第21章新一代Internet協(xié)議

1、第21章 新一代因特網(wǎng)協(xié)議IPv6是因特網(wǎng)協(xié)議第六版是因特網(wǎng)協(xié)議第六版(Internet Protocol Version Six)的縮寫。的縮寫。IETF在在1998年底制定了年底制定了IPv6的草案，旨在取代的草案，旨在取代使用了使用了20多年的因特網(wǎng)協(xié)議第四版多年的因特網(wǎng)協(xié)議第四版(IPv4)。21.1 轉(zhuǎn)向新一代因特網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)向新一代因特網(wǎng)協(xié)議 21.2 IPv6數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式 21.3 IPv6擴展首部擴展首部 21.4 IPv6地址地址 21.5 向向IPv6過渡過渡 21.1 轉(zhuǎn)向新一代因特網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)向新一代因特網(wǎng)協(xié)議21.1.1 IPv4協(xié)議存在的問題：協(xié)議存在的問題： 1.

2、 有限的地址空間有限的地址空間 2. 路由選擇效率不高路由選擇效率不高 3. 復(fù)雜的地址配置復(fù)雜的地址配置 4. 缺乏服務(wù)質(zhì)量保證缺乏服務(wù)質(zhì)量保證 5. 安全性問題安全性問題21.1.2 IPv6協(xié)議協(xié)議IPv6是對是對IPv4的改進，主要特點如下：的改進，主要特點如下： 1. 經(jīng)過擴展的地址和路由選擇功能經(jīng)過擴展的地址和路由選擇功能 IP地址長度地址長度由由32位增加到位增加到128位位，可支持?jǐn)?shù)量，可支持?jǐn)?shù)量大得多的可尋址節(jié)點、大得多的可尋址節(jié)點、更多級的地址層次更多級的地址層次和和較為較為簡單的地址自動配置簡單的地址自動配置。2. 簡化的首部格式簡化的首部格式 IPv4首部的首部的某些字

3、段被取消或改為選項某些字段被取消或改為選項，以，以減少報文分組處理過程中常用情況的處理開減少報文分組處理過程中常用情況的處理開銷銷，并并使得使得IPv6首部的帶寬開銷盡可能低首部的帶寬開銷盡可能低。3. 支持?jǐn)U展首部和選項支持?jǐn)U展首部和選項 IPv6的選項放在單獨的的選項放在單獨的擴展首部擴展首部中，位于報文中，位于報文分組中分組中IPv6基本首部基本首部和傳送層首部之間。因為和傳送層首部之間。因為大多數(shù)大多數(shù)IPv6選項首部不會被報文分組投遞路徑選項首部不會被報文分組投遞路徑上的任何路由器檢查和處理，直至其到達最終上的任何路由器檢查和處理，直至其到達最終目的地，這種組織方式目的地，這種組織方

4、式有利于改進路由器在處有利于改進路由器在處理包含選項的報文分組時的性能理包含選項的報文分組時的性能。IPv6的另一的另一改進，是其選項與改進，是其選項與IPv4不同，可具有不同，可具有任意長度任意長度，不限于不限于40字節(jié)。字節(jié)。4. 支持驗證和隱私權(quán)支持驗證和隱私權(quán) IPv6定義了一種擴展，可定義了一種擴展，可支持權(quán)限驗證支持權(quán)限驗證和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)完整性完整性并支持并支持保密性保密性要求。要求。5. 支持自動配置支持自動配置 IPv6支持多種形式的支持多種形式的自動配置自動配置，從孤立網(wǎng)絡(luò)，從孤立網(wǎng)絡(luò)結(jié)點地址的結(jié)點地址的“即插即用即插即用”自動配置，到自動配置，到DHCP提供的全功能的設(shè)施。提

5、供的全功能的設(shè)施。6. 服務(wù)質(zhì)量能力服務(wù)質(zhì)量能力 IPv6增加了一種新的能力，如果某些報文分增加了一種新的能力，如果某些報文分組屬于特定的工作流，發(fā)送者要求對其給予組屬于特定的工作流，發(fā)送者要求對其給予特殊處理，則可對這些報文分組加標(biāo)號，例特殊處理，則可對這些報文分組加標(biāo)號，例如如非缺省服務(wù)質(zhì)量非缺省服務(wù)質(zhì)量通信業(yè)務(wù)或通信業(yè)務(wù)或“實時實時”服務(wù)服務(wù)。返回返回21.2 IPv6數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式版本號版本號通信量等級通信量等級流標(biāo)記流標(biāo)記有效負載長度有效負載長度下一首部下一首部跳數(shù)限制跳數(shù)限制源地址（源地址（128位）位）目的地址（目的地址（128位）位）有效負載有效負載（0多個擴展首部多個擴

