互联网基本概念

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,*,第9章 Internet 网络层,互联网基本概念,IP 地址,IPv4 和 IP 数据报,路由协议,新一代 IP IPv6,互联,网,网基,本,本概,念,念,Internet,，,，互,联,联网,，,，internet,概,概,念,念,这里,，,，Internet或,互,互联,网,网都,是,是指,：,：,用,路由,器,器,连接,多,多个,物,物理,网,网络,而,而成,；,；,主机,采用,统一,编,编排,的地,址,址,IP,地,地,址,址,；,是与物,理,理网,络,络地,址,址无,关,关的,编,编址,方,方案,，,，是,软,软件,产,产生,的,的逻,辑,辑地,址,址。,统,统一,编,编址,是,是以,一,一个,单,单一,系,系统,出,出现,的,的互,联,联网,抽,抽象,的,的关,键,键。,统一,的,的协,议,议TCP/IP,。,互联,网,网基,本,本概,念,念,互,互联,网,网例,以太,网,网,以太,网,网,令牌,环,FDDI,环,以太,网,网,以太,网,网,ATM网,路由,器,器,PPP/TDM,互联,网,网的,基,基本,概,概念,IP,层,层在TCP/IP,协,协议,栈,栈中,的,的位,置,置,应用,层,层协,议,议,传输,层,层协,议,议,网卡,驱,驱动,程,程序,ARP,IP,ICMP,IP,地,地,址,址,IP,地,地,址,址唯,一,一确,定,定结,点,点在,互,互联,网,网上,的,的位,置,置。,32,位,位IP,地,地,址,址的,点分,十,十进,制,制表,示,示,：10100110011011110000000100000110表,示,示为,：,：,166.111.1.6,IP,地,地,址,址类,型,型,子网,编,编址,和,和屏,蔽,蔽码,IP,地,地,址,址和,物,物理,地,地址,的,的动,态,态转,换,换,IP,地,地址,类,类型,0,网络,号,号(7),10,主机,地,地址(24位),网络,号,号(14,位,位),主机,地,地址(16位),110,主机,地,地址(8),网络,号,号(21,位,位),1110,多播,地,地址,1111,保留,A类,B类,C类,D类,E类,0,8,16,31,24,IP,地,地址,类,类型,网,络,络号,A，B，C三,类,类可,以,以适,应,应不,同,同大,小,小的,物,物理,网,网络,。,。,网络,号,号标,识,识互,联,联网,中,中一,个,个物,理,理网,络,络，,网,网络,号,号必,须,须遵,循,循的,准,准则,：,：,网络,号,号必,须,须,唯一,。若,在,在Internet,上,上，,网,网络,号,号必,须,须对Internet,唯,唯一,。,。,网络,号,号不,能,能是127，127.x.y.z,保,保留,给,给回,绕,绕(loopback),地,地址,，,，自,己,己连,自,自己,测,测试,用,用。,网络,号,号不,能,能为0,，,，网,络,络号0,解,解,释,释为,本,本网,，,，网,络,络号,为,为0的,主,主机,地,地址,解,解释,为,为本,网,网的,主,主机,。,。,IP,地,地址,类,类型,网,络,络号(,续,续),IP,地,地址,类,类型,主,机,机地,址,址,主机,地,地址,标,标识,某,某物,理,理网,络,络上,一,一台,主,主机,或,或路,由,由器,端,端口,。,。主,机,机地,址,址必,须,须遵,循,循的,准,准则,：,：,主机地址,对于给定,的,的网络号,必须,唯一,。,主机地址,不,不能全1，主机,地,地址全1 被解,释,释为广播,地,地址，在,网,网络号所,指,指的网络,上,上广播。,主机地址,不,不能全0，主机,地,地址全0 被解,释,释为标识,一,一个网络,。,。,IP地址,类,类型主,机,机地址(,续,续),私用网络,的,的IP地,址,址,Internet,的,的IANA在RFC1918中建议,了,了三块IP地址为,私,私用互联,网,网预留，,它,它们是,10,/,8,，,172.16,/,12,和,192.168,/,16,，即1个A类网，16个连,续,续的B类,网,网(172.16172.31),，,，256,个,个连续的C类网(,)。