華為3COM-IPv6技術基礎講座ppt課件

1、IPv6技術討論IPv4回想現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡的中心技術是什么?計算機網(wǎng)絡如何實現(xiàn)端到端通訊?如何實現(xiàn)異構網(wǎng)絡的互聯(lián)?如何開發(fā)網(wǎng)絡運用系統(tǒng)?2引入- IPv4的優(yōu)缺陷IPv4獲得了極大的勝利IPv4地址資源的緊張限制了Internet的進一步開展NAT、CIDR、VLSM等技術的運用僅僅暫時緩解IPv4地址緊張，但不是根本處理方法。新運用對IP協(xié)議提出了更多的需求(平安和 QOS 新的)3引入與IPv4相比，IPv6具有以下特點：近乎無限的地址空間更簡約的報文頭部內(nèi)置的平安性更好的QoS支持更好的挪動性4課程內(nèi)容第一章 IPv6根底知識第二章 ND機制第三章 IPv6路由協(xié)議第四章 IPv6主要過

2、渡技術5第一章 IPv6根底知識IPv6報文格式ICMPv6IPv6地址分類6IPv6報文格式IPv6數(shù)據(jù)包由一個根本報頭加上0個或多個擴展報頭機上層協(xié)議單元構成。7IPv6根本報頭備注version=6Traffic Class IP V4 TOSFlow Label用于指示流Next Header IP V4 ProtocolHop Limit IP V4 TTLPayload Length指示該IP報文負荷長度Source和Destination地址都是128位IPv4IPv68來個真的！一個IP V6數(shù)據(jù)包9IPv6擴展報頭IPv6將一些IP層的可選功能實如今上層封裝和根本IPv6頭部

3、之間的擴展頭部中主要的擴展報頭：Hop-by-Hop Options headerDestination Options headerRouting headerFragment headerAuthentication headerEncapsulating Security Payload header10擴展報頭的一個舉例-Routing HeaderRouting Header的作用在于使得數(shù)據(jù)包經(jīng)過指定的中間節(jié)點到達目的地。11一個帶Routing Header報文的轉發(fā)流程SI1I2I3D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination

4、Address = I1 Segments Left = 3 Address1 = I2 Address2 = I3 Address3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination Address = I2 Segments Left = 2 Address1 = I1 Address2 = I3 Address3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination Address = I3 Segments Left = 1 Address1 = I1 Address2 = I2 Addre

5、ss3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6 Destination Address = D Segments Left = 0 Address1 = I1 Address2 = I2 Address3 = I312擴展報頭的順序逐跳選項報頭目的選項報頭當存在路由報頭時，用于中間目的路由報頭片段包頭身份驗證報頭封裝平安有效載荷報頭目的選項報頭用于最終目的13典型的IPv6數(shù)據(jù)包每一種擴展報頭其實也有本人特定的協(xié)議號，例如：路由報頭為43，AH報頭為51每一個根本報頭和擴展報頭的protocol字段標識后面緊接的內(nèi)容IPv6報頭Next Header=6T

6、CP段IPv6報頭Next Header=43IPv6報頭Next Header=43路由報頭Next Header=6路由報頭Next Header=51AH報頭Next Header=6TCP段TCP段14ICMPv6根本概念過失報文信息報文運用15IPv6地址表示v6地址與v4地址表示方法有所不同用十六進制表示，如：FE08:.4位一組，中間用“:隔開，如：2001:12FC:.假設以零開頭可以省略，全零的組可用“:表示，如：1:2:ACDR:.地址前綴長度用“/xx來表示，如：1:1/64以下是同一個地址不同表示法的例子：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:00

7、00:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123:ABCD:0:1/9616IPv6地址表示1000000000000001 0000010000010000 0000000000000000 00000000000000010000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 01000101111111111000000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000000000000000

8、00000001000101111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1:45ff17IPv6地址分類單播地址Unicast Address組播地址Multicast Address任播地址Anycast Address特殊地址地址類型二進制前綴IPv6標識未指定00.0 (128 bits):/128環(huán)回地址00.1 (128 bits):1/128組播11111111FF00:/8鏈路本地地址1111111010FE80:/10網(wǎng)點本地地址1111111011FEC0:/

