IPv6系統(tǒng)教程.ppt

IPv6簡介 北京工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院張麗 主要內(nèi)容 IPv6特點IPv6地址空間IPv6數(shù)據(jù)包格式IPv6的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議 IPv6特點 比IPv4效率高基于IPv4協(xié)議20年的經(jīng)驗不只為網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)設(shè)計蜂窩設(shè)備 無線設(shè)備 電話 個人數(shù)字助理 電視 廣播設(shè)備等簡化基于IP網(wǎng)絡(luò)的實施 運營和管理 特點 128位地址方案 足夠的地址空間巨大的地址空間為數(shù)十億新設(shè)備 如PDA 蜂窩設(shè)備 802 11系統(tǒng)提供了全球唯一地址標(biāo)識多等級層次地址有助于路由的聚合 提高了路由的效率和可擴(kuò)展性使具有嚴(yán)格路由聚合的多點接入成為可能自動配置允許IPv6網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點不用手動配置重新編址機(jī)制使得IPv6提供商之間的轉(zhuǎn)換對最終用戶是透明的 特點 ARP廣播被本地鏈路的多播代替IPv6的包頭比IPv4的包頭更有效率新的擴(kuò)展頭替代了IPv4包頭的選項字段 提供了更多的靈活性流標(biāo)志字段可以提供流量區(qū)分更有效地處理移動性和安全機(jī)制設(shè)計了許多過渡機(jī)制 使IPv4可以平穩(wěn)地向IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡 IPv6的地址空間 RFC2373定義128位的地址長度層次化的設(shè)計地址表示法地址分類 IPv6的地址表示法 冒號分十六進(jìn)制格式壓縮表示內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址 冒號分十六進(jìn)制格式 最長的表示 32個十六進(jìn)制字符分為8組 每組16位 每組寫成4個十六進(jìn)制數(shù) 每組之間用冒號分隔二進(jìn)制IPv6地址0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011000000101010101000000000111111111111111000101000100111000101101016位為一組轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制 以冒號分隔21DA 00D3 0000 2F3B 02AA 00FF FE28 9C5A 壓縮表示 每個十六進(jìn)制組中的前導(dǎo)0可以省略 全為0的組至少保留一個0FE80 0000 0000 0000 02AA 00FF FE9A 4CA2表示成FE80 0 0 0 2AA FF FE9A 4CA2將0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000表示成0 0 0 0 0 0 0 0 壓縮表示 將冒號十六進(jìn)制格式中相鄰的連續(xù)零位進(jìn)行壓縮 用雙冒號 表示每個地址中只能出現(xiàn)一個雙冒號 例如 FE80 0 0 0 2AA FF FE9A 4CA2表示成FE80 2AA FF FE9A 4CA2將0 0 0 0 0 0 0 0表示成 內(nèi)嵌IPv4地址的IPv6地址 IPv4兼容的IPv6地址高96位為0 后跟32位的IPv4地址 206 123 31 2或0 0 0 0 0 0 206 123 31 2映射IPv4的IPv6地址高80位為0 接16位1 然后32位IPv4地址 FFFF 206 123 31 2或0 0 0 0 0 FFFF 206 123 31 2 URL的IPv6表示 定義為指定可選的端口號 8080 index html 8383 abc htmlIPv6地址用方括號括上 3ff3 b80 c19 1 50 8080 index html 子網(wǎng)掩碼表示 不能用點十進(jìn)制表示法255 255 255 0CIDR表示法2001 410 0 1 0 0 0 45FF 1282001 410 0 1 642001 410 0 48 IPv6的地址類型 單播 unicast 地址與單個接口相關(guān)聯(lián) 發(fā)給單播地址的包傳送到由該地址標(biāo)識的單接口上選播 anycast 標(biāo)識一組接口 通常屬于不同的節(jié)點 發(fā)送給選播地址的包傳送到該地址標(biāo)識的一組接口中根據(jù)路由算法度量距離為最近的一個接口多播 multicast 標(biāo)識多個接口 發(fā)給組播地址的包傳送到該地址標(biāo)識的所有接口上 不再定義廣播地址 功能由多播地址替代 單播地址分類 本地鏈路地址本地站點地址可聚合全球地址回環(huán)地址未指定地址與IPv4兼容地址 本地鏈路地址 只在連接到同一本地鏈路的節(jié)點之間使用鄰居發(fā)現(xiàn)永遠(yuǎn)也不會被IPv6路由器轉(zhuǎn)發(fā)啟動IPv6協(xié)議棧時 每個接口自動配置一個本地鏈路地址 本地鏈路地址 0 接口標(biāo)識符 128位 FE80 10 10位 54位 EUI 6464位 本地站點地址 相當(dāng)于IPv4私用地址空間10 0 0 0 8 172 16 0 0 12和192 168 0 0 