6、展首部+高層數(shù)據(jù)）高層數(shù)據(jù)）基本首部0 4 12 16 24 311 版本號版本號 (Version，4位位) IPv6協(xié)議版本號值為協(xié)議版本號值為6。這個字段的大小與。這個字段的大小與IPv4中的中的版本號域是相同的。版本號域是相同的。2 通信量等級通信量等級 (流量類別流量類別Traffic Classes，8位位)用于識別和區(qū)分用于識別和區(qū)分IPv6信息包的不同等級或優(yōu)先權(quán)。信息包的不同等級或優(yōu)先權(quán)。 使用通信量等級域必須具備下面幾個條件使用通信量等級域必須具備下面幾個條件: 1)在一個在一個IPv6結(jié)點中，結(jié)點中，IPv6服務(wù)接口必須為由上層協(xié)服務(wù)接口必須為由上層協(xié)議產(chǎn)生的信息包中的通

7、信量等級位提供一種支持手段議產(chǎn)生的信息包中的通信量等級位提供一種支持手段。默認(rèn)值：默認(rèn)值：8位全為位全為0。 2)支持部分或全部通信量等級的特殊使用的支持部分或全部通信量等級的特殊使用的IPv6結(jié)點結(jié)點允許修改它們產(chǎn)生、轉(zhuǎn)發(fā)、或接收到的信息包中的通允許修改它們產(chǎn)生、轉(zhuǎn)發(fā)、或接收到的信息包中的通信量等級的值信量等級的值。上層的協(xié)議不必假定接收到的信息包。上層的協(xié)議不必假定接收到的信息包中通信量等級的值與源節(jié)點發(fā)出該包時的值相同。中通信量等級的值與源節(jié)點發(fā)出該包時的值相同。 3 流標(biāo)記流標(biāo)記(Flow Label，20位) IPv6報頭中的流標(biāo)記是為了用來報頭中的流標(biāo)記是為了用來標(biāo)記那些需要標(biāo)記那

8、些需要IPv6路由器特殊處理的信息包的順序路由器特殊處理的信息包的順序，這些特，這些特殊處理包括非默認(rèn)質(zhì)量的服務(wù)或殊處理包括非默認(rèn)質(zhì)量的服務(wù)或“實時實時(real-time IPv6)”服務(wù)。服務(wù)。IPv6的這個流標(biāo)記域在的這個流標(biāo)記域在RFC 2640中是中是實驗性的實驗性的，而且隨著因特網(wǎng)對，而且隨著因特網(wǎng)對流支持需求的改變而改變。流支持需求的改變而改變。不支持流標(biāo)記域功能的主機或路由器不支持流標(biāo)記域功能的主機或路由器在在產(chǎn)生產(chǎn)生一一個信息包的時候?qū)⒃撚蛑脗€信息包的時候?qū)⒃撚蛑?，在，在轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)一個信息一個信息包的時候則不改變該域，包的時候則不改變該域，接受接受一個信息包的時一個信息包的時

9、候則忽略該域。候則忽略該域。4 有效負載長度有效負載長度 (Payload Length，16位位)該字段描述的是整個數(shù)據(jù)報的長度減去該字段描述的是整個數(shù)據(jù)報的長度減去40字字節(jié)的基本首部。節(jié)的基本首部。5 下一個首部下一個首部 (Next Header，8位位) 當(dāng)數(shù)據(jù)報有擴展首部時，該字段指明第一個當(dāng)數(shù)據(jù)報有擴展首部時，該字段指明第一個擴展首部的標(biāo)識，即數(shù)據(jù)報下一個首部。如擴展首部的標(biāo)識，即數(shù)據(jù)報下一個首部。如果沒有擴展首部，該字段指明果沒有擴展首部，該字段指明IPv6數(shù)據(jù)報攜數(shù)據(jù)報攜帶的上層報文的首部。帶的上層報文的首部。6 跳數(shù)限制跳數(shù)限制 (Hop Limit，8位位) 該字段用無符

10、號整數(shù)表示，當(dāng)被轉(zhuǎn)發(fā)的信息該字段用無符號整數(shù)表示，當(dāng)被轉(zhuǎn)發(fā)的信息包經(jīng)過一個結(jié)點時，該值將減包經(jīng)過一個結(jié)點時，該值將減1，當(dāng)減到，當(dāng)減到0時，時，則丟棄該信息包。則丟棄該信息包。(IPv4中的中的TTL)7 源地址源地址(Source Address，128位位) 源地址表示信息包發(fā)送方的地址。源地址表示信息包發(fā)送方的地址。8 目的地址目的地址(Destination Address，128位位)目的地址表示信息包接收者的地址。目的地址表示信息包接收者的地址。如果有路由擴展首部，該地址可能不如果有路由擴展首部，該地址可能不是該信息包最終接收者的地址。是該信息包最終接收者的地址?；净臼撞渴撞靠?/p>

