移動IP技術(shù) 第四講 IPv6協(xié)議

移動IP技術(shù)mobileIP第四講IPv6協(xié)議一幾個小知識二IPv6協(xié)議1.1什么是協(xié)議棧？TCP/IP協(xié)議分層結(jié)構(gòu)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層MessagesorStreamsmessageTCP(UDP)headermessageTCP(UDP)headerIPheadermessageTCP(UDP)headerIPheaderFrameheader1.1什么是協(xié)議棧？協(xié)議棧是通常是指實現(xiàn)某一特定的功能多個協(xié)議的集合，且對外提供標(biāo)準(zhǔn)接口舉例：TCP/IP協(xié)議棧：IP、TCP、UDP等網(wǎng)路層和傳輸層協(xié)議的集合路由協(xié)議棧：RIP、BGP、OSPF等多個路由協(xié)議的集合TCP/IP協(xié)議棧是分層結(jié)構(gòu)在分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧里，數(shù)據(jù)從下層到上層是解封裝的過程，數(shù)據(jù)從上層到下層是封裝的過程1.2IPv6協(xié)議棧結(jié)構(gòu)IPv6協(xié)議棧是分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧主要協(xié)議包括：IPv6協(xié)議、ICMPv6協(xié)議、ND協(xié)議1.3抓包工具介紹Windows下：EtherealSnifferLinux下：tcpdump一幾個小知識二IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.IPv6協(xié)議IPv6協(xié)議RFCRFC2460 InternetProtocol,Version6(IPv6)Specification2.1.1IPv4包結(jié)構(gòu)vs.IPv6包結(jié)構(gòu)IPv4數(shù)據(jù)包：IPv4基本頭＋上層報文IPv6數(shù)據(jù)包：IPv6基本頭＋n個擴展頭＋上層報文2.1.2IPv4基本頭vs.IPv6基本頭2.1.3IPv6擴展頭：含義說明：擴展頭用于攜帶附加的網(wǎng)絡(luò)層選項信息每個擴展頭包括一個“nextheader”域“nextheader”域確定下一個頭的類型基本頭擴展頭2.1.4IPv6擴展頭：nextheader域“nextheader”取值下一個頭的類型0逐跳選項頭(Hop-by-HopOptionsheader)6TCP17UDP43路由頭(Routingheader)44分段頭(Fragmentheader)50ESP頭(EncapsulatingSecurityPayloadheader)51認(rèn)證頭(Authenticationheader)58ICMPv659沒有任何擴展頭上層頭60目的選項頭(DestinationOptionsheader)2.1.5IPv6擴展頭定義：舉例2.1.6IPv4包vs.IPv6包IPv6地址擴展為128bit2.1.6IPv4包vs.IPv6包意義：限制了包頭帶寬的開銷減少了包頭公共處理的開銷IPv6簡化了包頭格式包頭長度：可變長度－>固定長度

v4最小20個字節(jié)，最大64字節(jié)

v6為40字節(jié)去掉了頭長度域、校驗和域、標(biāo)識符域分段域和選項域移到IPv6擴展頭2.1.6IPv4包vs.IPv6包意義：放寬了選項長度的嚴(yán)格限制，滿足了擴展的需求清晰的編碼格式，提高了數(shù)據(jù)包處理的效率

IPv6增強了對選項的擴展支持選項的長度限制：v4選項域長度不能超過報頭的最大長度v6擴展頭長度不能超過報文的最大長度選項的編碼方式：v4的選項存放在包頭的選項域中v6的選項存放在擴展頭中，每個擴展頭包含一個選項2.1.6IPv4包vs.IPv6包意義：對實時業(yè)務(wù)等網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)提供支持

