第7章下一代網(wǎng)際協(xié)議IPV6

第7章下一代網(wǎng)際協(xié)議IPv67.1概述7.2IPv6地址7.3IPv6基本格式7.4IPv6擴(kuò)展首部介紹7.1概述1．地址枯竭2.NAT技術(shù)局限3．路由表膨脹4．地址配置不夠簡(jiǎn)便5．安全性不足6．QoS（服務(wù)質(zhì)量）難以滿足需求7.2IPv6地址在IPv6中，每個(gè)地址占128bit，地址空間大于3.4×1038。如果整個(gè)地球表面（包括陸地和水面）都覆蓋著計(jì)算機(jī)，那么IPv6允許每平方米擁有7×1023個(gè)IP地址。1IPv6地址格式IPv4地址：32bit，4個(gè)字節(jié)（Byte）點(diǎn)分十進(jìn)制表示：d.d.d.dIPv6地址：128位，16個(gè)字節(jié)00100001110110100000000011010011000000000000000000101111001110110000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010IPv6地址二進(jìn)制表示1IPv6地址格式1.首選格式

冒號(hào)十六進(jìn)制表示法。地址被分成8段，每16位為一段，用“:”分隔。形如：X:X:X:X:X:X:X:X（X代表一個(gè)4位十六進(jìn)制數(shù)）。如：表示成：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF001000000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111111IPv6地址格式1.首選格式

為了縮短書(shū)寫長(zhǎng)度，前導(dǎo)零可以刪除，但是每段至少要有一個(gè)數(shù)字，如：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF

2001:410:0:1:0:0:0:45FF

1IPv6地址格式2.壓縮格式

多個(gè)連續(xù)為0的段可用::表示。如：2001:410:0:1:0:0:0:45FF

2001:410:0:1::45FF

1IPv6地址格式2.壓縮格式

以下是錯(cuò)誤的壓縮表示：::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5壓縮成FF02:3::52000:5AC:0:0:0:0:2008:B8742000:5AC::2008:B874FF02:0:0:0:0:0:0:1010FF02::10100:0:0:0:0:0:0:1::10:0:0:0:0:0:0:0::更多例子：::在整個(gè)地址中只能出現(xiàn)一次！0010000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000000000000000000000010001011111111100100000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ff1IPv6地址格式3.內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址一般格式為：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，是在IPv4向IPv6過(guò)渡機(jī)制中特有的地址表示方法，主要包含有兩種：IPv4兼容IPv6地址IPv4映射IPv6地址IPv4兼容IPv6地址用于在IPv4網(wǎng)絡(luò)上建立自動(dòng)隧道，傳輸IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文如：0:0:0:0:0:0:或者::IPv4映射IPv6地址僅用于IPv4/IPv6雙棧節(jié)點(diǎn)內(nèi)部使用如：0:0:0:0:0:FFFF:或者::FFFF:2IPv6地址分類IPv6編址多播單播任意播分配的地址被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)地址本地鏈路地址可聚合全球單播地址本地站點(diǎn)地址未指定的回環(huán)地址本地鏈路地址可聚合全球單播地址本地站點(diǎn)地址IPv4兼容地址FF00::/8FF02::1:FF00:0000/104FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/10::/128::1/128FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/100:0:0:0:0::/962IPv6地址分類單播地址與IPv4中單播含義類似組播地址與IPv4中組播含義類似任播地址新的地址類型ABDCA將分組發(fā)給B的單播地址，誰(shuí)會(huì)接收？2IPv6地址分類單播地址ABDCB、C在一個(gè)組播組中，A將數(shù)據(jù)發(fā)給該組的地址，誰(shuí)會(huì)接收？2IPv6地址分類組播地址AB路由器C、D、E使用同一任播地址，A向該地址發(fā)包，誰(shuí)會(huì)接收？2IPv6地址分類任播地址CDEAB路由器C、D、E使用同一任播地址，B向該地址發(fā)包，誰(shuí)會(huì)接收？2IPv6地址分類任播地址CDEIPv6單播地址范圍：全局站點(diǎn)本地鏈路本地可聚合全球單播地址鏈路本地地址惟一本地地址（取代站點(diǎn)本地地址）IPv6單播地址鏈路本地范圍：IPv6單播地址站點(diǎn)本地范圍：InternetIPv6單播地址全局（全球）范圍：InternetIPv6單播地址類型：可聚合全球單播地址鏈路本地地址惟一本地地址（取代站點(diǎn)本地地址）特殊地址和保留地址EUI-64接口標(biāo)識(shí)擴(kuò)展惟一標(biāo)識(shí)符，IEEE定義，64比特在以太網(wǎng)接口上，由48位以太網(wǎng)鏈路層地址轉(zhuǎn)換而來(lái)00503EE44C00FFOUIIDFEE44C0000503E000000X0FFFEE44C0002503EX=1表示全球管理X=0表示本地管理MAC地址插入FFFE設(shè)置U/L位生成EUI-64特殊地址與兼容地址特殊地址主要有兩類：未指定地址和環(huán)回地址全“0”（0:0:0:0:0:0:0:0或::）代表了IPv6的未指定地址。表示某一個(gè)地址不可用，在報(bào)文中的源地址未指定時(shí)使用。0:0:0:0:0:0:0:1或::1代表了環(huán)回地址。只在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部有效。兼容地址用于IPv4向IPv6的遷移過(guò)渡期IPv6組播地址一個(gè)組播地址標(biāo)識(shí)了一組接口。目的地址為組播地址的分組被發(fā)送到所有組成員。組播地址只能作為目的地址而不能用作源地址。