11、長總長4040個字節(jié)。個字節(jié)。 原原IPv4IPv4的選項在的選項在IPv6IPv6中由擴展中由擴展首部實現(xiàn)。首部實現(xiàn)。IPv6首部和首部和IPv4首部的比較首部的比較IPv4IPv4首首部部IPv6IPv6首首部部版本版本號號= =4 4版本版本號號= =6 6服務(wù)類型字段（服務(wù)類型字段（TOSTOS）通信量等級通信量等級字段，流標(biāo)字段，流標(biāo)記記字段字段首部首部長度和總長度字段長度和總長度字段有效載荷長度字段有效載荷長度字段分片重組標(biāo)識符、標(biāo)志以分片重組標(biāo)識符、標(biāo)志以及片偏移字段及片偏移字段分片擴展分片擴展首部首部中包含標(biāo)識符、標(biāo)志以中包含標(biāo)識符、標(biāo)志以及片偏移字段及片偏移字段生存時間（生存

12、時間（TTLTTL）跳數(shù)限制跳數(shù)限制首部首部校驗和校驗和無校驗和，由上層協(xié)議負責(zé)校驗無校驗和，由上層協(xié)議負責(zé)校驗3232位源和目的地址位源和目的地址128128位源和目的地址位源和目的地址選項選項基本首部基本首部不不含含選項，選項由逐跳選項，選項由逐跳選項選項擴展擴展首部首部、路由選擇路由選擇擴展擴展首部首部和目的和目的站點選項站點選項擴展擴展首部首部決定決定返回返回21.3 IPv6擴展首部擴展首部lIPv6的的擴展首部擴展首部被放在被放在IPv6基本首部和基本首部和上層首部之間上層首部之間。l擴展首部是通過下一個首部值來區(qū)分的。擴展首部是通過下一個首部值來區(qū)分的。一個一個IPv6信息包可以

13、有信息包可以有0個或多個擴展首個或多個擴展首部，每一個擴展首部都是通過前一個首部，每一個擴展首部都是通過前一個首部中的下一個首部字段來確定。部中的下一個首部字段來確定。基本首部擴展首部1擴展首部n數(shù)據(jù)可選 I IP Pv v6 6 基基本本首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P T TC CP P 首首部部+ +數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) I IP Pv v6 6 基基本本首首部部 下下一一首首部部= =路路由由 路路由由選選擇擇首首部部 下下一一首首部部= =分分片片 分分片片首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P TCP首首部部+數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) I IP Pv v6 6 基基本本首首部部

14、下下一一首首部部= =路路由由 路路由由選選擇擇首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P T TC CP P 首首部部+ +數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 無無擴擴展展首首部部 有有1個個擴擴展展首首部部 有有2個個擴擴展展首首部部 大多數(shù)情況下大多數(shù)情況下，信息包到達，信息包到達IPv6首部的目的首部的目的地址字段所確定的結(jié)點或者是在多點傳送情地址字段所確定的結(jié)點或者是在多點傳送情況下的所有節(jié)點中的一個節(jié)點之前，況下的所有節(jié)點中的一個節(jié)點之前，IPv6信信息包沿著傳送路徑經(jīng)過的任何結(jié)點都息包沿著傳送路徑經(jīng)過的任何結(jié)點都不檢查不檢查或處理其擴展首部或處理其擴展首部。 通常情況下，通常情況下，多路處理技術(shù)多

15、路處理技術(shù)會根據(jù)會根據(jù)IPv6基本基本首部中的首部中的下一個首部字段的值下一個首部字段的值來調(diào)用相應(yīng)模來調(diào)用相應(yīng)模塊去處理第一個擴展首部，如果沒有擴展首塊去處理第一個擴展首部，如果沒有擴展首部，則處理高層的首部。部，則處理高層的首部。 若若IP包中含有包中含有TCP段，則下一個頭字段的段，則下一個頭字段的8位位二進制值是二進制值是6；若；若IP包中含有包中含有UDP數(shù)據(jù)報，這數(shù)據(jù)報，這個值就是個值就是17。 IPv6IPv6的下一個首部字段既可能是一個擴展的下一個首部字段既可能是一個擴展首部類型，也可能是有效負載的協(xié)議類型。首部類型，也可能是有效負載的協(xié)議類型。58 ICMPv6l擴展首部必須

16、嚴(yán)格按照它們在信息包出現(xiàn)的擴展首部必須嚴(yán)格按照它們在信息包出現(xiàn)的順順序進行處理序進行處理，在處理一個首部的時候，要求節(jié)，在處理一個首部的時候，要求節(jié)點必須處理下一個首部，若當(dāng)前首部的下一個點必須處理下一個首部，若當(dāng)前首部的下一個首部域的值不能被節(jié)點識別，則該節(jié)點應(yīng)該丟首部域的值不能被節(jié)點識別，則該節(jié)點應(yīng)該丟棄該信息包，同時發(fā)送一個棄該信息包，同時發(fā)送一個ICMP參數(shù)問題報參數(shù)問題報文給該信息包信源，同時在文給該信息包信源，同時在ICMP報文的指針報文的指針字段包含原始信息包中不可識別值的偏移量。字段包含原始信息包中不可識別值的偏移量。l目前的目前的IPv6IPv6規(guī)范定義了規(guī)范定義了6 6種擴

