IPv6 アドレス

[2] IPv6 アドレス (address) は、IPv6 において通信の当事者を識別する番地 (アドレス) です。

仕様書

データモデル

[87] IPv6アドレス (IPv6 address) は、128ビット識別子です >>86。

[88] IPv6アドレスは、8個の16ビット片 (16-bit piece) の順序付きの列です >>86。

IPv6 アドレスの文字列表現

[3] IPv6アドレスは ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 のように16進数を16ビットごとに「:」で区切って表記することになっています。

仕様書

[4] RFC 4291 <http://tools.ietf.org/html/rfc4291>
- 2.2. Text Representation of Addresses
[22] RFC 5952 A Recommendation for IPv6 Address Text Representation (IETF提案標準) <http://tools.ietf.org/html/rfc5952>

構文

[24] 以下で「制約」として述べるのは RFC 5952 によって追加された規定です。実装は引き続きそれに従わない旧来の形式のIPv6アドレスも受け付けなければなりません が、生成する時は制約に従うべきですし、人間が書くときも従うのがよいでしょう (advised)

 >>22 4.。

[25] 以下の「制約」は「しなければなりません」と述べているものの、 >>24 により実質的には「するべきです」レベルの要件になってしまいます。

[6] 好ましい形 (preferred form) は、16進数を16ビット分ずつ8回繰り返す表記です。 >>4 2.2. 1.
- 例: FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210
[7] ただし先導0は省略できます。 >>4 2.2. 1.
- 例: 1080:0:0:0:8:800:200C:417A
- [26] 制約: 先導0は省略しなければなりません。 >>22 4.1.
[8] 0ばかりが続くところは1回だけ「::」により省略できます。 >>4 2.2. 2.
- 例: FF01::43 = FF01:0:0:0:0:0:0:43
- 例: :: = 0:0:0:0:0:0:0:0
- [27] 制約: 最短形でなければなりません。 >>22 4.2.1.
  - 例: 2001:db8::2:1 = × 2001:db8:0:0:0:0:2:1 = × 2001:db8::0:1
- [28] 制約: :: は1つだけの「0」の省略に使ってはなりません。 >>22 4.2.2.
  - 例: 2001:db8:0:1:1:1:1:1 = × 2001:db8::1:1:1:1:1
- [29] 制約: :: は一番長い「0」の連続に使わなければなりません。 >>22 4.2.3.
  - 例: 2001:0:0:1::1 = × 2001::1:0:0:0:1 = × 2001:0:0:1:0:0:0:1
- [30] 制約: :: を使う最長の「0」の連続が複数ある時は最初のものに使わなければなりません。 >>22 4.2.3.
  - 例: 2001:db8::1:0:0:1 = × 2001:db8:0:0:1::1 = × 2001:db8:0:0:1:0:0:1
[9] 最後の32ビットをIPv4アドレス形式で表記できます。 >>4 2.2. 3.
- 例: 0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38
- 例: ::FFFF:129.144.52.38
- [32] IPv4アドレスを埋め込んだものであると接頭辞だけから判断できる場合、この混合表記を用いるべきです。 >>22 5.
[31] 制約: 16進数には小文字を使わなければなりません。 >>22 4.3.
- 「D」と「0」、「8」と「B」のように大文字は紛らわしいからだそうです >>22 3.4.3.。

ABNF 定義

[50] RFC 3986 では構文を ABNF で表現しています。

[51] RFC 3986 Uniform Resource Identifier (URI): Generic Syntax <http://tools.ietf.org/html/rfc3986>
- [52] 3.2.2. Host <http://tools.ietf.org/html/rfc3986#page-21>

[53]