IPv6增加對流業(yè)務(wù)的支持基本頭中增加流標(biāo)簽域“源地址＋流標(biāo)簽”標(biāo)識一個流流是指從特定源節(jié)點向特定目的節(jié)點發(fā)送的一個包序列，源節(jié)點要求沿途路由器對流的所有包進(jìn)行特定處理，如資源預(yù)留等2.1.6IPv4包vs.IPv6包意義：支持對數(shù)據(jù)發(fā)送者的身份認(rèn)證對數(shù)據(jù)的完整性、機密性提供支持IPv6增加了認(rèn)證和保密能力擴展頭中支持認(rèn)證選項擴展頭中支持有效載荷封裝選項2.1.7IPv6基本頭有效性檢驗方法檢測IP協(xié)議版本號字段；若不是6,則報告ICMP參數(shù)錯檢測報文長度；如果報文長度字段不等于報文實際長度,則報告ICMP參數(shù)錯檢測跳數(shù)限制字段；如果跳數(shù)為0,則報告ICMP超時錯檢測源、目的IP地址，如果源IP地址范圍<目的IP地址范圍，則報告ICMP錯2.1.8IPv6擴展頭的順序?qū)U展頭在IPv6包中的出現(xiàn)順序規(guī)定如下：逐跳選項頭目的選項頭路由頭分段頭認(rèn)證頭ESP頭目的選項頭注意：數(shù)據(jù)包發(fā)送路徑上的中間節(jié)點僅處理逐跳選項頭數(shù)據(jù)包的目的節(jié)點必須嚴(yán)格按照報文中擴展頭出現(xiàn)的順序進(jìn)行處理2.1.9IPv6選項擴展頭選項擴展頭包括逐跳選項頭和目的選項頭選項擴展頭中還可以包含多個子選項子選項采用TLV(type-length-value)結(jié)構(gòu)8bit8bit2.IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.2.1逐跳選項頭：結(jié)構(gòu)逐跳選項頭(Hop-by-HopOptionsheader)Nextheader：同IPv6基本頭的定義HdrExtLen：以8byte為單位的擴展頭長度，不包括開始的8byteOptions：TLV格式的選項數(shù)據(jù)8bit8bit32bit2.2.2逐跳選項頭：說明用于攜帶到目的節(jié)點的路徑上需要所有節(jié)點處理的信息目的節(jié)點以及路徑上的中間節(jié)點都必須對其處理若存在，緊跟在IPv6基本頭之后出現(xiàn)2.2.3逐跳選項頭：RouterAlert選項結(jié)構(gòu)說明用于向路由器通告該報文需要進(jìn)行特定的處理例：value是1，表示需要路由器對該報文進(jìn)行資源預(yù)留8bit8bit16bit2.2.4逐跳選項頭：JumboPayload選項結(jié)構(gòu)說明用于承載長度大于65535的負(fù)載設(shè)置IPv6基本頭的負(fù)載長度域為0，添加該選項，由它來指示負(fù)載長度8bit8bit32bit2.IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.3.1路由頭：結(jié)構(gòu)路由頭(Routingheader)結(jié)構(gòu)：Routingtype：標(biāo)識不同類型的路由頭Segmentsleft：剩余路由段的數(shù)量Type-specificdata：具體的路由頭數(shù)據(jù)8bit8bit32bit8bit8bit2.3.20類型的路由頭0類型的路由頭結(jié)構(gòu)：Routingtype：0Segmentsleft：剩余路由段的數(shù)量，即在到達(dá)最終目的節(jié)點之前，還需經(jīng)過的中間節(jié)點個數(shù)Address[1]～address[n]：路徑地址列表0類型的路由頭規(guī)定了一條從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑，該路徑必須經(jīng)過地址列表中的中間節(jié)點2.3.30類型路由頭的問題A：靈活處理基本頭和路由頭Q：路由頭僅由目的地址處理，中間節(jié)點不檢查路由頭，那么，如何保證這一數(shù)據(jù)包必定經(jīng)過這些中間節(jié)點呢？2.3.40類型路由頭應(yīng)用例：從源節(jié)點S向目的節(jié)點D發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，使用0類型路由頭，使該數(shù)據(jù)的路由經(jīng)過中間節(jié)點A、B（路徑S－>A－>B－>D）2.3.40類型路由頭應(yīng)用S－>A－>B－>DIPv6基本頭路由頭源地址＝S目的地址＝ASegmentsleft=2Address1=BAddress2=D2.3.4路由頭：0類型路由頭應(yīng)用S－>A－>B－>DIPv6基本頭路由頭源地址＝S目的地址＝BSegmentsleft=1Address1=AAddress2=D2.3.4路由頭：0類型路由頭應(yīng)用S－>A－>B－>DIPv6基本頭路由頭源地址＝S目的地址＝DSegmentsleft=0Address1=AAddress2=B2.3.5路由頭：0類型路由頭的路由源節(jié)點發(fā)出第一個包，目的地址是第一個中間節(jié)點地址每到達(dá)一個中間節(jié)點，提取路由頭中的下一個中間節(jié)點地址，替換到IPv6包的目的地址包到達(dá)最終節(jié)點，目的地址就是最終節(jié)點的地址，路由頭中的地址列表就是報文途經(jīng)的中間節(jié)點2.IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.4.1分段頭：結(jié)構(gòu)分段頭(Fragmentheader)結(jié)構(gòu)：Fragmentoffset：后面的數(shù)據(jù)相對于原始數(shù)據(jù)可分段部分起始位置的偏移量M：1表示還有更多的分段，0表示最后一個分段Identification：原始數(shù)據(jù)包標(biāo)識8bit8bit32bit13bit2bit1bit2.4.2分段頭：說明源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送大于路徑MTU的包時，需要將數(shù)據(jù)分段源節(jié)點為要分段的數(shù)據(jù)包生成標(biāo)識符每個分段作為一個獨立的數(shù)據(jù)包傳送目的節(jié)點對分段包進(jìn)行重組原始數(shù)據(jù)包分為不可分段部分和可分段部分不可分段部分：IPv6基本頭和其他必須被路徑上所有節(jié)點處理的頭可分段部分：該數(shù)據(jù)包余下的部分2.4.3原始數(shù)據(jù)包的分段原始分段過程：對原始數(shù)據(jù)包的可分段部分進(jìn)行分段每段的長度是8byte的整數(shù)倍2.4.3原始數(shù)據(jù)包的分段原始分段過程分段封裝過程：將分段封裝成新的數(shù)據(jù)包并發(fā)送2.4.3原始數(shù)據(jù)包的分段分段封裝過程