17、展首部種擴展首部：u逐跳選項首部；路由選擇首部；分片首部；逐跳選項首部；路由選擇首部；分片首部；認(rèn)證首部；加密安全首部；目的站點選項首認(rèn)證首部；加密安全首部；目的站點選項首部部 21.3.1 路由選擇首部路由選擇首部IPv6路由選擇首部代替了路由選擇首部代替了IPv4中所實現(xiàn)的源中所實現(xiàn)的源路由路由。該首部攜帶數(shù)據(jù)包需經(jīng)過的中轉(zhuǎn)地址表，地該首部攜帶數(shù)據(jù)包需經(jīng)過的中轉(zhuǎn)地址表，地址表給出一條嚴(yán)格或者是松散的源路由。址表給出一條嚴(yán)格或者是松散的源路由。21.3.2 分片擴展首部分片擴展首部 IPv6規(guī)范建議所有結(jié)點都執(zhí)行規(guī)范建議所有結(jié)點都執(zhí)行路徑路徑MTU發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)機制，并只允許由源節(jié)點分片。在發(fā)送任

18、意機制，并只允許由源節(jié)點分片。在發(fā)送任意長度的包之前，必須檢查由源節(jié)點到目的節(jié)長度的包之前，必須檢查由源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑，計算出可以無需分片而發(fā)送的最點的路徑，計算出可以無需分片而發(fā)送的最大長度的包。大長度的包。如果要發(fā)送超出此長度的包，如果要發(fā)送超出此長度的包，就必須由源節(jié)點進行分片。就必須由源節(jié)點進行分片。簡化了中間節(jié)點簡化了中間節(jié)點對包的處理。對包的處理。 RFC 1883中規(guī)定的幀格式中規(guī)定的幀格式 M：片未完片未完下一下一首部首部保留保留片片偏移值偏移值保留保留 M標(biāo)識標(biāo)識0 8 16 29 311.下一首部下一首部字段：字段：8位。位。2.保留保留：此：此8位字段目前未用，設(shè)置

19、為位字段目前未用，設(shè)置為0。3.分片偏移分片偏移值字段：與值字段：與IPv4的分段偏移值字段的分段偏移值字段很相似。此字段共很相似。此字段共13位位，以以8字節(jié)為單位字節(jié)為單位，表，表示此分片中數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)在原來整個包示此分片中數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)在原來整個包的數(shù)據(jù)中的位置關(guān)系。的數(shù)據(jù)中的位置關(guān)系。4.保留字段保留字段：此：此2位字段目前未用，設(shè)置為位字段目前未用，設(shè)置為0。5.M標(biāo)志標(biāo)志：此位表示是否還有后續(xù)分片。若值：此位表示是否還有后續(xù)分片。若值為為1，表示后面還有后續(xù)字段；若值為，表示后面還有后續(xù)字段；若值為0則表則表示這是最后一個分片。示這是最后一個分片。6.標(biāo)識字段標(biāo)識字段：該字段

20、與：該字段與IPv4的標(biāo)識字段類似，的標(biāo)識字段類似，但是為但是為32位，而在位，而在IPv4中為中為16位。源節(jié)點為位。源節(jié)點為每個被分片的每個被分片的IPv6包都分配一個包都分配一個32位位標(biāo)識符。標(biāo)識符。21.3.3 目的站點選項首部目的站點選項首部 類似逐跳選項頭，目的站點選項首部類似逐跳選項頭，目的站點選項首部提供了一提供了一種隨著種隨著IPv6包來交付可選信息的機制包來交付可選信息的機制。其余的。其余的擴展首部都是出于某一個特定的理由而定義的，擴展首部都是出于某一個特定的理由而定義的，而目的站點選項擴展首部則是允許為目的節(jié)點而目的站點選項擴展首部則是允許為目的節(jié)點而定義的新選項。到目

21、前為止，除了而定義的新選項。到目前為止，除了填充選項填充選項，在已發(fā)布的在已發(fā)布的RFC中尚未定義任何目的站點選項。中尚未定義任何目的站點選項。21.3.4 逐跳選項首部逐跳選項首部 從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由上的每個節(jié)點，即從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由上的每個節(jié)點，即每個轉(zhuǎn)每個轉(zhuǎn)發(fā)包的路由器都檢查逐跳選項發(fā)包的路由器都檢查逐跳選項中的信息。中的信息。 逐跳選項首部與目的站點選項首部的格式相同，而且逐跳選項首部與目的站點選項首部的格式相同，而且編碼規(guī)則也相同。編碼規(guī)則也相同。兩個報頭中都有填充選項兩個報頭中都有填充選項Pad1Pad1和和PadNPadN。此外，另定義了一個逐跳選項：此外，另定義了一