      IPv6address =                            6( h16 ":" ) ls32
                  /                       "::" 5( h16 ":" ) ls32
                  / [               h16 ] "::" 4( h16 ":" ) ls32
                  / [ *1( h16 ":" ) h16 ] "::" 3( h16 ":" ) ls32
                  / [ *2( h16 ":" ) h16 ] "::" 2( h16 ":" ) ls32
                  / [ *3( h16 ":" ) h16 ] "::"    h16 ":"   ls32
                  / [ *4( h16 ":" ) h16 ] "::"              ls32
                  / [ *5( h16 ":" ) h16 ] "::"              h16
                  / [ *6( h16 ":" ) h16 ] "::"

      ls32        = ( h16 ":" h16 ) / IPv4address
                  ; least-significant 32 bits of address

      h16         = 1*4HEXDIG
                  ; 16 bits of address represented in hexadecimal

[54] この定義はかなり厳密ですが、 RFC 5952 の制約は反映されていません。 (時期的にもそうですし、技術的にも困難そうです。)

[55] RFC 5321 にも ABNF 定義がありますが、少し簡潔な分、不完全な定義になっています。

[85] RFC 3875 にも ABNF 定義がありますが、簡潔で不正確になっています。更に、 RFC 3513 を参照しています。

[58] RFC 2821 Simple Mail Transfer Protocol (廃止済み)
- [59] 4.1.3 Address Literals <http://tools.ietf.org/html/rfc2821#section-4.1.3>
[56] RFC 5321 Simple Mail Transfer Protocol
- [57] 4.1.3. Address Literals <http://tools.ietf.org/html/rfc5321#page-44>
[84] RFC 3875 - The Common Gateway Interface (CGI) Version 1.1 (2011-11-20 06:09:05 +09:00 版) <http://tools.ietf.org/html/rfc3875#page-16>

[93] RFC 7239 の節点識別子は RFC 3986 の定義を参照しており、更に RFC 5952 に従うべきとしています。

IPv4 アドレスが埋め込まれた IPv6 アドレス

[36] >>32 によれば事前の知識により IPv4アドレスが埋め込まれていると接頭辞から判断できる IPv6アドレスは混合表記を使うべきです。これに該当する接頭辞は以下のものがあります。

[37] ::/96 (IPv4互換IPv6アドレス) RFC 4291 2.5.5.1.
[38] ::ffff:0:0/96 (IPv4写像IPv6アドレス) RFC 4291 2.5.5.2.
[38] ::ffff:0:0:0/96 (IPv4翻訳IPv6アドレス) RFC 2765
[78] 64:ff9b::/96 (IPv4埋め込みIPv6アドレス) RFC 6052

[39] 2008:db8:: はしばしば IPv4アドレスを埋め込まれて使われるのを見かけますが、これは RFC 3849 で説明用に予約されているアドレス群なので、純粋な IPv6アドレスとして使われることもあり、>>32 には該当しません。

問題点

[10] 16進数表記の1部分の最大桁数が明確に定義されていません。「16ビット分」なので常識的には4桁ですが、先頭に「0」を付ければ同じ意味でいくらでも長くできます。
[11] 16進数アルファベットが明確に定義されていません。例示はすべて大文字になっていますが、小文字でもよいのかは不明確です。
- これは後に RFC 5952 で小文字を使うように指示されています。
[12] IPv4アドレスの表記法が明確に定義されていません。常識扱いされているようです。
[13] >>8 と >>9 により文字列表記が一意に確定しないので、比較など場面によっては困りそうです。
- これは後に RFC 5952 で厳密化されましたが、やはり IPv4アドレスの表記で曖昧性が残ります。
- そもそも IPv4アドレスが埋め込まれているかどうか自体が事前に一意に決定できないので仕方がない面はあります。 RFC 5952 でも >>32 のように若干曖昧な規定となっています。

構文解析

[96] IPv6構文解析器 (IPv6 parser) >>89

[97] ホスト構文解析器から呼び出されます。

歴史

[5] RFC 4291 (>>4) 以前にも、RFC 3513, RFC 2373, RFC 1884 の同じく 2.2. Text Representation of Addresses でIPv6アドレスの文字列表現が定義されていました。これらは同じ RFC の他の部分の変更に伴う改訂で、文字列表現の部分はずっと変更されていません。

