计算机网络基础(第3版)[李志球][电子教案]第12章

第12章 IPv6技术 章 技术本章要点◆ 了解IPv6的基本概念，IPv4向IPv6演进的必然性 了解IPv 的基本概念，IPv4 IPv6 IPv6 ◆ 掌握IPv6分组结构和ICMPv6的作用 掌握IPv 分组结构和ICMPv IPv6 ICMPv6 ◆ 掌握IPv6的地址分类和地址配置技术 掌握IPv IPv6 ◆ 掌握IPv4向IPv6的过渡策略及各种技术的特点 掌握IPv IPv4 IPv6 ◆ 了解Internet 2和NGI 了解Internet

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第12章 IPv6技术 章 技术目12.1 12.2

录

IPv6 IPng) IPv6(IPng)基本概念 IPv6分组结构和ICMPv6 IPv6分组结构和ICMPv6 ICMPv

12. IPv6 12.3 IPv6的地址和地址配置 12.4 IPv4向IPv6过渡的策略 IPv4 IPv6 12.5 下一代Internet 下一代Internet2

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12.1 IPv6(IPng)基本概念 ( )为核心技术的Internet获得巨大成功，随着Internet的进一步 获得巨大成功， Internet的进一步 以IPv4为核心技术的 为核心技术的 获得巨大成功 随着Internet 发展， 越来越显示出它的局限性， 进行升级。 发展，IPv4越来越显示出它的局限性，需要 越来越显示出它的局限性 需要IPv4进行升级。 进行升级

12.1.1 IPv4的危机 IPv4的危机1. 有限的地址空间1)IPv4的地址空间 96年已将 年已将80%的A类网络地址 50%的B类地址 10%的C类地址全 类网络地址， 类地址， 到96年已将80%的A类网络地址，50%的B类地址，10%的C类地址全 部分配了，有专家估计到2010年IPv4地址将全部用完。 地址将全部用完。 部分配了，有专家估计到 年 地址将全部用完 2)IPv4网络解决地址紧缺的方法 非传统网络区域路由CIDR 、子网划分和网络地址转换 子网划分和网络地址转换NAT等技术 只 等技术,只 非传统网络区域路由 等技术 能暂时缓解IPv4地址紧张，但无法根本解决地址问题。 地址紧张， 能暂时缓解 地址紧张 但无法根本解决地址问题。 3)新技术应用使IP地址空间更紧张 IETF 提 出 下 一 代 移动和宽带技术的发展要求更多的 互联网协议- 互联网协议-IPv6 IP地址。 地址。 地址 目 前 IPv6 成 为 公

2. 3.

路由表越来越大 缺乏服务质量保证

认的IPv4未来的升 未来的升 认的 级版本3

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12.1 IPv6(IPng)基本概念 ( )12.1.2 IPv6的发展和特性 IPv6的发展和特性 12.1.3 IPv6中的基本术语 IPv6中的基本术语2003 2002 2001 1999 1998 1996 1995 1994 1993

节点 中国启动CNGI 中国启动CNGI 路由器 继续完善部分IPv6 IPv6相关技术草案 继续完善部分IPv6相关技术草案 ◆ IPv6的特征 IPv6的特征 主机 IPv6关联协议修订和完善 IPv6关联协议修订和完善 巨大的地址空间 上层协议 全新的地址配置方式 局域网段 IPv6基本协议标准化 灵活的头部格式 IPv6基本协议标准化 启动了IPv6教学科研网6 IPv6教学科研网 启动了IPv6教学科研网6REN 简化了协议

,加快了分组的转发 链路 成立全球IPv6 IPv6实验床 成立全球IPv6 对QoS有更好的支持 实验床 - 6BONE 子网 完成IPv6 IPv6的协议文本 完成IPv6 内置的安全性的协议文本 网络 下一代IP协议(IPv6) IP协议 下一代IP协议(IPv6) 全新的邻居发现协议 推荐版本 邻节点 可扩展性 链路最大传输单元(MTU) 链路最大传输单元(MTU) IETF成立IPNG工作 成立IPNG IETF成立IPNG工作 4 组 路径最大传输单元 Lizq98@http://www.77cn.com.cnIPv6的发展过程 IPv6的发展过程