,决定内部,使,使用这些IP地址,的,的机构可,以,以不必与IANA或APNIC，RIPE,，,，ARIN等协调,，,，所以这,些,些地址可,以,以被许多,独,独立机构,同,同时在内,部,部使用。,如果这些,机,机构以后,决,决定要与Internet,通,通信，则,要,要重新编,址,址或在边,界,界路由器,使,使用,网络地址,转,转换NAT,。,子网编址,和,和屏蔽码(掩码),包含,子,子网地址,的,的 B类IP地,址,址,10,网络号,主机地址,子网地址,0,16,31,子网编址,和,和屏蔽码,默认,的,的屏蔽码,子网编址,和,和屏蔽码,高4,位,位用作子,网,网地址的,屏,屏蔽码,IP地址,和,和物理地,址,址的动态,转,转换,需,需求,主机要在,物,物理网络,上,上通信，,最,最终必须,依,依靠物理,地,地址。,以太网接,口,口卡只基,于,于48位,物,物理地址,发,发帧和收,帧,帧,。,在一个以,太,太网上，,主,主机把帧,传,传递给路,由,由器，或,者,者路由器,把,把帧传递,给,给主机，,都,都必须有,目,目标的物,理,理地址。,从目标的IP,地,地址如何,知,知道它的,物,物理地址,？,？通过地,址,址解析协,议,议,ARP,(,A,ddress,R,esolution,P,rotocol),动态转换,。,。,转换必须,动,动态，为,什,什么？,IP地址,和,和物理地,址,址的动态,转,转换,我是166.111.1.8,物理地址02608C.,谁是166.111.1.6?,A,B,ARP 缓存表,026081668,090001666,A,B,谢谢!,是我!,是,是我!,166.111.1.6,物理地址09000.,ARP,缓,缓存表,090001666,026081668,IP地址,和,和物理地,址,址的动态,转,转换,原,原理,在同一物,理,理网络内,，,，当A想,把,把B的IP地址转,换,换成B,的,的物理地,址,址时：,A在本网,广,广播ARP请求报,文,文,，,内含B的IP地址,；,B,收到此报,文,文后,发回一个ARP,响,响应报文,，,内含自己,的,的物理地,址,址,。,A收到应,答,答后便知,道,道B的物,理,理地址。,然,然后B的IP地址,和,和物理地,址,址映射项,保,保存在A,的,的快速缓,存,存表。,在广播ARP请求,前,前先查ARP快速,缓,缓存表，,若,若已查到IP-物,理,理地址映,射,射项，就,不,不再广播,。,。,IP地址,和,和物理地,址,址的动态,转,转换ARP报,文,文格式,硬件地址,长,长度,协议地址,长,长度,操作 (1=请求,，,，2=响,应,应),协议类型(0800表示IP),硬件类型(1表,示,示以太网),发送者硬,件,件地址(字节03),发送者硬,件,件地址(字节45),发送者协,议,议地址(字节01),发送者协,议,议地址(字节23),目标硬件,地,地址 (,字,字节01),目标硬件,地,地址 (,字,字节25),目标协议,地,地址,0,16,31位,IPv4,和,和 IP 数据,报,报,无连接数,据,据报传递,服,服务,IP 数,据,据报格式,IP 数,据,据报的分,段,段和重组,IP 数,据,据报的路,由,由和转发,IP 数,据,据报差错,报,报告,无连接数,据,据报传递,服,服务,网络1,R1,源主机,网络2,R2,网络3,目标主机,R3,网络4,IP数据,报,报,IP数据,报,报,帧头1,IP数据,报,报,IP数据,报,报,帧头2,IP数据,报,报,IP数据,报,报,帧头3,IP数据,报,报,无连接数,据,据报传递,服,服务(续),IP只要,求,求物理网,络,络提供最,基,基本的功,能,能：传输,包,包,。,IP数据,报,报的传递,是,是互相独,立,立的；(OSI,模,模型中X.25,是,是有连接,的,的，后来,才,才增加无,连,连接服务,。