[23] >>5 の定義は柔軟で場面によっては却って使いづらいことがあり、RFC 5952 でより好ましい表記方法が選択されることになりました。

[40] RFC 2373 では附属書として文字列表現の ABNF 構文が追加されました。この定義は実は間違っていて、 × 2001:db8:::192.0.2.1 のような正しくないアドレスが生成されるものでした。この ABNF は RFC 3513 でなぜか削除されています。

[41] RFC 3261 (SIP) は RFC 2373 の ABNF をコピペしていたために同じ間違いを抱えており >>48、 RFC 5954 で訂正されています。 RFC 5954 は RFC 3986 からコピペしています。 (同時に IPv4アドレスの構文も厳密化されています。)

RFC 3261 の前の版である RFC 2543 は IPv6 に対応していませんでした。

[60] はじめて IPv6アドレスを URL に導入した RFC 2732 (RFC 3986 により廃止) は、IPv6address の定義を >>40 の RFC 2373 を参照しており、同じ間違いを含有していました。RFC 3986 では独自定義 (>>53) に変更することで修正されています。

IPv6 アドレス接頭辞の文字列表現

[14] IPv6アドレスの接頭辞は「2001:0DB8:0:CD30::/60」のように IPv6アドレスの後に先頭からのビット数を併記して表すことになっています。

仕様書

[15] RFC 4291 <http://tools.ietf.org/html/rfc4291>
- 2.3. Text Representation of Address Prefixes

構文

[17] >>15

IPv6アドレスの文字列表現
/
先頭から何ビット分かを表す整数

[18] IPv6アドレスは任意の文字列表現を使えるので、:: による省略も使えますが、省略を展開してからビット長が適用されることに注意が必要です。

例えば 2001:0DB8::CD30/60 は 2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:0000:CD30/60 と同じ意味で、接頭辞として考えると最後の「CD30」は意味がなくなります。これは接頭辞としてはおかしな表記ですが、 >>20 の用法では意味があります。

歴史

[16] RFC 4291 (>>15) 以前にも、RFC 3513, RFC 2373 の同じく 2.2. Text Representation of Addresses でIPv6アドレスの文字列表現が定義されていました。これらは同じ RFC の他の部分の変更に伴う改訂で、文字列表現の部分はずっと変更されていません。

RFC 2373 の前の版である RFC 1884 の時点では接頭辞の文字列表現は定義されていませんでした。

例

[19] >>15

これらはいずれも接頭辞として 20010DB80000CD3 を表します。

節点のIPv6アドレスと接頭辞の併記

[20] IPv6アドレスの接頭辞の文字列表現を使って、節点 (node) のIPv6アドレスと、その属するネットワークのIPv6アドレスの接頭辞を併記することができます。

[21] 例えば、

... は略して

2001:0DB8:0:CD30:123:4567:89AB:CDEF/60

... と表記できます >>15。

ポート番号との併記

[33] TCP や UDP のポート番号と IPv6アドレスを併記する場合にはいろいろな方法が採られています。 URL などでは「:」が区切りに使われてきましたが、IPv6アドレス内部でも「:」が区切りに使われるため、曖昧性が生じます。 RFC 5952 は基本的には IPv6アドレスを「[」,「]」で括る方法 (URL で採用されている方法) を推奨しています。

仕様書

[34] RFC 5952 A Recommendation for IPv6 Address Text Representation (IETF提案標準) <http://tools.ietf.org/html/rfc5952>
- 6. Notes on Combining IPv6 Addresses with Port Numbers

例

[35] >>34 6.

