IPv6 简介

IPv6简介目录IPv6产生背景IPv6基本概念IPv6地址结构IPv6地址分配IPv6基本功能IPv4向IPv6过渡技术IPv6单播路由IPv6产生背景IPv4的主要问题•IPv4地址空间不足•骨干路由器路由表项过大•不易进行自动配置和重新编制•不能解决日益突出的安全问题IPv6产生背景针对IPv4的弥补方案•CIDR•NATNAT不足•破坏IP端到端模型•存在单点失效问题•非NAT友好应用•不支持端到端的安全•网络扩容或重新部署困难•不能解决所有地址短缺问题IPv6产生背景IPv6优点•128位地址结构，地址空间充足•层次化网络结构，提高路由效率•IP报文头简洁，灵活，易于扩展•支持自动配置，即插即用•支持端到端安全（IPSec强制要求）•支持移动特性（mobleIP强制要求）•支持流标签，更利于QoSIPv6产生背景IPv4与IPv6报文头比较：IPv6基本概念•IPv6报文格式（基本）Version：4比特，值为6TrafficClass：8比特，类似ToSFlowLabel：20比特，标识特定流PayloadLength：16比特，负荷长度NextHeaer：8比特，标识当前头的下一个头的类型HopLimit：8比特，类似TTLSourceAddress：128比特源地址DestinationAddress：128比特目的地址IPv6基本概念•报文格式（扩展）IPv6基本概念•报文格式（扩展）逐跳选项头：0目的选项头：60路由头：43分片头：44验证头AH：51封装安全载荷头ESP：50上层头：如TCP/UDP/ICMPIPv6基本概念ICMPv6差错类报文目的不可达报文长度超长（PMTU）传输超时（TTL）报文参数错误信息类报文回显请求回显应答IPv6地址结构•IPv6地址定义包括128比特，由冒号分割的16比特十六进制数表示地址缩写规则：每个段开头的零可以省略一个或多个相邻的零可以用::表示（仅用一次）1080:0:0:0:8:800:200c:417a–1080::8:800:200c:417a•IPv6地址表示Ipv6-address/prefix-lengthIpv6-address：16进制表示的128比特Prefix-length：10进制表示的地址前缀长度IPv6地址结构•IPv6地址分类IP地址类型：单播地址、任播地址、组播地址分配前缀百分比保留000000001/256NSAP00000011/128IPX00000101/128可聚合全球单播地址0011/8链路本地单播地址11111110101/1024站点本地单播地址11111110111/1024组播地址111111111/256IPv6地址结构特殊地址IPv6地址结构•IPv6单播地址IPv6单播地址标识一个接口n比特128-n比特IPv6单播地址格式：可聚合全球单播地址、NSAP地址、IPX地址、站点本地地址、链路本地地址、具有IPv4能力的主机地址子网前缀接口IDIPv6地址结构•IPv6任意播地址IPv6任意播地址标识一组接口。一般这些接口属于不同的节点。发送给任意播地址的报文被转发给距离其最近的接口（路由协议确定）n比特128-n比特如图，子网路由器任意播地址子网前缀000000IPv6地址结构•IPv6组播地址IPv6组播地址标识一组接口。8bit4bit4bit112比特Flags:000TT=0永久分配多播地址T=1临时分配多播地址11111111flagsscopeGroupIDIPv6地址结构scope:标记多播组应用范围0：保留1：节点范围内有效2：链路范围有效3、4：未分配5：站点范围有效6、7：未分配8：组织内有效9、a、b、c、d：未分配e：全局有效f：保留GroupID：标识多播组IPv6地址结构永久分配多播地址保留多播地址ff00::~ff0f::所有节点的地址ff01::1节点本地Ff02::1链路本地所有路由器Ff01::2节点本地Ff02:2链路本地Ff05::2站点本地被请求节点的地址Ff02::1:ffxx:xxxx取被请求节点单播地址的低24比特形成，用于邻居发现IPv6地址结构•嵌入IPv4地址的IPv6地址IPv4兼容的IPv6地址(自动隧道，逐渐废弃）80bit16bit32bitIPv4映射的IPv6地址（双栈IPv6节点，与IPv4通信）80bit16bit32bit0000.。。00000000IPv4地址0000.。。0000FFFFIPv4地址IPv6地址分配•全球单播地址分配31313191664Fp：格式前缀，固定001TLAID：顶级聚合标识符，有IANA分配给注册机构SubTLA：次顶级聚合标识符，由IANA注册机构给满足条件的组织分配，一般为ISPNLAID：下一级聚合标识符，由地址注册结构或分配了SubTLA的组织分配SLAID：站点聚合标识符，由组织或企业分配2001:0200::/23~2001:0c00::/23APNIC(亚太)2001:0c00::/23ARIN（美国）2001:0600::/23~2001:0800::/23RIPENCC（欧洲和中东）•6Bone采用网络前缀3ffe:0000::/16FPTLAIDSUBTLANLAIDSLAIDInterfaceIDIPv6基本功能•邻居发现协议（邻居发型协议、路由器发型、无状态地址自动配置）•路径MTU发现•域名解析IPv6基本功能-邻居发现协议•邻居发现类似IPv4的ARP邻居请求（ICMP135）-获得邻居的链路本地地址或验证邻居可达性邻居通告（ICMP136）-对邻居请求报文响应仅一次通信获得双方链路层地址IPv6基本功能-邻居发现协议•路由器发现路由器请求（采用ICMP133）-主机主动查询路由器路由器通告（ICMP134）-路由器周期发送通告报文IPv6基本功能-邻居发现协议•无状态地址自动配置主机接收到路由器通告后，自动使用前缀和接口ID形成IPv6地址•重定向IPv6基本功能-路径MTU•路径MTUIPv6限定路由器不处理分配，仅在源和目的节点进行IPv6基本功能-域名解析•域名解析AAAA记录-将主机名映射为IPv6地址PTR记录-将主机名映射为IPv6地址A6记录-与AAAA类似，支持层次化存贮DNAME记录二进制标签记录IPv4向IPv6过渡技术•双栈•隧道IPv6手工隧道IPv4兼容地址自动隧道6to4ISATAPIPv6overIPv4GRE隧道代理6over4BGPTeredo•协议转换IPv4向IPv6过渡技术•IPv6手工隧道源和目的地址手工配置•6to4自动隧道地址格式•ISATAP隧道Intra-SiteAutomaticTunnelAddressingProtocolIPv6单播路由•RIPng•OSPFv3•ISISv6•BGP4+