,。),收到数据,报,报时不发,确,确认；对IP数据,报,报的损坏,、,、丢失、,错,错序、重,复,复 听之,任,任之。,确定数据,报,报的路由,。,数据报的,分,分段和重,组,组。,尽力而为(best effort),，不保证,可,可靠。,IP数据,报,报格式,版本,报头长,服务类型,总长度,标识,D,F,M,F,分段位移,生存时间TTL,协议号,报头校验,和,和,源 IP,地,地址,目标 IP地址,可选项,填,填充,数据,0,16,31,IP数据,报,报格式(,续,续),绝大多数IP数据,报,报包含20字节的,报,报头：,版本,(4位),：,：IP协,议,议版本，,当,当前为4,。,。,报头长,(4位),：,：本数据,报,报头的字,数,数，每字4字节，,范,范围是5,15，5即20,字,字节，15即60,字,字节，所,以,以选项最,多,多占40,字,字节,服务类型,(8位)(type ofservice)：本数,据,据报的服,务,务质量参,数,数，当前,未,未实现，,设,设置为0,。,。,总长度,(16位)：数据,报,报最大长,度,度为65535字,节,节。,IP数据,报,报格式(,续,续),标识,(16位)：数据,报,报编号，,当,当路由器,将,将本数据,报,报分段时,，,，此标识,拷,拷贝到每,个,个段的IP报头。,在,在分段重,组,组时它用,来,来确定该,分,分段属于,哪,哪个数据,报,报。,DF,(,D,ont,F,ragment)(1位),：,：DF=1禁止本,报,报分段。,MF,(,M,ore,F,ragment)(1位),：,：MF=1表示后,面,面还有本,报,报的分段,，,， MF=0表示,是,是最后一,个,个分段。,分段位移,：分段位,移,移8指,出,出本分段,在,在原数据,报,报中从第,几,几字节开,始,始。除最,后,后一段外,，,，其余分,段,段的长度,是,是8字节,的,的倍数。,这些字段,是,是与分段,和,和重组有,关,关的。,IP数据,报,报格式(,续,续),生存时间TTL,：指明数,据,据报在互,联,联网上逗,留,留的最大,时,时间。标,准,准按秒计,，,，实际上,按,按跳数计,。,。数据报,每,每经过一,个,个路由器,，,，TTL,减,减1，当TTL0 时数,据,据报被丢,弃,弃。防止,无,无法投递,的,的报无限,传,传递。,协议号,(8位),：,：指明上,一,一层协议,，,，6表示,上,上层是TCP，17表示上,层,层是UDP。,报头校验,和,和,(16位)：通过,路,路由器时TTL减1，校验,和,和要重新,计,计算。IPv6无,校,校验和，,.,源IP地,址,址,(32位)：数据,报,报源主机,的,的IP地,址,址。,目标IP,地,地址,(32位)：数据,报,报目标主,机,机的IP,地,地址。,IP数据,报,报的分段,和,和重组,物理网络,一,一般限制,通,通过包的,最,最大长度,，,，如以太,网,网允许最,大,大帧长1518字,节,节。若物,理,理网络允,许,许的包长,小,小于IP,数,数据报长,，,，路由器,的,的IP层,要,要将该报,分,分段成多,个,个IP报,转,转发。,分段后的,数,数据报在,被,被发送过,程,程中还可,以,以再分段,。,。,由目标主,机,机的IP,层,层对分段,报,报进行一,次,次重组，IP不区,分,分经一次,或,或多次分,段,段的报。,IP数据,报,报的路由,和,和转发,主机和路,由,由器如何,为,为IP数,据,据报确定,路,路径：,源主机和,目,目标主机,位,位于同一,物,物理网络,：,：数据报,在,在物理网,络,络内传递,。,。比如以,太,太网，源,主,主机将目,标,标主机IP地址转,换,换成物理,地,地址,把,把数据报,封,封装在以,太,太网帧中,直,直接发送,。,。,源主机和,目,目标主机,位,位于不同,物,物理网络,：,：数据报,经,经路由器,转,转发。,路由器通,过,过路由表,决,决定数据,报,报的下一,站,站,。,源主机如,何,何确定该,发,发往哪个,路,路由器？,主机也有,一,一张路由,表,表，并配,置,置默认网,关,关。