[2001:db8::1]:80 別途規定がなければこれを使うべきです
2001:db8::1:80 これは使うべきではありません
2001:db8::1.80
2001:db8::1 port 80
2001:db8::1p80
2001:db8::1#80

文脈的に曖昧性がなければ3つ目以降の書式を使っても問題ないとされています。

ドメイン名や IPv4 アドレスとの併記

[42] IPv6アドレスは「:」を使っているので、ドメイン名やIPv4アドレスとは完全に区別ができます。

URL の場合

[43] しかし、URL では >>33 のポート番号の問題があるため、 IPv6アドレスは「[」,「]」で括られることになっており、括られないドメイン名やIPv4アドレスと区別されます。

[44] なお、 URL は将来の版の IP にも対応する構文があり、 [vn....] のように記述できます。「vn.」の部分で IPv6アドレスと区別されます。

電子メール・アドレスの場合

[45] 電子メールのアドレスでは以前からドメイン名はそのまま、 IPv4アドレスは「[」,「]」で括って表記、と区別がされてきました。

[46] IPv6アドレスは「[IPv6:」,「]」となって更に区別されています。

非大域アドレスの表現

[63] 非大域アドレスの表現の方法は RFC 4007 で定義されています。

仕様書

[64] RFC 4007 - IPv6 Scoped Address Architecture <http://tools.ietf.org/html/rfc4007#section-11>

構文

[65]

<address>%<zone_id>

... のように、通常の IPv6アドレスの後に「%」とゾーン識別子を続けます >>64。

[66] ゾーン識別子は、 (区切子と衝突しない限り) 実装依存であり、好きに決められることになっています >>64。ゾーン識別子はネットワーク上を転送されないため、相互運用性に特に寄与しないからです。従って厳密な構文も定められていません。ただし、実装は最低でも数値による指定には対応するべきであるとされています >>64。

[74] 純粋な IPv6アドレスとしてだけではなく、アドレス接頭辞としても用いることができます。

例

アドレスの例

接頭辞の例

[73] fe80::%2/64 >>64

簡潔表現

[82] 1996年4月1日に出版された RFC 1924 では、 85進数によってより短く IPv6アドレスを表現する方法を規定しています。

仕様書

[83] RFC 1924 - A Compact Representation of IPv6 Addresses <http://tools.ietf.org/html/rfc1924>

文脈

[95] IPv6アドレスとIPv4アドレスが用いられる場所や、その両者の区別については、IPアドレスを参照。

メモ

[1] IPv6 validation (and caveats) - Crisp's blog (2009-07-05 12:39:37 +09:00 版) <http://crisp.tweakblogs.net/blog/2031/ipv6-validation-(and-caveats).html>

I started out with the RFC mentioned in the title of the request, which was RFC-2732 which referred to RFC-2373 for the ABNF syntax of IPv6
however, I quickly noticed that this expression (and thus the ABNF in the RFC) couldn't be correct because it doesn't limit the number of hex4 groups and is totally wrong in the way it checks for an IPv4 formatted part.
Luckily this has been fixed in RFC-3986 which mentions the following ABNF
Now that's something else... Also note how this strictly defines the format of an IPv4 address. This either called for a monstrous regular expression or a tokenizing approach. I started out with the latter but quickly abandoned it because it became rather chaotic and didn't perform very well.
These are 3 examples of invalid addresses which pass using PHP's filter_var:
::01.02.03.04 (leading zero's not allowed in IPv4 part digits)
0:0:0:255.255.255.255 (not enough parts and no compression)
1fff::a88:85a3::172.31.128.1 (only one part may be compressed)

[61] RFC 6021 - Common YANG Data Types (2010-10-07 04:53:03 +09:00 版) <http://tools.ietf.org/html/rfc6021>

[62] IPv6アドレスなどのデータ型が定義されています。

[77] IPv6 address - Wikipedia, the free encyclopedia ( (2011-03-03 10:02:13 +09:00 版)) <http://en.wikipedia.org/wiki/IPv6_address>

[81] XMPP は JID において IPv6アドレスを記述できます。 RFC 3920 では IPv6アドレスを直接記述できましたが、 RFC 6122 では RFC 3986 を引用し、 [ と ] で括る方式に改められています。 (非互換変更....)