22、個逐跳選項：巨型有效負載巨型有效負載選項選項。 與其他選項擴展首部相同，與其他選項擴展首部相同，前兩個字段指明了下一個前兩個字段指明了下一個首部和擴展首部的長度首部和擴展首部的長度。巨型凈荷選項從擴展首部的。巨型凈荷選項從擴展首部的第三個字節(jié)開始。第三個字節(jié)開始。第三個字節(jié)為擴展首部類型第三個字節(jié)為擴展首部類型(選項選項類型類型)，其值為，其值為194；第四個字節(jié)，即巨型凈荷選項數(shù)第四個字節(jié)，即巨型凈荷選項數(shù)據(jù)長度的值為據(jù)長度的值為4。最后一個字段為巨型有效載荷長度，。最后一個字段為巨型有效載荷長度，指明包括逐跳選項擴展頭在內(nèi)，指明包括逐跳選項擴展頭在內(nèi)，IP包中所包含的實際包中所包含的實際字

23、節(jié)數(shù)，但不包括字節(jié)數(shù)，但不包括IPv6基本首部。基本首部。21.3.5 鑒別首部鑒別首部 鑒別首部鑒別首部(AH)：此擴展首部提供了一種鑒：此擴展首部提供了一種鑒別機制，對數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)源的可靠別機制，對數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)源的可靠性進行鑒別。性進行鑒別。 一個被認(rèn)證的TCP數(shù)據(jù)包會包括IPv6基本首部、鑒別首部和TCP數(shù)據(jù)包本身。21.3.6 擴展報頭的順序擴展報頭的順序 在在IPv6應(yīng)用中，具體包括以下幾種擴展首部應(yīng)用中，具體包括以下幾種擴展首部: 1.逐跳選項首部逐跳選項首部(Hop-by-Hop Options) 2.路由選擇首部路由選擇首部(Routing，類型為，類型為0) 3.

24、分片首部分片首部(Fragment) 4.目的站點選項首部目的站點選項首部(Destination Options) 5.鑒別首部鑒別首部 (Authentication) 6.封裝安全有效負載首部封裝安全有效負載首部(Encapsulating Security Payload)等。等。一個一個IPv6包可以有多個擴展首部，各擴展首部在鏈包可以有多個擴展首部，各擴展首部在鏈接時有一個首選順序。擴展首部應(yīng)該依照如下接時有一個首選順序。擴展首部應(yīng)該依照如下順序順序： 1) IPv6基本首部；基本首部； 2) 逐跳選項首部；逐跳選項首部； 3) 目的站點選項首部目的站點選項首部(由目的地和選路首部

25、注明的設(shè)由目的地和選路首部注明的設(shè)備處理的選項備處理的選項)；非最終目的地址非最終目的地址 4) 路由選擇首部；路由選擇首部； 5) 分片首部；分片首部； 6) 鑒別首部；鑒別首部； 7) ESP首部；首部； 8) 目的站點選項首部目的站點選項首部(僅由最終目的地處理的選項僅由最終目的地處理的選項)； 9) 上層首部。上層首部。返回返回21.4 IPv6地址地址21.4.1 IPv6地址結(jié)構(gòu)地址結(jié)構(gòu)lIPv4與與IPv6地址最大的差別在于長度地址最大的差別在于長度:lIPv4地址長度是地址長度是32位位lIPv6的地址長度是的地址長度是128位位。IPv6有有2128個地址。個地址。l一個典型

26、的一個典型的IPv6地址中若干起始位組成的可地址中若干起始位組成的可變長度域被稱為變長度域被稱為格式前綴格式前綴(Format Prefix，F(xiàn)P)。根據(jù)這些格式前綴形成的地址分配如下。根據(jù)這些格式前綴形成的地址分配如下圖圖:21.4.2 IPv6的地址表示方法的地址表示方法用文本方式表示的用文本方式表示的IPv6地址有三種規(guī)范的形式地址有三種規(guī)范的形式:1）優(yōu)先選用的形式是）優(yōu)先選用的形式是X:X:X:X:X:X:X:X，8個用冒號個用冒號隔開的隔開的16進制的整數(shù)。如：進制的整數(shù)。如： FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:32102）在分配某種形式的）在分

27、配某種形式的IPv6地址時，會用到包含地址時，會用到包含長串長串0 位的地址位的地址。3）在涉及）在涉及IPv4和和IPv6節(jié)點混合的這樣一個節(jié)點環(huán)境時，節(jié)點混合的這樣一個節(jié)點環(huán)境時，有時需要采用另一種表達方式，即有時需要采用另一種表達方式，即X:X:X:X:X:X:D.D.D.D，其中，其中X是地址中是地址中6個高階個高階16位位地址段的十六進制值，地址段的十六進制值，D是地址中是地址中4個低階個低階8位地址段位地址段的十進制值。的十進制值。 允許一定程度的允許一定程度的縮寫縮寫。例如：。例如： 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A 忽略掉每個忽略掉

