教案ip網絡技術ipv

1、IPv6與IPv4的比較南京郵電學院通信工程系 葉玲 對 于 廣 域 網 的 五 種 交 換 技 術 電 路 交 換 報 文 交 換 分 組 交 換 幀 中 繼 信 元 中 繼 名 字、 地 址 與 互 連 網 絡 層 的 關 系 目 的MAC 地 址、 源MAC 地 址 目 的 服 務 訪 問 點/ 以 太 類 型、 源 服 務 訪 問 點 目 的IP 地 址、 源IP 地 址 協(xié) 議 標 識 符 目 的 端 口、 源 端 口 目 的 用 戶 名 字、 源 用 戶 名 字 用 戶 數(shù) 據(jù) 有 關IPv4IP 地 址 分 五 類：A、B、C、D、EIP 地 址 的 格 式：IP 地 址 網 絡

2、 地 址 主 機 地 址IP 的 私 用 地 址：RFC1597 規(guī) 定A：10.0.0.0 到10.255.255.255B: 172.16.0.0 到172.31.255.255C: 192.168.0.0 到192.168.255.255 有 關IPv4 的 協(xié) 議IP 協(xié) 議ICMP 協(xié) 議ARP/RARP（BOOTP） 協(xié) 議IGMP 協(xié) 議IP 與X.121 的 地 址 映 射（RFC1236） 主 機 標 識 符h 和i的 組 合（P45） 無 類 域 間 路 由 選 擇（CIDR） 多 個C 類 網 絡 在 路 由 選 擇 表 中 公 用 一 個 表 項， 見RFC1518、1

3、519、1466、1447IPv6對IPv4的改動概述1.IPv6地址概述2.新增概念3.擴充了地址容量4.簡化了報頭格式5.增強了對選項和擴展的支持6.增加了流標志能力7.擴展了驗證和加密能力IPv6對IPv4的改動概述8.IPv6對分組尺寸考慮.9.IPv6對分組優(yōu)先級的改動10.IPv6和高層協(xié)議IPv6地址概述IPv6地址長為128位。分為三種地址類型：unicast(單址通信地址），anycast(任意址通信地址）。在IPv6中沒有廣播地址，而使用multicast實現(xiàn)廣播通信。在這里，地址字段都有一個名稱，比如subscriber（用戶），當這個名稱后面加上“ID”，則它表示的是字

4、段的內容；當它跟一個術語“prefix”,則它表示的是從地址的開始到本字段所包含的全部內容。單 址 通 信 地 址 單 址 通 信 地 址： 與IPv4 的 無 類 別 域 間 路 由 選 擇（CIRD） 類 似， 但IPv6 可 按 位 屏 蔽。IPv6 有 幾 種 單 址 通 信 地 址， 如： 基 于 供 方 的 全 局 單 址 通 信 地 址， 基 于 地 理 位 置 的 單 址 通 信 地 址、OSI 網 絡 服 務 訪 問 點（NSAP）、Novell IPX 層 次 地 址、 位 置 本 地 地 址、 鏈 路 本 地 地 址、 兼 容IPv4 地 址 的 主 機 地 址 等。 任

5、 意 通 信 地 址任 意 通 信 地 址：用于向一個結點中的任意組中的任意一員發(fā)送數(shù)據(jù)包。 其 特 點 是 凡 是 發(fā) 送 到 該 地 址 的 包， 將 根 據(jù) 路 由 協(xié)議 的 距 離 度 量， 發(fā) 送 到 擁 有 此 地 址 的 最 近 的 那 個 接 口。 任 意 通 信 地 址 的 用 法： 識別 一個ISP 的 路 由 器 集 合； 識 別 連 接 一 個 特 定 子 網 的 路 由 器 集 合； 識 別 屬 于 一 個 特 定 路 由 區(qū) 域 的 路 由 器 的 集 合 等。 任 意 通 信 地 址 的 限 制： 任 意 通 信 地 址 不 能 作 為IPv6 分 組 的 源 地

6、 址； 任 意 通 信 地 址 不 能 分 配 給 一 個IPv6 主 機， 只 能 分 配 給IPv6 的 服 務 器 多 址 通 信 地 址 用 于 標 識 一 組 結 點， 一 個 結 點 可 以 屬 于 任 意 一 組 多 址 通 信 地 址。 地 址 開 始 部 分 的8bit 全“1” 表 示 此 地 址 為 多 址 通 信 地 址。 用 組 標 識 符 指 定 在 給 定 范 圍 內 永 久 或 臨 時 的 多 址 通 信 組。 永 久 多 址 地 址 的 意 義 與 范 圍 值 獨 立， 非 永 久 多 址 地 址 僅 在 給 定 范 圍 有 效。IPv6新增術語（1）結點（n

