計算機網(wǎng)絡基礎（第二版）第11章

第11章

IPv6技術本章要點：

◆

了解IPv6的基本概念，IPv4向IPv6演進的必然性◆

掌握IPv6分組結(jié)構(gòu)和ICMPv6的作用◆

掌握IPv6的地址分類和地址配置技術◆

掌握IPv4向IPv6的過渡策略及各種技術的特點◆

了解Internet2和NGILizq98@1第11章

IPv6技術目錄

11.1IPv6（IPng）基本概念11.2IPv6分組結(jié)構(gòu)和ICMPv611.3IPv6的地址和地址配置11.4IPv4向IPv6過渡的策略

11.5下一代InternetLizq98@211.1IPv6（IPng）基本概念11.1.1IPv4的危機

1)IPv4的地址空間到96年已將80%的A類網(wǎng)絡地址，50%的B類地址，10%的C類地址全部分配了，有專家估計到2010年IPv4地址將全部用完。

1.有限的地址空間

2.路由表越來越大

3.缺乏服務質(zhì)量保證以IPv4為核心技術的Internet獲得巨大成功，隨著Internet的進一步發(fā)展，IPv4越來越顯示出它的局限性，需要IPv4進行升級。

2)IPv4網(wǎng)絡解決地址緊缺的方法

非傳統(tǒng)網(wǎng)絡區(qū)域路由CIDR、子網(wǎng)劃分和網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換NAT等技術,只能暫時緩解IPv4地址緊張，但無法根本解決地址問題。

3)新技術應用使IP地址空間更緊張

移動和寬帶技術的發(fā)展要求更多的IP地址。IETF提出下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議－IPv6目前IPv6成為公認的IPv4未來的升級版本Lizq98@3IETF成立IPNG工作組1993199419951996199920012003下一代IP協(xié)議（IPv6）推薦版本完成IPv6的協(xié)議文本成立全球IPv6實驗床-6BONEIPv6基本協(xié)議標準化IPv6關聯(lián)協(xié)議修訂和完善繼續(xù)完善部分IPv6相關技術草案

11.1IPv6（IPng）基本概念11.1.2IPv6的發(fā)展和特性1998啟動了IPv6教學科研網(wǎng)6REN2002中國啟動CNGI

lIPv6的發(fā)展過程

◆

IPv6的特征

l巨大的地址空間

l全新的地址配置方式

l靈活的頭部格式

l簡化了協(xié)議，加快了分組的轉(zhuǎn)發(fā)

l對QoS有更好的支持

l內(nèi)置的安全性

l全新的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議

l可擴展性11.1.3IPv6中的基本術語l節(jié)點

l路由器

l主機

l上層協(xié)議

l局域網(wǎng)段

l鏈路

l子網(wǎng)

l網(wǎng)絡

l鄰節(jié)點

l鏈路最大傳輸單元（MTU）

l路徑最大傳輸單元Lizq98@411.2IPv6分組結(jié)構(gòu)和ICMPv611.2.1IPv6基本頭部Lizq98@511.2IPv6分組結(jié)構(gòu)和ICMPv611.2.2IPv6擴展頭部l逐跳選項頭部

l目標選項頭部

l路由頭部

l分段頭部

l認證頭部

l封裝安全有效載荷頭部lIPv6協(xié)議使用ICMPv6協(xié)議作控制協(xié)議，ICMPv6的NextHeader值為58。lICMPv6主要有兩類功能網(wǎng)絡層故障匯報。如：DestinationUnreachable信息類匯報。如網(wǎng)絡層故障診斷如ping的基礎、實現(xiàn)部分網(wǎng)絡層功能如：路由器發(fā)現(xiàn)11.2.3ICMPv6

IPv4中的ARP和IGMP協(xié)議已被組合到ICMPv6中，RARP協(xié)議已從第六版協(xié)議簇中刪除。第四版和第六版的網(wǎng)絡層比較如圖所示。

Lizq98@611.2IPv6分組結(jié)構(gòu)和ICMPv611.2.3ICMPv6

◆

常見的ICMPv6信息報文

l目標不可達（DestinationUnreachable）消息l數(shù)據(jù)包超長（PacketTooBig）消息

l超時（TimeExceeded）消息

l參數(shù)問題（ParameterProblem）消息

l回送請求報文（EchoRequest）

l回送應答報文（Echoreply）消息Lizq98@711.3IPv6的地址和地址配置11.3.1IPv6地址表示

lIPv6地址=前綴+接口標識前綴：相當于v4地址中的網(wǎng)絡ID；

接口標識：相當于v4地址中的主機ID

地址極其豐富。地球上的每一粒沙子都可以有一個IPv6地址！

每16位劃分為一段，每段轉(zhuǎn)換為一個4位十六進制數(shù)，共分為8段，段與段之間用冒號分隔。例如：

FEDC:BA98:7654:686E:0000:1180:096A:1234

1.