28、每個16進制部分的前導(dǎo)進制部分的前導(dǎo)0，即將，即將0000寫寫成成0，將，將0008寫成寫成8，將，將0800寫成寫成800。這樣。這樣留下來的就是精簡的形式：留下來的就是精簡的形式：1080:0:0:0:8:800:200C:417A 規(guī)范還引入了另一個簡化措施，在一個地址規(guī)范還引入了另一個簡化措施，在一個地址內(nèi)部，一連串值為內(nèi)部，一連串值為0的的16位數(shù)可以用兩個冒號位數(shù)可以用兩個冒號表示。得到一個如下簡短形式：表示。得到一個如下簡短形式：1080: :8:800:200C:417A 雙冒號約定在地址中只能用一次雙冒號約定在地址中只能用一次。例如，地址。例如，地址0:0:0:BA98:76

29、54:0:0:0 可以縮寫成可以縮寫成 : :BA98:7654:0:0:0 或者或者 0:0:0:BA98:7654: :， 但是但是不能不能表示成表示成 : :BA98:7654: : 。 某些某些IPv6地址地址可以通過在可以通過在IPv4地址之前加上地址之前加上96個零個零得到得到。為了減少。為了減少IPv4的點分十進制表示法和的點分十進制表示法和IPv6的的冒號十進制表示法之間的轉(zhuǎn)換錯誤，規(guī)范為這些地冒號十進制表示法之間的轉(zhuǎn)換錯誤，規(guī)范為這些地址引入了一個特殊的格式。對于如下的地址：址引入了一個特殊的格式。對于如下的地址：0:0:0:0:0:0:A00:1 可以將最后的可以將最后的3

30、2位保留為點分十進制形式：位保留為點分十進制形式：: :10.0.0.121.4.3 可聚集全球單播地址可聚集全球單播地址 可聚集全球單播地址是可以在全球范圍內(nèi)進行路由可聚集全球單播地址是可以在全球范圍內(nèi)進行路由轉(zhuǎn)發(fā)的地址，格式前綴為轉(zhuǎn)發(fā)的地址，格式前綴為001，相當(dāng)于，相當(dāng)于IPv4公共地址。公共地址。IPv6支持更高效的層次尋址和路由機制。支持更高效的層次尋址和路由機制。 13位的位的TLAID、8位的位的Res、24位的位的NLAID、16位位SLAID和和64位主機接口位主機接口ID。 TLA（Top Level Aggregator，頂級聚集符）、，頂級聚集符）、NLA（Next L

31、evel Aggregator，下級聚集符）、，下級聚集符）、SLA（Site Level Aggregator，網(wǎng)點級聚集符）三，網(wǎng)點級聚集符）三者構(gòu)成了自頂向下排列的三個網(wǎng)絡(luò)層次者構(gòu)成了自頂向下排列的三個網(wǎng)絡(luò)層次。 TLA是與長途服務(wù)供應(yīng)商和電話公司相互連接是與長途服務(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，其的公共骨干網(wǎng)絡(luò)接入點，其ID的分配由國際的分配由國際Internet注冊機構(gòu)注冊機構(gòu)IANA嚴(yán)格管理。嚴(yán)格管理。IANAIANA希望希望將將某段某段TLATLA分配給各個洲際注冊機構(gòu)分配給各個洲際注冊機構(gòu)。如有可能，。如有可能，再由其再由其將子段將子段TLATLA再分配給各個國

32、家和地區(qū)的再分配給各個國家和地區(qū)的注冊機構(gòu)注冊機構(gòu)。 NLA通常是大型通常是大型ISP，它從，它從TLA處申請獲得地處申請獲得地址，并為址，并為SLA分配地址。分配地址。 SLA也可稱為也可稱為訂戶訂戶，它可以，它可以是一個機構(gòu)或一個是一個機構(gòu)或一個小型小型ISP。SLA負責(zé)為屬于它的訂戶分配地址。負責(zé)為屬于它的訂戶分配地址。SLA通常為其訂戶分配由連續(xù)地址組成的地址通常為其訂戶分配由連續(xù)地址組成的地址塊，以便這些機構(gòu)可以建立自己的地址層次結(jié)塊，以便這些機構(gòu)可以建立自己的地址層次結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 分層結(jié)構(gòu)的最底層是網(wǎng)絡(luò)主機。分層結(jié)構(gòu)的最底層是網(wǎng)絡(luò)主機。 接口接口ID應(yīng)具有應(yīng)具有大范圍的唯一性大范圍的