9、10全局單播（其他）18單播地址IPv6單播地址分類：全局單播地址 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 鏈路本地地址 例 FE80:E0:F726:4E58網(wǎng)點本地地址 例 FEC0:E0:F726:4E5819組播地址Flags用來表示permanent或transient組播組Scope表示組播組的范圍Group ID組播組IDScope:0：預留1：節(jié)點本地范圍2：鏈路本地范圍5：站點本地范圍20IPv6地址新類型 任播Anycast用于標識一組網(wǎng)絡接口目的地址為任播抵抗的數(shù)據(jù)報將發(fā)送給最近的一個接口適宜于挪動IP通訊場所Whos Gateway?Im nea

10、rest one.21第二章 ND機制第一節(jié) 無形狀地址自動配置第二節(jié) 地址解析22IPv6地址配置方法手工配置有形狀地址自動配置DHCPv6無形狀地址自動配置23IPv6地址構造IPv6地址 = 前綴 + 接口標識前綴：相當于v4地址中的網(wǎng)絡ID接口標識：相當于v4地址中的主機ID2001:A304:6101:1:E0:F726:4E582001:A304:6101:1E0:F726:4E58前綴接口標識24無形狀地址自動配置前綴獲得RS報文RA報文主機發(fā)送Router Solicitation報文路由器回應Router Advertisement報文主機獲得前綴及其它參數(shù)其實路由器會周期性

11、地向外發(fā)送RA報文1:1/6425無形狀地址自動配置接口ID生成IEEEEUI64規(guī)范是其中最重要的一種生成方法將48比特的MAC地址轉化為64比特的接口IDMAC地址的獨一性保證了接口ID的獨一性設備自動生成，不需人為干涉48位MAC地址64位接口ID26反復地址檢測DAD反復地址檢測Duplicate Address Detection確保網(wǎng)絡中無兩個一樣的單播地址任何地址均需做DAD地址配置給接口前稱為“tentative地址，暫時不可用經(jīng)過DAD檢測后，沒有沖突后可以運用，假設有沖突，那么不能分配給接口運用27反復地址檢測DAD過程獲得暫時地址的主機發(fā)送NS報文 Neighbor So

12、licitation給該暫時地址所對應的solicited-node組播地址，該報文中包含本人想運用的地址假設有人用NA報文Neighbor Advertisement呼應，并報告本人已運用該地址，那么該暫時地址不可用假設無人呼應，那么以為沒有地址沖突發(fā)生，該地址正式可用1:1/64NS報文NA報文28Solicited-Node組播地址IPv6中特有的組播地址用于DAD和獲取本地鏈路上鄰居節(jié)點的鏈路層地址地址解析等Solicited-Node組播地址生成過程接口ID的后24位：XX:XXXX前綴FF02:0:0:0:0:1:FFFF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX29無形狀地址自

13、動配置的報文Router SolicitationRouter AdvertisementNeighbor SolicitationNeighbor Advertisement一切報文都基于ICMPv6報文30第二章 ND機制第一節(jié) 無形狀地址自動配置第二節(jié) 地址解析31On-Link destination源節(jié)點和目的節(jié)點能否在同一鏈路(P49)32地址解析IPv6取消了ARP協(xié)議經(jīng)過鄰接點懇求報文NS和鄰接點公告報文NA的交互來解析鏈路層地址依然是利用ICMPv6報文！33地址解析發(fā)送主機在接口上發(fā)送組播NS報文，該報文的目的地址為目的IP地址所對應的懇求節(jié)點組播地址Solicited-n

14、ode，在其中也包含了本人的鏈路層地址目的主機收到NS報文后，就會了解到發(fā)送主機的IP地址和相應鏈路層地址目的主機向源發(fā)送主機發(fā)送一個鄰接點公告報文NA，該報文中包含本人的鏈路層地址34地址解析表示圖1:1/64MAC_A1:2/64MAC_BNS報文Source Address:1:1Link layer Address:MAC_ADestination Address:FF02:1:FF00:2NA報文Source Address:1:2Link layer Address:MAC_BDestination Address:1:1PC1PC235第三章 IPv6路由協(xié)議第一節(jié) 靜態(tài)路由配置