,IP数据,报,报的路由,和,和转发(,续,续),网2：202.112.58.0,网1：50.0.0.0,网4：128.1.0.0,网3：166.111.0.0,R3,202.112.58.3,R1,202.112.58.1,50.0.0.1,R2,202.112.58.2,128.1.0.2,166.111.0.1,IP数据,报,报的路由,和,和转发(,续,续),路,路由器R3的路由,表,表,* 项是,默,默认路由,项,项，或叫,默,默认网关(defaultgateway),IP数据,报,报差错报,告,告,互联网控,制,制报文协,议,议,ICMP,(,I,nternet,C,ontrol,M,essage,P,rotocol),就,就是IP 数,据,据报差错,报,报告机制,，,，ICMP 报文,封,封装在IP 数,据,据报中发,送,送。,ICMP,差,差错报文,：,：ICMP信,息,息报文：,目标不可,达,达,回,回答请求,/,回答响应,数据报超,时,时(ping,用,用它测,主,主机可达,性,性),数据报参,数,数问题,时,时间,戳,戳,/,时间戳响,应,应,报源减速,地,地址,屏,屏蔽码请,求,求,/,响应,重定向,路由协议,路由器的,核,核心是网,络,络层，包,括,括 IP,、,、ICMP、ARP，还有,一,一个或多,个,个,路由协议,。由于路,由,由协议需,要,要传输层,协,协议支持,，,，实际路,由,由器还包,括,括高层模,块,块，还有,网,网管模块,。,。,路由器功,能,能和路由,协,协议分类,内部路由,协,协议OSPFv2,外部路由,协,协议BGP-4,无类别域,间,间路由CIDR,路由器功,能,能,互联网中,路,路由器的,传,传统功能,：,：,交换路由,信,信息,：与其它,路,路由器交,换,换网络拓,扑,扑和网段,时,时延等信,息,息；,执行路由,算,算法,：基于路,由,由信息计,算,算、更新,路,路由表，,为,为数据报,决,决定路由,。,。,Internet,是,是由许多,自治系统,AS互联,而,而成，所,谓,谓自治系,统,统是由单,一,一机构管,理,理、操作,下,下的路由,器,器连接的,互,互联网。,路由协议,分,分类,Internet,的,的路由协,议,议分两类,：,：,内部路由,协,协议或内,部,部网关协,议,议IGP,自治系,统,统内部路,由,由器交换,路,路由信息,的,的协议：,RIP,(RoutingInformationProtocol),，,，DV类,。,。IS-IS，,OSPF,(,O,pen,S,hortest,P,ath,F,irst)，LS,类,类。,外部路由,协,协议或外,部,部网关协,议,议EGP,不同,自,自治系统,的,的路由器,交,交换路由,信,信息的协,议,议：,BGP,(,B,order,G,ateway,P,rotocol),内部路由,协,协议OSPF原,理,理,是,链路状态,路,路由协议,每个路由,器,器都有本,链,链路状态,信,信息，即,它,它直接连,接,接的路由,器,器和网络,，,，及到它,们,们的“距,离,离”。,周期地将,本,本链路状,态,态扩散(flooding)到所有,结,结点。,所有的链,路,路状态合,在,在一起就,是,是自治系,统,统的拓扑,数,数据库，,每,每个路由,器,器维持这,个,个拓扑数,据,据库。,每个路由,器,器根据这,个,个拓扑数,据,据库构造,一,一个以自,身,身为根的,最,最短路径,树,树，从最,短,短路径树,生,生成它的,路,路由表。