieważ czwarty bit może być już dowolny – 0 lub 1). Binarnie 0011 to w systemie szesnastkowym 3.
3. Zatem teoretyczny zakres publicznych adresów IPv6 GUA (Global Unicast Address) rozciąga się od 2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 do 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff.

W praktyce oznacza to, że wszystkie adresy zaczynające się cyfrą 2 lub 3 są tymi, które spotykasz, przeglądając publiczny internet przez IPv6.

Obliczenia – jak duży jest ten zakres w porównaniu do IPv4?

Aby uświadomić sobie skalę, wykonajmy proste działanie matematyczne.

• Cała przestrzeń IPv6 to ~$2^{128}~#$ adresów.
• Zakres 2000::/3 stanowi dokładnie ~$1/8~#$ całej przestrzeni IPv6 (ponieważ ~$2^3 = 8~#$).
• Liczba adresów w tym zakresie to ~$2^{128-3} = 2^{125}~#$.

Dla porównania, cała pula IPv4 (wliczając adresy prywatne, testowe i rozgłoszeniowe) to zaledwie ~$2^{32}~#$ adresów, czyli około 4,3 miliarda.

Porównanie krok po kroku:

1. Liczba adresów w 2000::/3: ~$2^{125}~#$
2. Liczba adresów w całym IPv4: ~$2^{32}~#$
3. Dzieląc ~$2^{125}~#$ przez ~$2^{32}~#$, otrzymujemy ~$2^{93}~#$.

Wynik ~$2^{93}~#$ to liczba niewyobrażalnie wielka. Oznacza to, że sam tylko publiczny zakres IPv6 jest ~$396 \ 140 \ 812 \ 571 \ 321 \ 687 \ 967 \ 719 \ 751 \ 680~#$ razy większy niż cały internet IPv4.

Odpowiedniki w świecie IPv4

Jeśli szukasz bezpośredniego odpowiednika funkcjonalnego, to w IPv4 jest nim po prostu zakres adresów publicznych. W IPv4 nie ma jednak jednego, eleganckiego prefiksu, który definiowałby wszystkie adresy publiczne.

W IPv4 adresy publiczne to "wszystko, co nie jest zarezerwowane". Do głównych zakresów, które nie są odpowiednikami (bo są prywatne lub specjalne), należą:

• 10.0.0.0/8 (prywatne)
• 172.16.0.0/12 (prywatne)
• 192.168.0.0/16 (prywatne)
• 127.0.0.0/8 (loopback)
• 224.0.0.0/4 (multicast)

Zatem odpowiednikiem 2000::/3 w IPv4 byłaby suma wszystkich pozostałych bloków, takich jak np. dawne klasy A, B i C, które są routowalne w internecie.

Czy istnieje mapowanie 1:1?

Nie istnieje bezpośrednie mapowanie matematyczne między 2000::/3 a konkretnymi adresami IPv4, chyba że korzystamy z mechanizmów przejściowych, takich jak 6to4. W mechanizmie 6to4 (który jest już wypierany) używano specjalnego prefiksu 2002::/16. W tym konkretnym przypadku adres IPv4 był "zaszyty" w adresie IPv6. Na przykład publiczny adres IPv4 192.0.2.1 w formacie 6to4 przybierał postać 2002:c000:0201::.

Ciekawostka: Dlaczego tylko 1/8 przestrzeni?

Możesz się zastanawiać, dlaczego na publiczne adresy przeznaczono "tylko" 1/8 dostępnej przestrzeni IPv6, skoro to i tak astronomiczna liczba. IANA (Internet Assigned Numbers Authority) oraz IETF (Internet Engineering Task Force) zdecydowały się na taki krok, aby zachować ogromną rezerwę na przyszłość. Pozostałe 7/8 przestrzeni (adresy zaczynające się od innych bitów niż 001) czekają na nowe technologie, inne typy adresacji lub po prostu na czasy, gdy te ~$2^{125}~#$ adresów (co jest mało prawdopodobne w dającej się przewidzieć przyszłości) okaże się niewystarczające.

Podsumowując, teoretycznym odpowiednikiem 2000::/3 w IPv4 jest cała pula adresów publicznych (Global Unicast), przy czym skala IPv6 sprawia, że w jednym małym wycinku tego zakresu moglibyśmy zmieścić miliardy dzisiejszych "całych internetów" IPv4.