16有效域限于一個站點內(nèi)部站點本地地址不可被其他站點訪問含此類地址的包不會被路由器轉(zhuǎn)發(fā)到站外IPv6不希望使用NAT不是自動配置的 本地站點地址 用于永遠(yuǎn)也不會與全球IPv6因特網(wǎng)通信的設(shè)備打印機(jī)內(nèi)部網(wǎng)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) 網(wǎng)橋 網(wǎng)關(guān) 無線接入點等用于管理目的僅內(nèi)部可達(dá)的任何服務(wù)器和路由器 本地站點地址 子網(wǎng)ID 接口標(biāo)識符 128位 FEC0 10 10位 54位 EUI 6464位 可聚合全球地址 相當(dāng)于IPv4公共地址可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)的地址001格式前綴 用于區(qū)別其它地址類型TLA TopLevelAggregator 頂級聚合體 NLA NextLevelAggregator 下級聚合體 SLA SiteLevelAggregator 站點級聚合體 可聚合全球地址 TLA與長途服務(wù)供應(yīng)商和電話公司相互連接的公共骨干網(wǎng)絡(luò)接入點 其ID的分配由國際Internet注冊機(jī)構(gòu)IANA嚴(yán)格管理NLA通常是大型ISP 它從TLA處申請獲得地址 并為SLA分配地址SLA也可稱為訂戶 subscriber 可以是一個機(jī)構(gòu)或一個小型ISP 負(fù)責(zé)為屬于它的訂戶分配地址 兼容地址 IPv4兼容地址用于具有IPv4和IPv6兩種協(xié)議的節(jié)點使用IPv6進(jìn)行通信表示為0 0 0 0 0 0 w x y z或 w x y zIPv4映射地址用來表示僅支持IPv4地址的節(jié)點表示為0 0 0 0 0 FFFF w x y z或 FFFF w x y z 回環(huán)地址和未指定地址 回環(huán)地址節(jié)點自己使用 1未指定地址 0用在不需要 沒有地址的數(shù)據(jù)包的地址字段 選播地址 從單播地址空間中分割 同單播地址沒有分別可聚合全球地址本地站點地址本地鏈路地址預(yù)定義的選播地址子網(wǎng) 路由器選播地址 子網(wǎng)前綴后補0直到128位 多播地址 Flags000T 高三位0 T 0表示一個被IANA永久分配的多點傳送地址 T 1表示一個臨時的多點傳送地址4位Scope是一個多點傳送范圍域用來限制多點傳送的范圍特定地址被請求節(jié)點地址 特定多播地址 FF01 1節(jié)點本地范圍內(nèi)所有節(jié)點地址FF01 2節(jié)點本地范圍內(nèi)所有路由器地址FF02 1鏈路本地范圍內(nèi)所有節(jié)點地址FF02 2鏈路本地范圍內(nèi)所有路由器地址FF05 2站點本地范圍內(nèi)所有路由器地址FF0E 0 0 0 0 0 0 111internet中所有NTP服務(wù)器 被請求節(jié)點地址 Solicited NodeAddressFF02 1 FF00 0000 104后附接口的單播或選播地址的后24位自動啟用在本鏈路范圍內(nèi)作用用來獲得鄰居節(jié)點和路由器的鏈路層地址檢測重復(fù)地址 IPv6分組頭 IPv6分組頭 版本號 6 IPv6分組頭 流量類別 按照實時遞交需求區(qū)分分組 指明數(shù)據(jù)包該如何處理 IPv6分組頭 流標(biāo)簽 標(biāo)記IPv6數(shù)據(jù)包的一個流 IPv6分組頭 有效載荷長度 數(shù)據(jù)長度 IPv6分組頭 下一個頭 指明基本IPv6包頭后擴(kuò)展頭 也可能是上層協(xié)議號 IPv6分組頭 跳數(shù)限制 擴(kuò)展包頭類型 擴(kuò)展包頭 路由包頭 擴(kuò)展包頭 路由包頭 號 43強(qiáng)制數(shù)據(jù)包經(jīng)過特定的路由器只有列表中的路由器才處理路由包頭最多可以指定256個路由器類型字段0包頭中是指定的中間路由器列表 擴(kuò)展包頭 路由包頭處理過程 由源節(jié)點構(gòu)造數(shù)據(jù)包必須經(jīng)過的路由器的列表 并構(gòu)造類型0的路由包頭將目的地址換成列表中第一個路由器的地址將原始的IPv6目的地址作為列表的最后一項中間路由器將數(shù)據(jù)包目的地址更改為列表中的下一個路由器 將路由選擇包頭的剩余段字段減1若路由器是列表的最后一項 包頭目的地址更改為最后的目的節(jié)點 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議NDP 替代ARP無狀態(tài)自動配置路由器重定向 鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議NDP 替代ARP ICMPv6的消息鄰居請求消息鄰居公告消息被請求點多播地址FF02 1 FFxx xxxx節(jié)點AIP地址 FEC0 1 0 0 1 A鏈路地址 00 50 3e e4 4a 00節(jié)點BIP地址 FEC0 1 0 0 1 B鏈路地址 00 50 3e e4 4b 01 鏈路地址查找過程 節(jié)點A發(fā)送類型35 鄰居請求 的ICMPv6消息到本地鏈路源地址 A的本地站點地址FEC0 1 0 0 1 A目的地址 B本地站點地址FEC0 1 0 0 1 B對應(yīng)的被請求節(jié)點地址FF02 1 FF01 B源鏈路層地址 00 50 3e e4 4a 00目的鏈路層地址 多播地址FF02 1 FF01 B的多播映射33 33 FF 01 00 0B數(shù)據(jù) A的源鏈路層