33、唯一性，甚至可能在，甚至可能在整個因特網(wǎng)上具有唯一性。規(guī)范有兩個基本整個因特網(wǎng)上具有唯一性。規(guī)范有兩個基本規(guī)定：規(guī)定： 即使在僅有很少數(shù)量的工作站的鏈路上，標(biāo)識符即使在僅有很少數(shù)量的工作站的鏈路上，標(biāo)識符的長度也應(yīng)定為的長度也應(yīng)定為64位。位。 多數(shù)標(biāo)識符以多數(shù)標(biāo)識符以IEEE的的EUI-64格式格式為基礎(chǔ)。為基礎(chǔ)。 接口標(biāo)識的格式是從過去的、僅有接口標(biāo)識的格式是從過去的、僅有48位長的位長的IEEE 802地址演化而來的。從地址演化而來的。從IEEE 802的地的地址轉(zhuǎn)換成址轉(zhuǎn)換成IEEE EUI-64地址：地址：21.4.4 IPv6組播地址組播地址IPv6組播地址組播地址格式前綴為格式前

34、綴為11111111，此外還，此外還包括標(biāo)志、范圍和組包括標(biāo)志、范圍和組ID字段。字段。在在4個標(biāo)志位中，只有第個標(biāo)志位中，只有第4位在位在IPv6規(guī)范中有規(guī)范中有定義，其他定義，其他3位都是保留位，并且必須初始化位都是保留位，并且必須初始化為為0，第第4位位T是是暫時暫時(Transient)的英文縮寫。的英文縮寫。永久分配永久分配的地址是眾所周知的地址，由全球的地址是眾所周知的地址，由全球因特網(wǎng)編號權(quán)威機構(gòu)來分配，而因特網(wǎng)編號權(quán)威機構(gòu)來分配，而臨時地址臨時地址則則不是永久分配的。不是永久分配的。4位范圍字段用來限制組播的范圍。位范圍字段用來限制組播的范圍。例如確保發(fā)送給一個本地視頻會議的數(shù)

35、據(jù)包不例如確保發(fā)送給一個本地視頻會議的數(shù)據(jù)包不會泄露在廣域因特網(wǎng)上。會泄露在廣域因特網(wǎng)上。IPv6組播范圍組播范圍：1 結(jié)點本地范圍結(jié)點本地范圍2 鏈路本地范圍鏈路本地范圍5 網(wǎng)點本地范圍網(wǎng)點本地范圍8 機構(gòu)本地范圍機構(gòu)本地范圍E 全球范圍全球范圍例如：例如：FF01:43 FF02:43 FF05:43 FF08:43 FF0E:4321.4.5 特殊地址格式特殊地址格式 1. 本地單播地址本地單播地址 傳送范圍限于本地，又分為鏈路本地地址和網(wǎng)傳送范圍限于本地，又分為鏈路本地地址和網(wǎng)點本地地址兩類，分別適用于單條鏈路和一個點本地地址兩類，分別適用于單條鏈路和一個網(wǎng)點內(nèi)：網(wǎng)點內(nèi)： 1) 鏈路本

36、地地址的鏈路本地地址的格式前綴為格式前綴為1111111010，用于用于同一鏈路的相鄰結(jié)點間通信同一鏈路的相鄰結(jié)點間通信。 2) 網(wǎng)點本地地址的網(wǎng)點本地地址的格式前綴為格式前綴為1111111011，相當(dāng)于相當(dāng)于10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和和 192.168.0.0/16等等IPv4私用地址空間。私用地址空間。2. 兼容性地址兼容性地址 IPv4兼容地址兼容地址，表示為，表示為0:0:0:0:0:0:w.x.y.z或或:w.x.y.z，用于，用于具有具有IPv4和和IPv6兩種協(xié)議兩種協(xié)議的結(jié)點使用的結(jié)點使用IPv6進行通信進行通信。 IPv4映射地址映射地址，是一種內(nèi)嵌

37、，是一種內(nèi)嵌IPv4地址的地址的IPv6地址，可表示為地址，可表示為0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z或或:FFFF:w.x.y.z。這種地址被用來表示。這種地址被用來表示僅僅支持支持IPv4地址的結(jié)點地址的結(jié)點。1) 6to4地址地址用于具有用于具有IPv4和和IPv6兩種協(xié)議的節(jié)兩種協(xié)議的節(jié)點在點在IPv4路由架構(gòu)中進行通信。路由架構(gòu)中進行通信。6to4是通過是通過IPv4路由方式在主機和路由器之間傳遞路由方式在主機和路由器之間傳遞IPv6分組的動態(tài)隧道技術(shù)。分組的動態(tài)隧道技術(shù)。21.4.6 聯(lián)播地址聯(lián)播地址 IPv6聯(lián)播地址聯(lián)播地址又稱為任意點傳送地址，一個聯(lián)又稱為任意點傳送地

