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2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽1郑州大学信息工程学院李向丽下一代互联网协议IPv62020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽2第一部分IPv6技术•第2章IPv6概述•第3章IPv6编址技术•第4章IPv6分组及协议机制•第5章ICMPv6及应用•第6章IPv6过渡机制2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽3第3章IPv6编址技术•3.1IPv6的地址表示形式•3.2IPv6的地址结构和类型•3.3必需的IPv6地址•3.4IPv4地址与IPv6地址的比较2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽43.1IPv6的地址表示形式1、首选IPv6地址表示，又称IPv6地址的完全形式。IPv6使用冒号分十六进制表示法，如FEDC:8:7654:10:FEDC:BA:7654:32102、0压缩表示，一个地址中只能用一次0压缩，如–FF01:0:0:0:0:0:0:101=FF01::101–0:0:0:0:0:0:0:1=::1–0:0:0:0:0:0:0:0=::–FF01:0:0:AB:0:0:0:101=FF01::AB:0:0:0:101或=FF01:0:0:AB::1012020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽53、IPv4和IPv6混用环境，可用嵌入式地址表示形式：⑴IPv4兼容的IPv6地址（IPv4-compatibleIPv6Address）如2.13.17.14，可表示成0:0:0:0:0:0:020D:110E=::2.13.17.14⑵IPv4映射的IPv6地址(IPv4-mappedIPv6Address)•如2.13.17.14，可表示成：•0:0:0:0:0:FFFF:020D:110E=::FFFF:2.13.17.14地址2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽64.掩码表示形式•网络前缀/网络掩码值。•掩码仍然用十进制形式表示。掩码值表示网络前缀的长度，其余部分用于节点寻址。•例如：–2001:410:0:1::45FF/128，表示一个128位的IPv6地址。–2001:410:0:1::/64，一个具有64位前缀的子网，这是一个子网的默认前缀长度。–2001:410:0::/48，能够处理216（16位子网号）个48比特的网络前缀，这是站点的默认前缀长度。2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽75.URL的IPv6地址表示http://[3FFe:b80:c18:1::50]:8080/index.html2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽83.2IPv6的地址结构和类型3.2.1相关概念3.2.2IPv6地址结构3.2.3单播地址3.2.4任播地址3.2.5多播地址2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽9Unicast（单播）:forone-to-onecommunicationMulticast（多播）:forone-to-manycommunicationAnycast（任播）:forone-to-nearestcommunicationMMMAAAUIPv6的地址类型2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽10IPv6寻址结构中的地址类型多播任播单播分配的地址被请求节点地址FF00::/8FF02::1:FF00:0000/104本地链路地址可聚合全局地址本地站点地址未指定地址本地链路地址可聚合全局地址本地站点地址IPv4兼容地址映射地址IPv6地址FE80::/102001::/162002::/163FFE::/16FEC0::/102001::/162002::/163FFE::/16FEC0::/10FE80::/10::/128::/960:0:0:0:0:FFFF::/96回环地址::1/1282020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽113.2.1相关概念⑴节点（node）：一个支持IPv6协议的设备。⑵网络接口（interface）：节点与网络链路之间的一个连接点。同IPv4地址一样，IPv6各种地址都是分配给网络接口，而不是分配给节点的。IPv6单播地址标识一个单独的网络接口。⑶站点（site）：站点是因特网的组成部分，它由若干网络组成。由于这些网络在地理位置上的联系非常紧密，所以因特网将这些网络抽象成一个“站点”来处理。2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽12相关概念：Link和Site2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽133.2.2IPv6地址格式•IPv6地址分配方案RFC2373•IP地址结构由两部分构成：–IPv6地址类型：由地址的高n位指定，称为格式前缀（FormatPrefix，FP）。其n是可变的，不同类型的IP地址，它们的格式前缀FP的位数不一样。格式前缀FP(n位)地址的其余部分(128-n位)2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽14IPv6地址格式前缀的原始分配表•可聚合全局单播地址（aggregatableglobalunicastaddress）和任播地址都属于单播地址，在地址形式上没有差别，只是在报文的传播方式上有所不同，它们共享相同的格式前缀001。地址类型格式前缀（二进制）占地址空间的比例保留地址(特殊地址)000000001/256未分配地址段000000011/256NSAP保留地址00000011/128IPX保留地址00000101/128未分配地址段00000111/128未分配地址段000011/32未分配地址段00011/16可聚合全局单播地址或任播地址0011/82020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽15IPv6地址格式前缀的原始分配表（续）地址类型格式前缀（二进制）占地址空间的比例未分配地址段0101/8未分配地址段0111/8未分配地址段1001/8未分配地址段1011/8未分配地址段1101/8未分配地址段11101/16未分配地址段111101/32未分配地址段1111101/64未分配地址段11111101/128未分配地址段1111111001/512本地链路单播地址11111110101/1024站内单播地址11111110111/1024多播地址111111111/2562020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽163.2.3单播地址1、可聚合全局单播地址（RFC2374）•类似于IPv4因特网上的单播地址，代表IPv6寻址结构的最重要部分。