,内部路由,协,协议OSPF自,治,治系统例,子,子,N1,N2,R1,R2,N3,R3,N4,R4,R6,R5,R7,R10,N8,R11,N9,R9,N11,R12,N10,N6,R8,N7,3,3,1,1,1,1,2,8,6,8,6,7,5,8,8,7,8,8,6,6,1,1,1,3,2,4,1,2,9,1,2,1,3,N12,N13,N14,N12,N15,内部路由,协,协议OSPFR6的最,短,短路径树,N1,N2,R1,R2,N3,R3,N4,R4,R6,R5,R7,R10,N8,R11,N9,R9,N11,R12,N10,N6,R8,N7,3,3,1,2,6,6,7,8,8,8,1,3,4,1,2,9,2,3,N12,N13,N14,N12,N15,内部路由,协,协议OSPF自,治,治系统分,区,区,N1,N2,R1,R2,N3,R3,N4,R4,R6,R5,R7,R10,N8,R11,N9,R9,N11,R12,N10,N6,R8,N7,3,3,1,1,1,1,2,8,6,8,6,7,5,8,8,7,8,8,6,6,1,1,1,3,2,4,1,2,9,1,2,1,3,N12,N13,N14,N12,N15,内部路由,协,协议OSPF自,治,治系统分,区,区,Internet,中,中有的自,治,治系统很,大,大，难管,理,理，可分,成,成若干区,。,。,区和区的,网,网络不重,迭,迭，每个,区,区有自己,的,的拓扑数,据,据库，拓,扑,扑细节在,区,区外不可,见,见。,每个自治,系,系统有一,个,个主干区,，,，编号0,，,，主干区,包,包括不在,任,任一区的,网,网，和它,们,们相连的,路,路由器，,和,和属于多,个,个区的路,由,由器。,外部路由,协,协议BGP,网络,网络,R2,R3,网络,R1,网络,网络,R5,R6,网络,R7,AS1,AS2,外部路由,协,协议BGP(续),路由器R1属于自,治,治系统AS1，路,由,由器R5,属,属于 AS2。R1和R5,都,都实现外,部,部路由协,议,议BGP,交,交换路由,表,表，它们,也,也分别实,现,现各自的,自,自治系统,内,内部路由,协,协议，如OSPF,。,。,BGP基,本,本上是距,离,离向量路,由,由算法，,所,所不同的,是,是它把到,达,达某网络,选,选择的整,个,个路径告,诉,诉邻居，,而,而不只是,下,下一站。,路,路径信息AS_PATH中,有,有所穿越,的,的自治系,统,统网络编,号,号，利用AS_PATH可,进,进行环路,检,检测，克,服,服了“计,数,数到无限,”,”的问题,。,。,外部路由协议BGP(续),BGP的主要,功,功能：,建立、维护邻,居,居关系,建立和维护可,达,达网络数据库,- 可达的网,络,络,- 到达该网,络,络的路径,支持策略路由,是改进的距离,向,向量路由算法,.,BGP的4种,报,报文：,open：请,求,求邻居关系,keepalive：同意,建,建立或确认邻,居,居关系,update,：,：传送所选路,径,径信息(该路,径,径可达网络的,网,网络号列表,AS_PATH)，或撤,消,消路径信息,notification,:,错误信息,无类别域间路,由,由CIDR,随着Internet的指,数,数式爆炸增长,，,，它将很快用,完,完200多万,个,个网络号。,IP地址分成A、B、C三,类,类，对大部分,机,机构来说分配,一,一个A类或B,类,类网都太大，,许,许多IP地址,就,就这样浪费了,！,！到1996,年,年80%的A,类,类地址，50%的B类地址,，,，10%的C,类,类地址已分配,。,。,BGP路由器,的,的路由表项指,数,数式增长。1992年1月NSFNET,主,主干网路由器,的,的路由表约4700项,此,此数从1988到1991,每,每10月翻一,番,番。,无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),1993年Fuller等,提,提出一种IP,地,地址的分配和,路,路由信息集成,的,的策略：无类,别,别域间路由，,即,即取消分类：,将200万个C类网切成大,小,小可变的连续,块,块来分配；,地址分配要便,于,于路由信息的,集,集成。,例如，分配2,17,个连续的C类,网,网，即2,25,个IP地址：,选,选194.0.0.0195.255.255.255 (C200 0000C3FF FFFF)，采,用,用屏蔽码254.0.0.0 (FE00 0000)， 它,们,们的路由信息,可,可集成为一项,，,，即194.0.0.0。