分段包：源數(shù)據(jù)包的不可分段部分分段頭分段數(shù)據(jù)2.4.4分段包的構(gòu)成源數(shù)據(jù)包的不可分段部分 負(fù)載長度－>分段數(shù)據(jù)包的長度 最后一個頭的nextheader->44分段頭nextheader：可分段部分的第一個頭段偏移：相對于可分段部分的偏移量M：0表示最后一段，1表示非最后一段分段數(shù)據(jù)2.4.5分段的重組重組包的重組過程：不可分段部分：所有頭直到第一個分段數(shù)據(jù)包的分段頭可分段部分由每個分段包中分段頭后面的數(shù)據(jù)組成分段重組過程分段頭不出現(xiàn)在重組包中2.IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.5.1目的選項頭：結(jié)構(gòu)目的選項頭(DestinationOptionsheader)結(jié)構(gòu)：Nextheader：同IPv6基本頭的定義HdrExtLen：擴展頭長度Options：TLV格式的選項數(shù)據(jù)8bit8bit32bit2.5.2目的選項頭：說明位于路由頭之后的目的選項頭：僅由最終目的節(jié)點處理位于路由頭之前的目的選項頭：由0類路由頭規(guī)定的必須經(jīng)過的那些中間節(jié)點處理主要應(yīng)用在移動IPv6中2.IPv6協(xié)議四擴展頭：分段頭三擴展頭：路由頭一IPv4包vs.IPv6包二擴展頭：逐跳選項頭五

擴展頭：目的選項頭六

IPv6偽首部2.6.1IPv4偽首部TCP首部UDP首部源端口目的端口序號確認(rèn)序號頭長度保留碼元比特窗口校驗和緊急指針任選（如果有）填充數(shù)據(jù)。。。

UDP源端口UDP源端口UDP報文長度UDP校驗和數(shù)據(jù)

。。。。2.6.1IPv4偽首部TCP偽首部UDP偽首部2.6.2偽首部的用途用途：用于計算上層協(xié)議的校驗和用法：由