IPv6組播地址的高8位每位設(shè)置為1，即FF00::/8IPv6任播地址任播地址從單播地址空間中分配。幾乎沒(méi)有這種地址類型的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，雖然在RFC3513中給出了一些使用實(shí)例。3無(wú)狀態(tài)地址分配IPv6單播地址配置可以分為手動(dòng)地址配置和自動(dòng)地址配置兩種方式。自動(dòng)地址配置方式又可以分為無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置和有狀態(tài)地址自動(dòng)配置兩種。3無(wú)狀態(tài)地址分配

在無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置過(guò)程中，路由器負(fù)責(zé)前綴通告。節(jié)點(diǎn)收到路由器通告的地址前綴后，加上自動(dòng)生成的地址后綴（接口ID）即可得到完整的地址。節(jié)點(diǎn)在生成地址后綴時(shí)，一般使用EUI-64方法基于MAC地址生成，因此在同一網(wǎng)段中不會(huì)出現(xiàn)地址沖突。7.3IPv6基本格式封裝層次

IPv6基本報(bào)頭

IPv6擴(kuò)展報(bào)頭上層協(xié)議PDU擴(kuò)展報(bào)頭1擴(kuò)展報(bào)頭2……擴(kuò)展報(bào)頭npayloadIPv6packet幀頭幀尾7.3IPv6基本格式報(bào)頭長(zhǎng)度固定為40字節(jié)VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式Version：長(zhǎng)度4位，值為6。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式TrafficClass：流分類。

用于區(qū)分不同級(jí)別的報(bào)文，相當(dāng)于IPv4的TOS字段。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式FlowLabel：流標(biāo)記。新增字段，20位，標(biāo)識(shí)一系列屬于同一流的信息報(bào)文。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式PayloadLength：凈載荷長(zhǎng)度。指除去報(bào)頭之后的數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度，以字節(jié)為單位，最大凈載荷長(zhǎng)度為65535字節(jié)。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式NextHeader：下一個(gè)報(bào)頭。

8位，標(biāo)示IPv6報(bào)頭之后的報(bào)頭類型，相當(dāng)于IPv4的協(xié)議號(hào)。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式HopLimit：跳數(shù)限制。報(bào)文經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)該字段減1，當(dāng)跳數(shù)限制減至0，則丟棄該信息包，相當(dāng)于IPv4的TTL。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式SourceAddress

：源IP地址。標(biāo)識(shí)發(fā)送方的IP地址DestinationAddress：目的IP地址標(biāo)識(shí)接收方的IP地址VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bitOptions…IPv4與IPv6報(bào)頭比較刪改的部分：報(bào)頭長(zhǎng)、總長(zhǎng)度、ID、標(biāo)記位、偏移量、報(bào)頭校驗(yàn)和、選項(xiàng)SourceaddressTTLHeaderChecksumFlagsFragmentOffsetVersionIHLTOSTotalLengthIdentificationProtocolDestinationaddress32bitsVersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.4IPv6擴(kuò)展首部介紹IPv6擴(kuò)展報(bào)頭實(shí)現(xiàn)了一些IP層的可選功能，擴(kuò)展報(bào)頭位于上層封裝和IPv6基本報(bào)頭之間。擴(kuò)展報(bào)頭的順序逐跳選項(xiàng)報(bào)頭目的選項(xiàng)報(bào)頭（當(dāng)存在路由報(bào)頭時(shí)，用于中間節(jié)點(diǎn)）路由報(bào)頭分片報(bào)頭身份驗(yàn)證報(bào)頭封裝安全有效載荷報(bào)頭目的選項(xiàng)報(bào)頭（用于目的節(jié)點(diǎn)）逐跳選項(xiàng)報(bào)頭用于為在轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每次跳轉(zhuǎn)指定發(fā)送參數(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每臺(tái)中間節(jié)點(diǎn)都要讀取并處理該字段。//////////////////////////////////////bbs////manage/#m=0&t=0///adminbeat/index.asp/bbs/forum.php/bbs/forum.php逐跳選項(xiàng)報(bào)頭逐跳選項(xiàng)（hop-by-hopoptions）擴(kuò)展首部所攜帶的信息在數(shù)據(jù)報(bào)傳送的路徑上每一個(gè)路由器都必須加以檢查。到目前為止，只定義了一個(gè)選項(xiàng)：超大凈荷，格式如圖：這個(gè)選項(xiàng)支持超過(guò)65535字節(jié)的凈荷載，當(dāng)使用這個(gè)選項(xiàng)時(shí)，IPv6固定報(bào)頭中的凈荷載字段要設(shè)置為0。逐跳選項(xiàng)報(bào)頭（1）下一個(gè)首部（8bit）。逐跳選項(xiàng)報(bào)頭（2）擴(kuò)展首部的長(zhǎng)度（8bit）：長(zhǎng)度以8字節(jié)為單位，但不包括最開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)，所以這個(gè)字段目前值為0。逐跳選項(xiàng)報(bào)頭（3）選項(xiàng)類型（8bit）：選項(xiàng)類型中低5bit指明一個(gè)具體的選項(xiàng)。選項(xiàng)類型中最高的2bit指明當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)不能識(shí)別這一選項(xiàng)時(shí)，應(yīng)采取如下行動(dòng)：00：跳過(guò)此選項(xiàng)，繼續(xù)處理這個(gè)首部。