IPV6产生背景

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,IPV6基础知识培训,当大家听到IPV6之后会不会又下面的疑问,1.为什么叫IPV6?,2.有IPV4和IPV6,有IPV5、IPV7.吗？,IETF的IPng工作组在1994年9月提出了一个正式的草案“The Recommendation for the IP Next Generation Protocol”,1995年底确定了IPng的协议规范，分配了版本号6，称为“IP version 6”（IPv6），同现在使用的版本4相区别,1998年又对IPv6作了较大的改动,IPV6命名,IPV5,IPv6定义,IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来,替代,现行的IPv4协议的一种新的IP协议,IPv4存在的问题,1.地址空间不足(总共2的32次方，大约43亿个地址，,但其中只有 37 亿地址是可分配的，因为 IPv4 编址系统将地址分为数类，并保留了供组播、测试和其它特殊目的使用的地址,，,目前大约有,13,亿可用的,IPv4,地址。,),2.分配杂乱无章，没有层次性(IPV4产生于上世纪70年代，由美国的国防部提出来的，主要应用与军事指挥互联),3.安全性（协议自身不支持端到端的加密方式）,4.路由表条目多,5.数据包包头复杂，降低网络转发效率,6.NAT的使用，破坏了端到端的网络模型,IPV6对比IPV4的优点,1.IPv6具有更大的地址空间（IPv6中IP地址的长度为128，即最大地址个数为2128，,约3.4,1038个,，,地球上每一粒沙子都有一个IP地址),2.路由表更小，IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度,3.安全性更高，支持端到端的加密,4.包头格式简单，提高网络设备转发线路,5.QOS的支持性比IPV4更好,6.新的选项，加强了对扩展报头和选项部分的支持，对将来网络加载新的应用提供了充分的支持,IPv6地址的表示形式,IPv6的128位地址则是以16位为一分组，每个16位分组由4个十六进制数表示，中间用冒号分隔，称为冒号分十六进制格式,如：2001:0DB8:010F:0001:0000:0000:0000:0D0C,IPv6地址中每个16位分组中的前导零位可以去除做简化表示，但每个分组必须至少保留一位数字,如：2001:DB8:10F:1:0:0:0:D0C,可以将冒号十六进制格式中相邻的连续零位合并，用双冒号“:”表示。“:”符号在一个地址中只能出现一次,如：2001:DB8:10F:1:D0C,IPv6地址表示,IPv6地址格式,IPv6地址=前缀+接口标识,前缀：相当于v4地址中的网络ID,接口标识：相当于v4地址中的主机ID,128位长，用冒号将128比特分割成8个16比特的部分，每个部分包括4位的16进制数字。,地址前缀长度用“/xx”来表示,接口ID,1.,IEEE采用MAC-to-EUI-64转换,将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID,由设备自动生成,MAC唯一，所以接口ID也唯一,步骤：MAC地址共长度为48位，要填充64位的EUI64，还少16位。一个完整的EUI64是将MAC地址的48位平均分成两部分，前面24位，后面24位，然后在中间补上FFFE(16位)，如一个MAC地址为00:12:33:5C:82:E1，将其变为EUI64的,接口地址为：0012:33FF:FE5C:82E1,2.,手工配置,IPV6地址分类,地址类型,二进制前缀,IPv6标识,未指定,00.0 (128 bits),:/128,环回地址,00.1 (128 bits),:1/128,组播,11111111,FF00:/8,链路本地地址,1111111010,FE80:/10,站点本地地址,1111111011,FEC0:/10,全局单播,001,2000:/3,unicast 单播（单点传送）地址,multicast 组播（多点传送）地址,anycast 任播（任意点传送）地址,IPv6单播地址分类：,全球单播地址,例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58,本地链路地址,例 FE80:E0:F726:4E58,本地站点地址,例 FEC0:E0:F726:4E58,全局单播地址,可聚合全球单播地址相当于IPv4的公网地址，可以被路由的，可以正常使用的地址，但网络位最少为48位。可聚合全球单播地址的范围是,全局单播地址,前缀前3位固定是001 有效地址范围前缀（20003FFF）,全球唯一，类似于IPv4中的公网地址,字段,长度(bit),描述,TLA ID,13,顶级聚集标识符，标识了路由层次结构的最高层，有IANA管理，分配给地区的internet注册机构，比如亚太互联网络信息中心(APNIC),地区internet注册机构又把每个TLA ID分配给那些大的、永久的ISP,NLA ID,24,下一级聚集标识符，以允许ISP在自己的网络中建立多级的寻址结构。001+TLA+RES+NLA形成一个48bit的前缀，分配给连接在internet的一个机构，如学校,SLA ID,16,站点级聚集标识符，被一个机构用于标识自己站点中的子网,接口ID,64,表示特定子网上的一个接口，由48 bit MAC地址映射到EUI-64地址格式,可聚合全局单播地址与路由聚合,本地链路地址,链路本地地址是一种受限制地址，当在一个节点上启用IPv6协议栈，启动时每个接口自动配置一个链路本地地址。