IPV6培训材料

用戶至上用心服务CustomerFirstServiceForemostIPv6概述葛汝生1内容提要IPV6概述现互联网存在的危机和IPv6简介IPv6的地址结构和类型IPV6和IPV4互通技术IPV6试点简介IPV6和IPV4对比IPv4地址的基础知识IPV6的基本协议IPv4网络潜伏着两大危机2IPv4网络潜伏着两大危机今天的互联网大多数应用的是IPv4协议，IPv4协议已经使用了20多年，在这20多年的应用中，互联网应用取得了巨大的成功，同时随着应用范围的扩大，它也面临着越来越不容忽视的危机现存的IPv4网络潜伏着两大危机：地址枯竭和路由表急剧膨胀IPv4地址为32位二进制码（由于当初计算机技术的限制和对容量估计不足），折算容量约43亿。据ICANN（全球互联网地址号码资源分配管理机构）最新统计的公开数据：现在可供分配的IPv4地址剩余量已不足10%，全球还有26个A可供分配，剩余3.5亿个IP地址，预计到2011年9月可以分配结束。中国的问题尤为突出：中国IPv4地址总量为2.3亿，年增长27%；中国网民规模高达3.8亿，年增长29%，IP地址增幅和数量落后于网民数增幅和数量中国互联网普及率只有25.5%；远低于发达国家的70%左右的水平。地址枯竭IPv4网络潜伏着两大危机IPv4网络潜伏着两大危机中国电信面临地址不足的矛盾更为突出：预计到2011年底可获得地址数：2000—3000万：内部挖潜可使用到约4000万。未来三年的发展预测：固定宽带：每年增长约1000万；移动用户：每年增长约5000万：IPTV:三网融合将促进IPTV用户的增长：物联网：预计未来两年产业的产值将增长15倍，达到40亿，因物联网产生的地址需求将上亿。地址枯竭IPv4网络潜伏着两大危机4•由于IPv4的地址体系结构是非层次化的，每增加一个子网，路由器就增加一个表项。随着ISP数目的增长，路由器数目也飞速增加，相应地，决定数据传输路由的路由表也就不断加大。庞大的路由表不仅增加了路由器的工作量，而且降低了Internet服务的稳定性，已经出现路由表占满路由器内存，导致网络异常的恶性故障。如不采取措施，Internet可能在地址枯竭之前就会瘫痪。尽管可以用私网地址（NAT技术）来弥补IP地址的不足，用无类别域间路由CIDR来扩大网络号码，并层次化地址以抑制路由表的增长，但这些暂时性的缓解措施都伴随着负面影响，并不能从根本上解决以上危机。这些都促使了IPv6的出现。•路由表急剧膨胀IPv6简介5下一代互联网的核心是IPv6：IPV6已被认为是下一代互联网络协议核心标准之一；IPv6协议是IP协议第6版本；对比IPv4，IPv6有如下的特点:无限的地址空间；简化的报头和灵活的扩展；层次化的地址结构；即插即用的连网方式；网络层的认证与加密；服务质量的满足；对移动性更好的支持。我国需要加快下一代互联网部署我国应尽快从国家层面加快部署向IPv6地址的平稳过渡，避免在下一代互联网发展中掉队：根据APNIC(亚太互联网络信息中心)09年底的数据，目前中国申请到的IPv6地址仅为63块(1块为2的96次方)，排名全球18位，远远落后于巴西的6.5万块、美国的1.5万块、德国的9800多块和日本的8300多块。6IPv6简介IPv6具有优于IPv4的新特性：在当今网络及互联网中，有大量无法预见的新需求；在创建IPv4时无法预见这些需求，导致后来采用一系列补充的标准和技术去修补它。针对这些问题IPv6已经有针对性的做出了改进，并且在标准中包含了新的特性和强制选项。其中以Ipsec和移动性最为突出。增强了网络的保密性和使得移动终端在移动漫游过程中保持网络连接。增加了有效性：IPv6中的报头排列为64位，比V4的32位排列处理速度大大加快；另外，IPv4报头中包含的大部分可选择信息都被去掉了；在IPv6报头中这些选项信息以扩展报头形式出现，跟在基本报头的字段后面。由于基本报头是固定长度，这也大大提高了处理速度。IPv6提供了巨大的地址空间：使得我们能够在地址空间内设计更多的层次级别和更灵活的地址结构。因为可以极为有效的对地址进行聚合，所以IPv6极大的提高了路由效率和可伸缩性。IPv6具有优于IPv4的新特性7IPv6简介IPv6不存在广播风暴：在IPv4中大量采用了广播地址，从而产生了一系列问题，最令人生畏的就是广播风暴；广播风暴不仅会占用大量的网络带宽，还在时时干扰这网络节点的工作，因为网元要时时处理广播内容；在IPv6中不会出现上述的广播风暴，因为IPv6用组播代替了广播，而且还增加了两种类型的通信：单播（与IPv4中的完全一样）和任播（允许同一地址被放置到多台设备上，当路由器接收到目的地址是任播地址的数据包时，就将它路由到最近的共享同一地址的主机上）。IPv6具有优于IPv4的新特性8内容提要IPV6概述现互联网存在的危机和IPv6简介IPv6的地址结构和类型IPV6和IPV4互通技术IPV6试点简介IPV6和IPV4对比IPv4地址的基础知识IPV6的基本协议IP地址的基础知识IPv4的地址长度为32位IPv4地址表示为点分十进制格式，32位的地址分成4个8位分组，每个8位写成十进制，中间用点号分隔。