12.2 IPv6分组结构和 分组结构和ICMPv6 分组结构和12.2.1 IPv6基本头部 IPv6基本头部

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12.2 IPv6分组结构和 分组结构和ICMPv6 分组结构和12.2.2 IPv6扩展头部 IPv6扩展头部逐跳选项头部 目标选项头部 路由头部 分段头部 认证头部 封装安全有效载荷头部

12.2.3 ICMPv6IPv4中的ARP和IGMP协议已被组合到ICMPv6中 RARP协议 IPv6协议使用 协议已被组合到ICMPv6 ICMPv6的 协议使用ICMPv6协议作控制协议， 协议作控制协议， 的 IPv4中的ARP和IGMP协议已被组合到ICMPv6中，RARP协议 中的ARP 协议使用 协议作控制协议 Next Header值为 。 值为58。 值为 已从第六版协议簇中删除。 已从第六版协议簇中删除。第四版和第六版的网络层比较如 图所示。 图所示。 ICMPv6主要有两类功能 主要有两类功能– –

网络层故障汇报。 网络层故障汇报。如：Destination Unreachable 信息类汇报。如网络层故障诊断如ping的基础、实现部分网络层功 的基础、 信息类汇报。如网络层故障诊断如 的基础 6 能如： 能如：路由器发现Lizq98@http://www.77cn.com.cn

12.2 IPv6分组结构和 分组结构和ICMPv6 分组结构和12.2.3 ICMPv6◆ 常见的ICMPv6信息报文 常见的ICMPv6 目标不可达( Unreachable) 目标不可达(Destination Unreachable)消息 数据包超长(Packet Too Big)消息 Big) 数据包超长( 超时( Exceeded) 超时(Time Exceeded)消息 参数问题( Problem) 参数问题(Parameter Problem)消息 回送请求报文( Request) 回送请求报文(Echo Request) 回送应答报文( reply) 回送应答报文(Echo reply)消息7

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12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置12.3.1 IPv6地址表示 IPv6地址表示IPv6地址 = 前缀 + 接口标识 地址 前缀： 相当于v4地址中的网络ID ; 前缀： 接口标识： 接口标识：相当于v4地址中的主机ID 地址极其丰富。 地址极其丰富 。 地球上的每一粒沙子都可以有 一个IPv6地址！ 地址！ 一个 地址 1. 首选格式 16位划分为一段 每段转换为一个4 位划分为一段， 每 16 位划分为一段 ， 每段转换为一个 4 位十 六进制数，共分为8 段与段之间用冒号分隔。 六进制数，共分为8段，段与段之间用冒号分隔。 例如： 例如： FEDC:B

A98 7654:686E 0000:1180:096A 98: FEDC:BA98:7654:686E:0000:1180:096A:1234 8Lizq98@http://www.77cn.com.cn

12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置12.3.1 IPv6地址表示 IPv6地址表示2. 零压缩表示法 地址中有好多个连续的 连续的0 地址中有好多个连续的0,表示时可将不必要的 去掉。例如： 0去掉。例如： FF05 0000:36AD 0000:0000:0000:0000: 05: AD: FF05:0000:36AD: 0000:0000:0000:0000:3C 可以表示成：FF05 05: 36AD::3 AD:: 可以表示成：FF05:0:36AD::3CIPv4地址作为后缀 内嵌) 地址作为后缀( 3. 以IPv4地址作为后缀(内嵌)

前面部分用冒号十六进制表示， 前面部分用冒号十六进制表示，后缀用点分十进 制的IPv 地址。 IPv4 制的IPv4地址。 例如： FFFF:192.168. 例如：0:0:0:0:0:FFFF:192.168.0.2 或表示为::FFFF:192.168. ::FFFF (或表示为::FFFF:192.168.0.2) 9Lizq98@http://www.77cn.com.cn