,无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),每个区分配了2,17,=131072个,连续的C类网,，即,2,25,(约3200,万,万),IP地址,。,采用屏蔽码254.0.0.0(FE000000),，,，每块的2,25,个地址的前缀,都,都与第一个地,址,址相同。这样,路,路由表项可以,集,集成。,这四块地址的,起始地址都是2,25,的倍数,，,屏蔽码是7个,高,高位为1，25个低位为0,的,的值,。,无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),同样的想法也,用,用于各个区的,地,地址分配。例,：,：,单位甲需2000个IP地,址,址，分配2,11,2048个,地,地址， 例如,分,分配甲：202.0.0.0202.0.7.255。,单位乙需4000个IP地,址,址，分配2,12,4096个地,址,址，例如分配乙：202.0.16.0202.0.31.255。,丙、丁各需1000个IP,地,地址，分配2,10,1024个,地,地址，例如分,配,配,丙：202.0.8.0202.0.11.255，丁：202.0.12.0202.0.15.255。,无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),采用CIDR,策,策略，分配地,址,址的原则：,为用户分配一,块,块,连续的地址空,间,间,，包含,2,n,个IP地址,；,这块地址的,起始地址必须,是,是2,n,的倍数,；,屏蔽码的低n位为 0，(32n),个,个高位为 1,。,起始地址和屏,蔽,蔽码构成一集,成,成路由表项。,无类别就是放,弃,弃原A、B、C分类规则。,特,特别当n=24、16、8,时,时即对应原A,、,、B、C类。,无类别域间路,由,由CIDR(,续,续),CIDR缓解,了,了路由表项快,速,速增长问题，,普,普遍认为CIDR,可延长 IPv4 的寿命,到,到约 2008 年,。BGP-4,提供对CIDR的支持。,在1998年IPv4,的,的主干网路由,器,器约包含 5,万,万 个路由表,项,项，到2001 年已超过10万个表项,。,。虽然因采用CIDR,增,增长速度已放,慢,慢，但,.,。,长期目标是采,用,用新一代IP,协,协议IPv6。,新一代IPIPv6,IPv4的问,题,题：32位约43,亿,亿个地址，大,大,大少于全球人,口,口数(60亿)，将于2008年用完；,骨,骨干网路由表,信,信息爆炸。,IPv6的主,要,要设计特点,IPv6基本,头,头格式,IPv6地址,IPv6可选,项,项,全球的IPv6试验网,IPv6的主,要,要设计特点,保留IPv4,无,无连接,“尽,力,力而为”数据,报,报传递特征。,扩展的地址空,间,间和编址功能,：,：IPv6支,持,持的地址数是IPv4的40亿40亿,40亿倍,！,128位地址,采,采用层次结构,，,，地球每平方,米,米的地址数保,守,守估计1564，乐观估计39110,16,。,精简的基本报,头,头格式(8字,段,段)，简化了,报,报头处理。,支持服务质量,控,控制：通信流,等,等级(traffic class)将IP包分为不,同,同的服务类别,。,。流标号(flow label)可为,特,特定的IP包,流,流申请资源和,优,优先级。,可选项支持身,份,份认证和数据,加,加密。,IPv6的主,要,要设计特点(,续,续),基本头和扩展,头,头编码方式改,进,进了性能，增,加,加了扩展的灵,活,活性,基本头,扩展头1,扩展头N,传输层包,40字节,可选,.,IPv6基本,头,头格式,版本,通信流等级,流标号,负载长度,后续头部,跳数限制,源地址 (128位),目标地址 (128位),0,31,IPv6基本,头,头格式(续),版本,(version)：6,。,。,通信流等级,(traffic class)：用于,服,服务质量控制,。,。,流标号,(flowlabel),：,：路由器对流,中,中报同样处理,。,。,负载长度,(payload length)：除,基,基本头外负载,字,字节数。