15、第二節(jié) 動態(tài)路由配置36靜態(tài)路由配置命令ipv6 route-static ip-address prefix-length interface-name nexthop-address | gateway-address preference preference-value 缺省路由 ipv6 route-static : 0 2:2 Destination : : PrefixLength : 0 NextHop : 2:2 Preference : 60 Interface : Ethernet3/0 Protocol : Static State : Active Adv GotQ

16、Cost : 0 Refrence Count : 237第三章 IPv6路由協(xié)議第一節(jié) 靜態(tài)路由配置第二節(jié) 動態(tài)路由配置38動態(tài)路由協(xié)議目前支持IPv6的重要動態(tài)路由協(xié)議包括RIPngOSPF V3ISISMBGP39RIPng與RIPv2一樣， RIPng具備如下特性RIPng是間隔矢量路由協(xié)議，利用UDP傳輸機制端口號為521RIPng用跳數(shù)度量路由，16跳為不可達RIPng利用程度分割與毒性逆轉技術來減少環(huán)路發(fā)生能夠性RIPng必需支持IPv6所以RIPng報文格式及路由數(shù)據(jù)庫與RIPv2不同。40RIPng典型配置RT1與RT2之間運轉RIPng協(xié)議2:1/641:1/642:2/6

17、43:1/64RT1RT2sysname RT1ipv6interface Ethernet1/0 ipv6 address 1:1/64 undo ipv6 nd ra halt ripng 1 enableinterface Ethernet3/0 ipv6 address 2:1/64 ripng 1 enableripng 1sysname RT2ipv6interface Ethernet0/0interface Ethernet1/0 ipv6 address 3:1/64 ripng 1 enableinterface Ethernet3/0 ipv6 address 2:2/6

18、4 ripng 1 enableripng 141OSPFv3OSPF V3在根本運轉機制上未有改動 (flooding, DR election, area support, SPF calculations) OSPF V3在如下意義上被重新定義OSPF報文和根本的LSA去除了編址語義以更好支持多協(xié)議OSPF V3新定義了一些LSA以攜帶地址和前綴OSPF基于鏈路而不是基于網(wǎng)段運轉OSPF認證機制被去除42OSPFv3典型配置RT1和RT2之間運轉OSPFv3協(xié)議2:1/641:1/642:2/643:1/64RT1RT2sysname RT1ipv6interface Ethernet0

19、/0 ipv6 address 2:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0interface Ethernet0/1 ipv6 address 1:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0ospfv3 1 router-id 1.1.1.1 area 0.0.0.0 sysname RT2ipv6interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:2/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0interface Ethernet0/1 ipv6 address 3:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0ospfv3 1 rou

20、ter-id 2.2.2.2 area 0.0.0.0 43第四章 IPv6過渡技術第一節(jié) IPv6孤島互聯(lián)技術第二節(jié) IPv6與IPv4互通技術44IPv6網(wǎng)絡部署進程循序漸進，降低本錢IPv6孤島IPv6孤島IPv4 Internet協(xié)議轉換IPv6孤島IPv6孤島IPv6 InternetIPv6 InternetIPv4孤島IPv4孤島IPv4 InternetIPv6孤島45IPv6孤島互聯(lián)技術采用隧道技術來完成互通IPv6報文作為IPv4的載荷，或由MPLS承載主要隧道技術包括：手工隧道GRE隧道自動隧道6to4隧道ISATAP隧道6PE優(yōu)點充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡骨干網(wǎng)內(nèi)部設備無須晉級缺