•使用严格的路由前缀聚合。低层次子网在高层次上被聚合到一块，由高层次路由器路由表中的一项来表示。有效地聚合子网，从而减小路由表的规模。2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽17可聚合全局单播地址由三部分组成•前缀。–由提供商指定给一个组织结构（末端站点）的前缀，至少是/48，且指定给组织机构前缀是提供商的一部分。•站点。–在/48前缀的基础上，该组织机构使用16位，将网络分为216-1（65535）个子网（为子网指定64位前缀）。组织机构能够使用第49~64位来划分子网。•主机。–使用每个节点的接口标识符64位（接口ID）。站点(16位)主机(64位)提供商(48位)2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽18可聚合全局单播地址格式FP3位TLA标识(13位)RES(8位)NLA标识(24位)SLA标识(16位)网络接口标识(64位)公众拓扑层站点拓扑层网络接口标识•IANA分配给可聚合全局单播地址空间是：2000::/3•三个概念级别的地址层次TLA=Top-LevelAggregator顶级聚合NLA*=Next-LevelAggregator(s)二级聚合SLA*=Site-LevelAggregator(s)站点级聚合•NLA*、SLA*还可选择多层结构•已经分配的地址：–2001::/16,用于IPv6因特网；–2002::/16,用于IPv4向IPv6过渡机制；–3FFe::/16,用于6bone试验床；–2003::/16~2FFd::/16，未指定。2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽19NLA二级聚合的使用•可以使用NLA的高位来建立内部的寻址层次结构。•然后使用24bits中的剩余bits来标识组织内部的各个站点。•如图所示，24bits长的NLA标识划分了n位的第一级NLA1，剩余的24-n位作为站点标识（siteidentify）。NLA1标识(nbits)站点标识((24-n)bits)2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽20NLA二级聚合的使用（续）•进一步，可以对站点标识空间进行更详细的划分，以支持内部的多级层次结构。NLA1标识(nbits)站点标识((24-n)bits)NLA1标识(nbits)NLA2标识(mbits)NLA1标识(nbits)NLA2标识(mbits)NLA3标识(obits)站点标识((24-n-m)bits)站点标识((24-n-m-o)bits)2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽21SLA二级聚合的使用•SLA用于组织（站点）建立其内部的寻址层次结构和标识子网。在功能上，SLA标识类似于IPv4子网号，只是IPv6的站点可以容纳更多数目的子网。•一个组织可以直接分配其SLA标识，也可以象分配NLA标识一样在SLA标识域内划分两层或更多层次的结构。通过建立层次结构方法来分配SLA。SLA1标识(nbits)子网号((16-n)bits)SLA1标识(nbits)SLA2标识(mbits)子网号((16-n-m)bits)2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽22接口ID•接口ID用于标识一个链路上的网络接口。相当于IPv4地址中的主机号。IPv6使用的是IEEEEUI-64格式。48位的以太网MAC地址按如下方式映射成64位的接口ID：ccccccugcc……….…cc厂家标识符(24位)802447cccccc1gcc………….cc11………...10厂家标识符(24位)80244063插入的16位IEEEEUI-48格式IEEEEUI-64格式2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽23可聚合全局单播地址举例•6Bone于1996年8月由IETF创建，是世界上成立最早、规模最大的全球范围的IPv6示范网。•2002年，6Bone的规模已经扩展到包括中国在内的57个国家和地区，连接了近千个结点，6Bone成为IPv6研究者、开发者和实践者的重要平台。•1998年6月：CERNET国家网络中心加入6Bone；•1998年11月成为骨干网成员；•1999年，在CERNET上组建了IPv6试验床（IPv6TestBed）；2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽24CERNETIPv6试验床•1998年12月：试验床从6Bone获得伪顶级域（pseudo,p-TLA）3FFe:3200::/24地址空间;•2000年4月：CERNET获得由亚太地区网络中心（APNIC）分配的正式sTLA（sub-TLA）IPv6地址2001:0250::/32。•2003年：CERNET网络中心从APNIC网络中心申请获得IPv6地址2001:0da8::/32。•以试验床为例，说明一下CERNET6Bone的可聚合全局单播IPv6地址的结构划分格式。2020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽252020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽26CERNET试验床的地址划分和分配方案地址结构位数31332(8+24)1664定义FP001TLAID0x1FFeNLAIDSLAIDitfc.ID试验床地址结构值(16进制)3FFe:32xr:pooo:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa:aaaa意义6BoneTLACERNETp-TLA性质地区ID省市区学校/机构子网ID网络接口ID主干网级NLA1ID地区网级NLA2ID位数1684441216642020/1/9郑州大学信息工程学院李向丽27CERNET试验床的地址划分和分配方案•这128bits的IPv6地址总共划分为以下几个部分：•格式前缀FP=001，3bit