9IPv4的地址介绍举例：IP地址：192.168.1.1111000000101010000000000100001011IP地址的基础知识IPv4的地址的分类IPv4的地址由两部分组成：网络地址和主机地址；根据使用的网络规模又分为五类地址10IPv4的地址介绍010110111011110Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址128.0.0.0~191.255.255.255192.0.0.0~223.255.255.255224.0.0.0~239.255.255.255240.0.0.0~255.255.255.2551.0.0.0~126.255.255.255IP地址的基础知识11IPv4的地址介绍网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络用于指定默认路由特殊的IP地址IP地址的基础知识私有IP的地址和NAT技术为了解决IPv4地址短缺，IPv4设计考虑了拿出部分地址段作为私有IP的地址，供企业内部网络使用；12IPv4的地址介绍私有IP地址10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255私有IP地址不能在公网上使用，公网上没有针对私有地址的路由，会产生地址冲突问题。当访问Internet时，需要利用网络地址转换（NAT，NetworkAddressTranslation）技术，把私有IP地址转换为Internet可识别的公有IP地址。IP地址的基础知识IPv4的地址的子网掩码13IPv4的地址介绍IPv4使用子网掩码（subnetmasking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。对外仍为一个网络，对内部而言，则分为不同的子网。举例：IP地址：192.168.1.100子网掩码：网络地址：255.255.255.0192.168.1.0IP地址的基础知识IPv4的地址子网掩码的表示子网掩码可用IP地址后面/数字，表示子网掩码连续1的个数14IPv4的地址介绍IP地址子网掩码子网掩码比特数子网掩码表示255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.7110000001010100000000001000001118+8+8+4=28192.168.1.7/28IP地址子网掩码子网掩码比特数子网掩码表示IP地址的基础知识使用子网掩码计算网络地址、子网数和主机数。15IPv4的地址介绍IP地址子网掩码子网掩码比特数子网掩码表示255.255.255.24011111111111111111111111111110000192.168.1.7110000001010100000000001000001111100000010101000000000010000000192.168.1.0/28IP地址子网掩码网络地址（二进制）网络地址举例：下面例子网络地址：192.168.1.0/28；子网位数4位（16-2个子网）；主机位4位（16-2个主机）16内容提要IPV6概述现互联网存在的危机和IPv6简介IPv6的地址结构和类型IPV6和IPV4互通技术IPV6试点简介IPV6和IPV4对比IPv4地址的基础知识IPV6的基本协议IPv6的地址结构IPv6的地址长度为128位，比IPv4的地址32位长很多；由于地址空间很大，可以使用很多新的地址类型：IPv6的地址的书写格式如下所示：其中X是4位十六进制的整数，转化成二进制是16位二进制的数；每一个X包含4个数字，整个地址包含8个4位十六进制的整数，可转化为8个16位二进制的整数；共计128位。举例：2002:abcd:3c4d:0012:0000:0000:5678:12ab特点：8组4位数字和字母组合；各组之间用冒号分隔。17X:X:X:X:X:X:X:XIPv6的地址结构介绍IPv6的地址结构当我们使用WEB浏览器向一台IPv6主机发起HTTP连接时，必须将IPv6的地址输入到浏览器；而且要用[]将IPv6地址括起来。举例：访问IPv6地址的主机的8080端口时：2002:abcd:3c4d:0012:0000:0000:5678:12ab需要输入HTTP://[2002:abcd:3c4d:0012:0000:0000:5678:12ab]:8080/default.html18IPv6的地址结构介绍IPv6的地址结构IPv6地址过于冗长，有些技巧可以简化IPv6地址的书写：1、省略每组中打头的0：举例：2002:abcd:3c4d:0012:0000:0000:5678:12ab可以简化为：2002:abcd:3c4d:12:0:0:5678:12ab2、用双冒号省略全0的地址块：举例：2002:abcd:3c4d:12:0000:0000:5678:12ab可以简化为：2002:abcd:3c4d:0012::5678:12ab注意：在每个地址只能在一处使用双冒号代替全0的地址块。如：2002:0000:0000:0012:0000:0000:5678:12ab正确的简化地址是：2002::12:0:0:5678:12ab而不能写成：2002::12:：5678:12ab19IPv6的地址的简化IPv6的地址结构在IPv4向IPv6过渡阶段，发生在IPv4和IPv6混合环境中，定义了兼容的地址表示形式：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，其中x是地址中6个高阶16位分组的十六进制值，d是地址中4个低阶8位分组的十进制值（标准IPv4表示）。例如地址0:0:0:0:0:0:13.1.68.3，0:0:0:0:0:FFFF:129.144.52.38写成压缩形式为::13.1.68.3，或::FFFF.129.144.52.38。20IPv4和IPv6兼容的地址IPv6的地址结构IPv6地址被分成两个部分—子网前缀和接口标识符：同样用类似CIDR地址的方式被表示为一个携带额外数值的地址，其