,链路本地地址，只在本地链路上生效，自动生成的链路本地地址，有默认的特殊格式，是以FE80:/10(1111 1110 10)打头，再加54个0，还差64位，这后面的64位，再使用EUI64来填充，,本地链路地址作用,在IPv6网络中，两个IPv6的节点通过链路相连，必须在这条链路之间为各自确立一个LinkLocal Address（即链路本地地址），在一条链路上，IPv6节点能够确定对方节点的身份，能够将数据包发向对方节点，必须知道对方节点的链路本地地址，如果不知道，将是不能通信的，所以一条链路中的IPv6节点要通信，必须拥有链路本地地址,本地站点地址,本地站点地址是单播中一种受限制的地址，只在一个站点内使用，不会默认启用，这个地址不能在公网上路由，只能在一个指定的范围内路由，需要手工配置。IPv6中的本地站点地址类似IPv4中私有地址，如10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16。,得不到合法IPv6地址的机构可配置本地站点地址，,表示方法为：,FC00:/7+41bit子网标识+16bit链路标识+EUI64,组播地址,组播地址就是一个目标为组播地址的数据包将被多个节点收到，地址以FF00:/8(1111 1111)打头，.表示为,FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/8,FF00:0:0:0:0:0:0:0/8,FF00:/8,预定义组播地址,IPv6预定义组播地址,IPv4预定义组播地址,组播组,节点本地范围,FF01:1,224.0.0.1,所有节点地址,FF01:2,224.0.0.2,所有路由器地址,链路本地范围,FF02:1,224.0.0.1,所有节点地址,FF02:2,224.0.0.2,所有路由器地址,FF02:5,224.0.0.5,所有OSPF路由器,FF02:6,224.0.0.6,所有OSPF指派路由器,FF02:9,224.0.0.9,所有RIP路由器,FF02:13,224.0.0.13,所有PIM路由器,站点本地范围,FF05:2,224.0.0.2,所有路由器,全局,FF0 x:101,224.0.1.1,NTP协议,特殊组播地址,FF01:1(节点本地范围所有节点组播地址)FF02:1(链路本地范围所有节点组播地址)FF01:2(节点本地范围所有路由器组播地址)FF02:2(链路本地范围所有路由器组播地址)FF05:2(站点本地范围所有路由器组播地址)FF02:1:FFXX:XXXX(Solicited-Node组播地址)前缀FF02:0:0:0:0:1:FF这104位是固定的，后面的XX:XXXX这24位是接口ID的后24位，即48位网卡MAC 地址的后24位。,任意播地址,并没有特定的任播地址，它是从单播地址中来的。,用于标识一组网络接口,，,目标地址为任播抵制的数据报将,发,送给最近的一个接口,任播地址仅被用作目的地址，且仅被分配给路由器,IPV4和IPV6对比,IPV6地址配置,配置方法：,1.手动配置,手动配置全部地址,手动配置前缀，自动生成EUI-64接口地址,2.自动配置,有状态自动配置（DHCPV6）,无状态自动配置（自动获取前缀，并自动生成EUI-64接口ID）,无状态地址自动配置,地址自动配置过程,前缀一般由路由器向主机发送，为路由器的前缀,64位接口ID由主机MAC地址自动生成,无状态自动配置前缀获得,主机发送Router Solicitation报文,路由器回应Router Advertisement报文,主机获得前缀及其它参数,路由器周期性地向外发送RA报文,获得临时地址的主机发送NS报（NeighborSolicitation），目标IP是该临时地址所对应的solicited-node组播地址。,如果收到NA报文（Neighbor Advertisement）响应，则临时地址不可用如果无人响应，则认为没有地址冲突发生，该地址正式可用,重复地址检测（DAD）过程,NS报文,NA报文,重复地址检测-Solicited-Node组播地址,IPv6中特有的组播地址,用于DAD和地址解析,Solicited-Node组播地址生成过程,前缀FF02:0:0:0:0:1:FF 104位固定,接口ID的后24位：XX:XXXX,FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX,IPv4向IPv6的转换,IPv6不可能立刻替代IPv4，因此在相当一段时间内IPv4和IPv6会共存在一个环境中,IPv6/IPv4双协议栈技术,隧道技术,网络地址转换协议转换技术,双栈协议,NAT-PT,IPV6子网划分,要对全局地址前缀 3FFE:FFFF:0:C000:/51 进行 3 位子网划分,网络前缀子网网络前缀,13FFE:FFFF:0:C000:/54,23FFE:FFFF:0:C400:/54,33FFE:FFFF:0:C800:/54,43FFE:FFFF:0:CC00:/54,53FFE:FFFF:0:D000:/54,63FFE:FFFF:0:D400:/54,73FFE:FFFF:0:D800:/54,83FFE:FFFF:0:DC00:/54,使用十六进制技术对 3FFE:FFFF:0:C000:/51 进行 3 位子网划分,谢谢,