7、ode):一個應用IPv6的設備路由器（router):一個將IPv6包轉發(fā)的結 點，除非那些包很明確是發(fā)給自身的。上層（upper layer）：IPv6之上緊挨的協(xié) 議層。鏈路（link):在鏈路上，結點用以通信的通信實體或是媒體。包（packet):一個IPv6報頭加上負荷IPv6新增術語（2）近鄰（neighbours):連接在同一鏈路上的結點接口（interface):結點到鏈路的連接。地址（address):IP v6中一個接口或一組接口的層標識。鏈路MTU（link MTU):最大傳送單元，即以字節(jié)表示的最大包長，它在一個鏈路上可以一次傳送完畢。IPv6新增術語（3）路徑 最 大

8、 傳 輸 單 元（path MTU):源結點和目的結點間一條路徑上所有鏈路中最小的鏈路MTU。IPv6 的 報 頭IPv6 的 報 頭 格 式 版 本（4bit）、 優(yōu) 先 級（4bit）、 流 標 志（24bit）、 負 荷 長（16bit 無 符 號 整 型 數(shù)）、 下 一 個 報 頭（8bit 選 擇 器， 表 示 后 面 報 頭 的 類 型）、 跳 數(shù) 限 制（Top Limit）（8bit 無 符 號 整 型 數(shù)）、 源 地址（128bit)、 目 標 地 址(128bit) IPv6 的 擴 展 報 頭： 在IPv6 中， 可 選 的 因 特 網 信 息 在 獨 立 的 報 頭 中

9、 編 碼， 這 些 報 頭 可 以 放 在IPv6 報 頭 和 上 一 層 報 頭 之 間， 可 以 是0 到 多 個。IPv6 擴 展 報 頭 的 類 型 和 順 序1、IPv6 報 頭2、Hop-by-Hop 選 項 報 頭3、Destination 報 頭4、Routing 報 頭( 類 型0）5、Fragment 報 頭6、Authentication 報 頭7、Encapsulating Security Payload 報 頭8、Destination 選 項 報 頭9、Upper-Layer 報 頭 注： 當 “下 一 個 報 頭” 字 段 值 為59 時 表 示 后 面 什 么

10、 也 沒 有。IPv4 到IPv6 的 改 動IPv6對地址容量的擴充簡化了的報頭格式增強了對選項和擴展的支持流標志能力驗證和加密能力IPv6對地址容量的擴充(1)IPv6將地址的大小從IPv4的32位擴展為128位，以支持更多級的地址層次、更多的帶有地址的結點數(shù)量，以及更加簡單的地址自動配置。通過在組播地址中增加“scope”域，增強了組播路由的規(guī)模。并且IPv6中定義了一種名為“ 任意 通信 地 址anycast address”的新地址類型，用于向一個結點中的任意組中的任意一員發(fā)送數(shù)據(jù)包。 其 特 點 是 凡 是 發(fā) 送 到 該 地 址 的 包， 將 根 據(jù) 路 由 協(xié)議 的 距 離 度

11、 量， 發(fā) 送 到 擁 有 此 地 址 的 最 近 的 那 個 接 口。IPv6對地址容量的擴充(2)主機和路由器的IPv6轉換技術可動態(tài)地使IPv6分組穿過IPv4路由選擇系統(tǒng)的各個部分。使用這種技術的IPv6節(jié)點都分配有特殊的IPv6單址通信地址。在地址的后32位是IPv4地址。這種類型的地址被稱作兼容IPv4的IPv6地址。 另外，還定義了一個內嵌IPv4的IPv6地址，這種地址將不支持IPv6結點（IPv4-only)的地址表示為IPv6地址。這種地址稱作映射IPv4的IPv6地址（IPv4-mapping address).簡化了的報頭格式一些IPv4報頭域被刪除或作了可選項，以減少

12、一般情況下一個包的處理時間。并且，這樣可以限制IPv6報頭所占的帶寬耗費。 增強了對選項和擴展的支持IPv6中，IP報頭選項被編碼。這種變化使得數(shù)據(jù)轉發(fā)更加有效，并使得對選項長度的限制不象以前那樣嚴格。而且為將來增添新的選項提供了更大的靈活性。選項類型標識被內部編碼，這樣使得處理IPv6的結點在無法辯認選項類型時，標識的最高兩位能夠確定它所要采取的操作:增強了對選項和擴展的支持00 跳過選項，開始處理報頭0 1 拋棄這個包10 拋棄這個包，并且不論這個包的目的地址是否是組播地址，都發(fā)送一個ICMP參數(shù)問題（類型碼2）信息到這個包的源結點，指出錯誤為：不可識別的選項類型。11 拋棄這個包，并且僅