,后续头部,(nextheader)：标识基本,头,头后头部类型,。,。,跳数限制,(hop limit)：,数,数据源设定,经,经路由器减1。,源地址,(source address)：数,据,据报源地址。,目标地址,(destinationaddress)：数据,报,报目标地址。,IPv6基本,头,头格式与IPv4比较,IPv4报头,中,中有报头长度,，,，IPv6基,本,本头定长。,IPv4报头,中,中有报头校验,和,和，IPv6,没,没有。Paxson经统计,发,发现：通过链,路,路层CRC校,验,验的包约0.02%有校验,和,和错误。Stone等收集,了,了约22亿个,包,包，其中约48万个包有IP、UDP或TCP校验和,错,错误。1278个包IP校,验,验和错。,IPv6的路,由,由器不对数据,报,报分段，,IPv6的可,选,选项在扩展报,头,头，路由器一,般,般不需要处理,可,可选项。,IPv6地址,有三类IP地,址,址：单播、任,播,播、多播地址,地址的冒分十,六,六进制表示,可集成的全局,单,单播地址,局部使用(local use)的单播,地,地址,嵌入IPv4,地,地址的IPv6地址,任播地址,多播地址,地址的冒分十,六,六进制表示,将128位地,址,址分成,8,段，每段16,位,位用,十六进制数,表示，段之间,用,用冒号“,：,”隔开。例,2080:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF,FF01:0000:0000:1234:89AB:0000:0000:0000,一或多个连续,的,的全0可用“,:,”代替, 但“,:,”在一个地址,中,中只能,出现一次, 各段数字,开,开始的,0,可省略。如,FF01:0:0:1234:89AB:,地址前缀用“IPv6地址/前缀位数”,表,表示，前缀位,数,数是十进制数,。,。例如：,3FFE:3200:/24,。,:1,是回绕地址(loopback), 用,于,于自己给自己,发,发送。,可集成的全局,单,单播地址(aggregatableglobal unicast address),格式前缀,FP,(Format Prefix)：为,001,。,顶级集成标识(,T,op-,L,evel,A,ggregation,ID,)：指定Internet,顶,顶级机构，即,服,服务提供者网,络,络号。,下一级集成标,识,识(,N,ext-,L,evel,A,ggregation,ID,)：由TLAID指定的,服,服务提供者用,于,于区分它的用,户,户网络号,FP,TLA ID,RES,NLA ID,SLA ID,interface ID,3,13,8,24,16,64,可集成的全局,单,单播地址(续),场所级集成标,识,识(,S,ite-,L,evel,A,ggregation,ID,)：用户用来,构,构建用户网络,的,的编址层次，,标,标识用户网络,内,内的特定子网,。,。,每个场所可有65536子,网,网,。,接口标识(interface ID),：,：用于标识链,路,路接口，一般,是,是数据链路层,地,地址，如48,位,位以太网地址,。,。,保留(REServed),：,：留给将来使,用,用。,对于每个Internet,服,服务提供者的,网,网络号TLAID，Internet,的,的主干路由器,必,必须有一表项,与,与之对应。保,留,留的8位是为TLA ID,和,和/或NLAID扩展预,留,留。,局部使用的单,播,播地址,1111 1110 10,0,接口标识,1111 1110 11,0,子网标识,接口标识,10,54,64 (位),本链路使用(link-local-use)的单播,地,地址格式,10,38,16,64 (位),本场所使用(site-local-use)的单播,地,地址格式,局部使用的单,播,播地址(续),若源,/,目标地址为本,链,链路使用的地,址,址，则数据报,只,只转发到该单,一,一链路，如中,继,继器或网桥连,接,接的以太网链,路,路，不转发到,其,其它链路。