38、址，一個聯(lián)播地址被分配給一組接口。發(fā)往聯(lián)播地址的包播地址被分配給一組接口。發(fā)往聯(lián)播地址的包傳送到該地址標(biāo)識的一組接口中的一個接口，傳送到該地址標(biāo)識的一組接口中的一個接口，該接口是根據(jù)路由算法度量距離為最近的一個該接口是根據(jù)路由算法度量距離為最近的一個接口。接口。 使用聯(lián)播方式，主機可以找到最近的名字服務(wù)使用聯(lián)播方式，主機可以找到最近的名字服務(wù)器、文件服務(wù)器或時間服務(wù)器。器、文件服務(wù)器或時間服務(wù)器。IPv4IPv4IPv6IPv6組播地址（組播地址（224.0.0.0/224.0.0.0/4 4）(FF00:/8)(FF00:/8)有廣播地址有廣播地址沒有廣播地址沒有廣播地址未確定地址未確定地址

39、(0.0.0.0)(0.0.0.0)未確定地址未確定地址(:)(:)環(huán)回地址環(huán)回地址(127.0.0.1)(127.0.0.1)環(huán)回地址環(huán)回地址(:1)(:1)公網(wǎng)公網(wǎng)IP IP 地址地址可聚集全球可聚集全球IPIP地址地址專用專用IPIP地址地址(10.0.0.0/8, (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12,192.168.0.0/16)172.16.0.0/12,192.168.0.0/16)站點本地地址站點本地地址自動專用自動專用IPIP尋址地址尋址地址(169.254.0.0/16)(169.254.0.0/16) 鏈路本地地址鏈路本地地址采用點分十進制的地址表示方法采

40、用點分十進制的地址表示方法采用冒號分隔的十六采用冒號分隔的十六進制地址表示方法進制地址表示方法網(wǎng)絡(luò)號表示采用子網(wǎng)掩碼或者網(wǎng)絡(luò)前網(wǎng)絡(luò)號表示采用子網(wǎng)掩碼或者網(wǎng)絡(luò)前綴長度的表示方法綴長度的表示方法網(wǎng)絡(luò)號表示只采用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號表示只采用網(wǎng)絡(luò)前綴長度的方法絡(luò)前綴長度的方法IP地址比較地址比較返回返回21.5 向向IPv6過渡過渡最基本的過渡技術(shù)包括：雙協(xié)議棧和隧道技術(shù)最基本的過渡技術(shù)包括：雙協(xié)議棧和隧道技術(shù)1. 雙協(xié)議棧雙協(xié)議棧雙棧網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有雙棧網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有兩種模式兩種模式：完全雙棧網(wǎng)絡(luò)完全雙棧網(wǎng)絡(luò)，即所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用戶終端，即所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用戶終端都支持都支持IPv4、IPv6雙協(xié)議棧，用戶通信既可雙協(xié)

41、議棧，用戶通信既可使用使用IPv4協(xié)議棧也可使用協(xié)議棧也可使用IPv6協(xié)議棧。協(xié)議棧。a) 有限雙棧網(wǎng)絡(luò)有限雙棧網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用，網(wǎng)絡(luò)中部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用戶終端采用雙協(xié)議棧，這些用戶可使用戶終端采用雙協(xié)議棧，這些用戶可使用IPv4或或IPv6與其它用戶互聯(lián)互通，但新增的網(wǎng)絡(luò)與其它用戶互聯(lián)互通，但新增的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶終端則僅使用設(shè)備和用戶終端則僅使用IPv6協(xié)議棧，應(yīng)用協(xié)議棧，應(yīng)用基于基于IPv6協(xié)議棧。協(xié)議棧。雙協(xié)議棧的具體工作方式如下：雙協(xié)議棧的具體工作方式如下：1）若應(yīng)用程序使用的目的地址為）若應(yīng)用程序使用的目的地址為IPv4地址，則地址，則使用使用IPv4協(xié)議；協(xié)議；2）若應(yīng)用

42、程序使用的目的地址為）若應(yīng)用程序使用的目的地址為IPv4兼容的兼容的IPv6地址，則同樣使用地址，則同樣使用IPv4協(xié)議，區(qū)別僅在于協(xié)議，區(qū)別僅在于此時的此時的IPv6封裝在封裝在IPv4中；中；3）若應(yīng)用程序使用的目的地址是一個非）若應(yīng)用程序使用的目的地址是一個非IPv4兼兼容的容的IPv6地址，則使用地址，則使用IPv6協(xié)議，而且很可能協(xié)議，而且很可能要采用隧道等機制來進行路由傳送；要采用隧道等機制來進行路由傳送；4）若應(yīng)用程序使用域名作為目標(biāo)地址，則先從）若應(yīng)用程序使用域名作為目標(biāo)地址，則先從DNS服務(wù)器得到相應(yīng)的服務(wù)器得到相應(yīng)的IPv4/IPv6地址，然后地址，然后根據(jù)地址情況進行相應(yīng)的處理。根據(jù)地址情況進行相應(yīng)的處理。 2隧道技術(shù)隧道技術(shù)所謂隧道，就是在一方將