13、當這個包的地址不是一個組播地址時，才發(fā)出一個ICMP參數(shù)問題（類型碼2）信息到這個包的源結點，指出錯誤為：不可識別的選項類型。流標志能力（1）當發(fā)送方要求對特殊路徑流加以特殊處理時（比如說要求非默認的服務質量或是實時服務時），可以對這個流中的包加以標志。源端可以用IPv6報頭中24位的流標（Flow Labels)字段來標識那些需要IPv6路由器作特殊處理的分組，諸如非缺省的服務質量或實時服務。流標志能力（2）IPv6的這個方面還是實驗性的，并且服從于Internet中流量支持要求的變化。不支持流標字段的主機或路由器在生產分組時必須將這個字段設置為0，在收到分組時忽略這個字段，傳輸分組時也不改

14、變這個字段。驗證和加密能力 IPv6在以下方面作為擴展：支持驗證，支持數(shù)據(jù)集成，支持數(shù)據(jù)加密。IPv6分組尺寸考慮IPv6要求在Internet中的每一條鏈路上都有一個至少576字節(jié)的MTU。在任何一條不能傳送整塊576字節(jié)大小的分組的鏈路上，必須提供特定鏈路分段和重組的功能。與IPv4不一樣，要執(zhí)行“通路MPT發(fā)現(xiàn)”，不需要在IPv6分組報頭中設置“不分段”標志，那是每個IPv6分組的隱含屬性。IPv6分組優(yōu)先級與IPv4報頭3比特的優(yōu)先級字段相比，IPv6報頭中4比特的優(yōu)先級字段使得源端可以為分組標上期望的的傳輸優(yōu)先級，這和同一源的其他分組有關。優(yōu)先級值劃分為兩個范圍：0到7用來指明源提供

15、擁塞控制信息流的優(yōu)先級，也就是那些反饋擁塞狀況的信息流，如TCP信息流。8到15用來指明那引起不反饋擁塞狀況信息流的優(yōu)先級。如定速傳送的實時分組。IPv6和高層協(xié)議（1）任何一個在其校驗和計算中要包括來自IP報頭地址的傳輸層協(xié)議或其他高層協(xié)議，在IPv6上運行時都必須修改為包含128位的IPv6地址而不是32位的IPv4地址。 與IPv4不同，當從一個IPv6的結點發(fā)送UDP分組時，UDP分組校驗和并非可選的，也就是說，無論何時發(fā)出一個UDP分組，IPv6結點必須計算該分組和偽報頭pseudo-header的校驗和，并將校驗和為0的分組丟棄。IPv6和高層協(xié)議（2）分組的最大壽命：與IPv4不

16、同，IPv6結點并非必須應用分組的最大壽命，這就是為何IPv4中的Time to Live字段更名為IPv6中的“Hop Limit”字段的原因。 在 計 算 上 層 數(shù) 據(jù) 的 最 大 凈 荷 長 度 時， 上 層 協(xié) 議 必 須 將IPv6 報 頭 比IPv4 報 頭 長 的 因 素 考 慮 進 去。IPv6 與 地 址 解 析IPv6 中 的 地 址 解 析 和 鄰 居 搜 索 并 沒 有 在ARP 操 作 中 定 義， IPv6是 在ICMP 操 作 中 定 義 為 路 由 器 請 求、 路 由 器 通 告、 鄰 居 請 求 和 鄰 居 通告。 IPv6 與ICMPIPv6 帶 來 了

17、IP 地 址 的 修 改， 而ICMP 要 使 用IP， 則ICMP 也 必 須 修 改， 修改 后 的ICMP 與 原ICMP 不 兼 容。IPv4 中 的IGMP 協(xié) 議 被 合 并 到ICMP 中， 即IPv6 中 無IGMP。IPv6 與IPv4格 式 一 樣， 包 含 一 個 類 型 字 段、 代 碼 字 段、 校 驗 和 可 變 長 的 數(shù) 據(jù) 部 分。IPv6 目 前 定 義 了14 種 報 文 類 型。 而 原IPv4 僅 有11 種 報 文 類 型。 下 面 對 其 作 一 比 較。IPv6 與IPv4 的ICMP 的 比 較IPv6 的ICMP 報 文 類 型IPv4 的I

18、CMP 報 文 類 型1 報 宿 不 可 到 達0 Echo 應 答2 分 組 太 大3 目 的 地 不 可 到 達3 超 時4 源 中 斷4 參 數(shù) 問 題5 重 定 向128 回 聲 請 求8 Echo 請 求129 回 聲 應 答11 數(shù) 據(jù) 報 超 時130 組 成 員 關 系 詢 問12 數(shù) 據(jù) 報 參 數(shù) 有 問 題131 組 成 員 關 系 報 告13 時 間 戳 請 求132 組 成 員 關 系 終 止 14 時 間 戳 響 應133 路 由 器 請 求17 地 址 屏 蔽 請 求134 路 由 器 通 告18 地 址 屏 蔽 響 應135 鄰 居 請 求136 鄰 居 通 告137 重 定 向IPv6 與TCP、UDP 由 于TCP 和UDP 使 用IP 地 址， 在TCP