21、陷額外的隧道配置效率降低46GRE隧道技術GRE隧道技術IPv6報文被包含在GRE報文中作為GRE的載荷優(yōu)點通用性好技術成熟，易于了解缺陷維護復雜IPv4報頭IPv6報頭IPv6有效數(shù)據(jù)IPv4有效數(shù)據(jù)GRE報頭47GRE隧道技術的流程發(fā)送方與接納方都是雙棧設備隧道已預先建立好發(fā)送方封裝報文，接納方解封裝IPv6孤島IPv6孤島IPv4網(wǎng)絡隧道雙棧雙棧IPv6主機IPv6主機 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1GRE報頭48GRE隧道的配置IPv6孤島IPv6孤島IPv4網(wǎng)絡隧道雙棧雙棧

22、IPv6主機IPv6主機 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1GRE報頭interface ethernet 0 ip address 20.1.1.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:1 64 source 20.1.1.1 destination 20.1.2.1interface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 addr

23、ess 1:2 64 source 20.1.2.1 destination 20.1.1.149手動隧道技術手動隧道技術IPv6報文被包含在IPv4報文中作為IPv4的載荷同GRE隧道有類似的優(yōu)缺陷IPv4報頭IPv6報頭IPv6有效數(shù)據(jù)IPv4有效數(shù)據(jù)50手動隧道的配置IPv6孤島IPv6孤島IPv4網(wǎng)絡隧道雙棧雙棧IPv6主機IPv6主機 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1interface ethernet 0 ip address 20.1.1.1 255.255.255.0i

24、nterface tunnel 0 ipv6 address 1:1 64 source 20.1.1.1 destination 20.1.2.1tunnel-protocol ipv6-ipv4interface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:2 64 source 20.1.2.1 destination 20.1.1.1 tunnel-protocol ipv6-ipv451自動隧道技術自動隧道技術目的地址為IPv4兼容IPv6地址，包含的IPv4地址即為隧道末

25、端IPv4兼容IPv6地址: 0:0:0:0:0:0:a.b.c.d適用于不經(jīng)常性的IPv6節(jié)點銜接需求優(yōu)點不需求為每條隧道預先配置維護方便缺陷目的地址要求是IPv4兼容IPv6地址52自動隧道技術的流程發(fā)送方與接納方都是雙棧設備發(fā)送方在發(fā)送時根據(jù)目的地址建立隧道發(fā)送方封裝報文，接納方解封裝IPv4網(wǎng)絡隧道雙棧設備雙棧設備 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：:20.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1 源：:20.1.1.1目的：:20.1.2.1IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：:20.1.1.153自

26、動隧道的配置interface ethernet 0 ip address 20.1.1.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address :20.1.1.1 96 source 20.1.1.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnelinterface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address :20.1.2.1 96 source 20.1.2.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4 a

27、uto- tunnelIPv4網(wǎng)絡隧道雙棧設備雙棧設備 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：:20.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1 源：:20.1.1.1目的：:20.1.2.1IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：:20.1.1.1546to4隧道技術6to4隧道技術目的地址為6to4地址，包含的IPv4地址即為隧道末端6to4地址: 2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx可經(jīng)過6to4中繼路由器，使6to4網(wǎng)點銜接到大的純IPv6網(wǎng)絡優(yōu)點不需求為每條隧道預先配置，維

28、護方便缺陷整個IPv6網(wǎng)點運用特殊的6to4地址6to4地址556to4隧道技術的流程6to4網(wǎng)絡IPv4網(wǎng)絡隧道6to4邊緣IPv6主機IPv6主機 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭6to4網(wǎng)絡6to4邊緣2002:0901:0203:/48 9.1.2.3128.1.2.32002:8001:0203:/48 純IPv6網(wǎng)絡6to4中繼3FFE:ABCD:/48 9.2.2.3 源：128.1.2.3目的：9.1.2.3同自動隧道技術類似6to4中繼通往純IPv6網(wǎng)絡的網(wǎng)關566to4隧道的配置interface ethernet 0 ip address

29、 128.1.2.3 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 2002:8001:0203: 48 source 128.1.2.3 tunnel-protocol ipv6-ipv4 6to4ipv6 route-static 2002: 16 tunnel 0interface ethernet 0 ip address 9.1.2.3 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 2002:0901:0203 48 source 9.1.2.3 tunnel-protocol ipv6-ipv4