12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置12.3.2 IPv6地址分类 IPv6地址分类1. 单播地址1)可聚合全球单播地址 2)链路本地地址 3)站点本地地址 4)其它单播地址

IPv4 IPv4兼容地址 IPv4 IPv4映射地址 to4 6to4地址2. 组播地址 3. 任播地址10

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12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置12.3.2 IPv6地址分类 IPv6地址分类1. 2. 3. 4. 单播地址 组播地址 任播地址 特殊地址

地址类型 未指定 回送地址 组播 链路本地地址 网点本地地址 全局单播

二进制前缀 00...0 (128 bits) 00...1 (128 bits) 11111111 1111111010 1111111011 (其他) 其他)

IPv6标识 标识 ::/128 ::1/128 FF00::/8 FE80::/10 FEC0::/1011

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12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置◆ 接口ID的生成方法： 接口ID的生成方法： ID的生成方法 规范自动生成。 由IEEE EUI-64规范自动生成。很方便的哦 - 规范自动生成 设备随机生成。 设备随机生成。保护主机的私密性 手工配置。 手工配置。建议在服务器和重要网络设备上配置

◆ EUI-64规范 - 规范 将48比特的 比特的MAC地址转化为 比特的接口 地址转化为64比特的接口 比特的 地址转化为 比特的接口ID 48比特的MAC地址 48比特的 比特的MAC地址

转化后的 比特的接口ID 转化后的64比特的接口 比特的接口

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12.3 IPv6的地址和地址配置 的地址和地址配置12.3.3 IPv6地址配置 IPv6地址配置手工配置 无状态自动配置 有状态自动配置

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12.4

IPv4向IPv6过渡的策略 向 过渡的策略

12.4.1 IPv4向IPv6过渡进程 IPv4向IPv6过渡进程IPv6发展初级阶段 1. IPv6发展初级阶段 IPv4和IPv6共存阶段 2. IPv4和IPv6共存阶段 3. IPv6占主导地位阶段 IPv6占主导地位阶段

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12.4

IPv4向IPv6过渡的策略 向 过渡的策略

12.4.2 IPv6过渡技术 IPv6过渡技术1. 双

协议栈

应用层协议 TCP UDP IPv6协议、 IPv4协议 协议、 协议 协议 物理网络 2. 隧道技术

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Lizq98@http://www.77cn.com.cn 网络地址转换/ 3. 网络地址转换/协议转换技术

12.4

IPv4向IPv6过渡的策略 向 过渡的策略

12.4.3 IPv6对于中国的机会 IPv6对于中国的机会由于历史的原因，中国分到的 由于历史的原因，中国分到的IPv4正式地址数一共才 正式地址数一共才 万个， 万个， 约900万个，而美国斯坦福大学是 万个 而美国斯坦福大学是1700万个，IBM公司则达 万个 公司则达 万个。 为中国提供了一个缩小差距的良机。 到3300万个。IPv6为中国提供了一个缩小差距的良机。 万个 为中国提供了一个缩小差距的良机 首先能分配到更多的地址。 首先能分配到更多的地址 。 中国将会分配到足够的 IPv6地址； 地址； 地址 其次提高了研究和开发的能力。 其次提高了研究和开发的能力。IPv6使中国可以和世 使中国可以和世 界重新站在同一起跑线上，参与世界范围内的竞争； 界重新站在同一起跑线上，参与世界范围内的竞争； 另外还具有后发优势。中国更容易首先接受IPv6,从 另外还具有后发优势。中国更容易首先接受 ， 而可以推动IPv6研究 、 产品开发和应用的全面进步，使中 而可以推动 研究、 产品开发和应用的全面进步， 研究 国在下一代国际互联网的竞争中处于有利位置； 国在下一代国际互联网的竞争中处于有利位置； IPv6对于其他亚洲国家(如日本和韩国等)也是一个 对于其他亚洲国家( 对于其他亚洲国家 如日本和韩国等) 巨大的机遇。 巨大的机遇。16

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