首選格式

Lizq98@811.3IPv6的地址和地址配置11.3.1IPv6地址表示

2.

零壓縮表示法

地址中有好多個連續(xù)的0，表示時可將不必要的0去掉。

例如：

FF05:0000:36AD:0000:0000:0000:0000:3C

可以表示成：FF05:0:36AD::3C

3.

以IPv4地址作為后綴（內(nèi)嵌）前面部分用冒號十六進制表示，后綴用點分十進制的IPv4地址。例如：0:0:0:0:0:FFFF:

（或表示為::FFFF:）Lizq98@911.3IPv6的地址和地址配置11.3.2IPv6地址分類

1.單播地址

1)可聚合全球單播地址2)鏈路本地地址

3)站點本地地址

2.組播地址4)其它單播地址

3.任播地址

lIPv4兼容地址

lIPv4映射地址

l6to4地址

Lizq98@1011.3IPv6的地址和地址配置

1.單播地址

2.組播地址

3.任播地址

4.特殊地址地址類型二進制前綴IPv6標識未指定00...0(128bits)::/128回送地址00...1(128bits)::1/128組播11111111FF00::/8鏈路本地地址1111111010FE80::/10網(wǎng)點本地地址1111111011FEC0::/10全局單播（其他）11.3.2IPv6地址分類

Lizq98@1111.3IPv6的地址和地址配置◆

接口ID的生成方法：由IEEEEUI－64規(guī)范自動生成。很方便的哦設備隨機生成。保護主機的私密性手工配置。建議在服務器和重要網(wǎng)絡設備上配置◆

EUI－64規(guī)范將48比特的MAC地址轉(zhuǎn)化為64比特的接口ID48比特的MAC地址轉(zhuǎn)化后的64比特的接口IDLizq98@1211.3IPv6的地址和地址配置11.3.3IPv6地址配置

l手工配置

l無狀態(tài)自動配置

l有狀態(tài)自動配置Lizq98@1311.4IPv4向IPv6過渡的策略11.4.1IPv4向IPv6過渡進程

1.IPv6發(fā)展初級階段

2.IPv4和IPv6共存階段

3.IPv6占主導地位階段Lizq98@1411.4IPv4向IPv6過渡的策略11.4.2IPv6過渡技術

1.雙協(xié)議棧

3.網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換/協(xié)議轉(zhuǎn)換技術

應用層協(xié)議TCPUDPIPv6協(xié)議、IPv4協(xié)議物理網(wǎng)絡

2.隧道技術Lizq98@1511.4IPv4向IPv6過渡的策略11.4.3IPv6對于中國的機會

由于歷史的原因，中國分到的IPv4正式地址數(shù)一共才約900萬個，而美國斯坦福大學是1700萬個，IBM公司則達到3300萬個。IPv6為中國提供了一個縮小差距的良機。

l首先能分配到更多的地址。中國將會分配到足夠的IPv6地址；

l其次提高了研究和開發(fā)的能力。IPv6使中國可以和世界重新站在同一起跑線上，參與世界范圍內(nèi)的競爭；

l另外還具有后發(fā)優(yōu)勢。中國更容易首先接受IPv6，從而可以推動IPv6研究、產(chǎn)品開發(fā)和應用的全面進步，使中國在下一代國際互聯(lián)網(wǎng)的競爭中處于有利位置；

lIPv6對于其他亞洲國家（如日本和韓國等）也是一個巨大的機遇。Lizq98@1611.5下一代Internet11.5.1

Internet2

Internet2是一個大學間的合作項目，該項目于1999年2月發(fā)布，它的基本目的是開發(fā)先進的Internet技術和應用，建立一個能傳送全屏幕交互式視頻圖像并快速下載數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡，以滿足大學之間在網(wǎng)絡上的科學研究、學術交換和教學的需要。Internet2能提供傳統(tǒng)的Internet不能實現(xiàn)的應用，例如，遠程醫(yī)療、數(shù)字化圖書館、虛擬實驗室等。

Internet2以光纖作為主干，因此有足夠的帶寬。

我國也在進行下一代網(wǎng)絡的建設,這個類似于Internet2的計劃由國內(nèi)高校發(fā)起的。多數(shù)大學校園網(wǎng)的主干網(wǎng)采用ATM和千兆以太網(wǎng)，并由光纖構(gòu)成網(wǎng)絡主干，因此可迅速發(fā)展為支