30、 6to4ipv6 route-static 2002: 16 tunnel 06to4網(wǎng)絡IPv4網(wǎng)絡隧道6to4邊緣IPv6主機IPv6主機 IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭6to4網(wǎng)絡6to4邊緣2002:0901:0203:/48 9.1.2.3128.1.2.32002:8001:0203:/48 純IPv6網(wǎng)絡6to4中繼3FFE:ABCD:/48 9.2.2.3 源：128.1.2.3目的：9.1.2.357ISATAP隧道技術ISATAP隧道技術銜接IPv4網(wǎng)點內(nèi)部的IPv6主機和IPv4/IPv6雙棧路由器將IPv4網(wǎng)點作為一個NBMA鏈路，

31、在IPv4報文中封裝IPv6報文優(yōu)點IPv4網(wǎng)點內(nèi)部的IPv6主機可自動獲得IPv6前綴IPv6網(wǎng)絡IPv4網(wǎng)絡雙棧v4/v6主機IPv6主機 IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.2.1ND協(xié)議可跨網(wǎng)段進展 IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.1.158ISATAP隧道的配置interface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:5EFE:20.1.2.1 64 source 20.1.2.1 undo ip

32、v6 nd ra halttunnel-protocol ipv6-ipv4 isatapIPv6網(wǎng)絡IPv4網(wǎng)絡雙棧v4/v6主機IPv6主機 IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.2.1 IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.1.1596PEMPLS/BGP 隧道經(jīng)過IPv4或MPLS網(wǎng)絡銜接多個IPv6 孤島，運用BGP交換IPv6可達信息。IPv6網(wǎng)絡可被看作VPN網(wǎng)，多個IPv6孤島屬于同一VPN，利用VPN機制在PE之間建立隧道銜接可以充分利用已有MPLS或VPN網(wǎng)絡MPLS/IPv4網(wǎng)絡IPv4 VPN純IPv6網(wǎng)絡

33、IPv6IPv6IPv6IPv4 VPN60第四章 IPv6過渡技術第一節(jié) IPv6孤島互聯(lián)技術第二節(jié) IPv6與IPv4互通技術61NAT-PT原理NAT-PT的任務原理類似于傳統(tǒng)NAT，但是將IPv6地址和IPv4地址相互轉換，另加上協(xié)議轉換經(jīng)過中間的NAT-PT協(xié)議轉換效力器，實現(xiàn)純IPv6節(jié)點和純IPv4節(jié)點間的互通NAT-PT效力器分配IPv4地址來標識IPv6主機NAT-PT效力器向相鄰IPv6網(wǎng)絡宣告96位地址前綴信息，用于標識IPv4主機優(yōu)點只需設置NAT-PT效力器缺陷資源耗費較大，效力器負載重，NAT-PT設備是性能瓶頸62NAT-PT種類靜態(tài)NAT-PTNAT-PT效力器

34、提供一對一的IPv6地址和IPv4地址的映射配置復雜，運用大量的IPv4地址動態(tài)NAT-PTNAT-PT效力器提供多對一的IPv6地址和IPv4地址的映射采用上層協(xié)議復用的方法 NATP-PT DNS ALG動態(tài)NAT-PT與DNS ALG結合運用，轉換DNS懇求可利用原有的DNS效力器63靜態(tài)NAT-PT轉換過程IPv6網(wǎng)絡IPv6主機IPv4主機 IPv4網(wǎng)絡映射地址：2.2.2.3 =1:1 2:2 =2.2.2.2IPv6報頭+數(shù)據(jù)IPv4報頭+數(shù)據(jù)1:1 2.2.2.2 NAT-PT轉換效力器 源： 1:1目的：2:2源： 2.2.2.3目的：2.2.2.2源： 2.2.2.2目的： 2.2.2.3源 ： 2:2目的： 1:164動態(tài)NAT-PT轉換過程IPv6網(wǎng)絡IPv6主機IPv4主機 IPv4網(wǎng)絡IPv4地址池2.2.2.3-2.2.2.5 映射地址：1:1 =2.2.2.3 2.2.2.2 =pr