,若源,/,目标地址为本,场,场所使用的地,址,址，则路由器,不,不把数据报转,发,发到场所以外,。,。一个场所可,以,以是由路由器,连,连接的多个以,太,太网链路。,局部使用的地,址,址无需申请地,址,址前缀，若要,连,连到Internet，可,加,加全局前缀自,动,动重编址。,嵌入IPv4,地,地址的IPv6地址,IPv4向IPv6的过渡,：,：,在过渡时期IPv4地址和IPv6地址,必,必须共存。过,渡,渡期有的结点,实,实现双IP协,议,议栈，同时支,持,持IPv4和IPv6，被,称,称为,IPv6,/,IPv4结点,。,采用“,隧道(tunnel)技术,”： 在IPv4路由拓扑,的,的基础上将IPv6数据报,外,外加IPv4,报,报头转发，即,封,封装IPv4,报,报头。隧道可,以,以是源到目标,路,路径的一段,开,开始和结束,端,端是IPv6,/,IPv4结点,。,。,嵌入IPv4,地,地址的IPv6地址(续),实施,隧,隧道,技,技术,的,的IPv6/IPv4,结,结点,被,被指,定,定特,殊,殊的IPv6,单,单播,地,地址,，,，称,为,为“,与,与IPv4兼,容,容的IPv6,地,地址(IPv4-compatibleIPv6address),”,”。,隧,隧道,端,端结,点,点的IPv4,地,地址,可,可从,这,这种IPv6,地,地址,自,自动,导,导出,。,。,000000,0000,IPv4,地,地址,80,16,32,位,位,嵌入IPv4,地,地址,的,的IPv6地,址,址(,续,续),“映,射,射IPv4的IPv6,地,地址(IPv4-mappedIPv6address),”,”用,来,来表,示,示只,实,实现IPv4,不,不支,持,持IPv6的,结,结点,。,。,在IPv4和IPv6,混,混合,网,网中,，,，上,述,述地,址,址可,用,用冒,分,分十,六,六进,制,制和,点,点分,十,十进,制,制结,合,合的,形,形式,表,表示,为,为：,x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，,如,如:202.112.58.200,000000,FFFF,IPv4,地,地址,80,16,32(,位,位),任播,地,地址,任播,地,地址,是,是从,单,单播,地,地址,空,空间,分,分配,的,的，,当,当一,个,个单,播,播地,址,址被,分,分配,给,给一,个,个以,上,上接,口,口时,就,就变,成,成任,播,播地,址,址。,任播,地,地址,不,不能,用,用作,源,源地,址,址；,不,不能,指,指定,给,给主,机,机，,只能,指,指定,给,给路,由,由器,。,发送,到,到任,播,播地,址,址的,数,数据,报,报被,送,送到,“,“最,近,近”,的,的结,点,点。,任,任播,地,地址,可,可表,示,示连,到,到特,定,定子,网,网的,一,一组,路,路由,器,器，,或,或属,于,于一,个,个机,构,构的,一,一组,路,路由,器,器。,多播,地,地址,标记(flag)：T=0表,示,示永,久,久性,的,的周,知,知(well-known)多,播,播地,址,址；T=1表,示,示暂,时,时指,定,定的,多,多播,地,地址,。,。,范围(scope),：,：限,制,制多,播,播组,的,的范,围,围，1=,本,本结,点,点(node-local)范,围,围；2=,本,本链,路,路(link-local)范,围,围；5=本,场,场所(site-local),范,范围,；,；8=本,机,机构,范,范围,；,；14=全,局,局范,围,围(globalscope)。,例,例FF02:2,FF05:2。,11111111,标记,范围,组标,识,识,000T,8,4,4,112(位),IPv6,地,地址,前,前缀,的,的初,始,始分,配,配,IPv6,可,可选,项,项,IPv6,的,的可,选,选项,放,放在,扩,扩展,头,头。,定,定义,了,了6,种,种选,项,项：,逐跳,选,选项(hop-by-hopoptions),：,：给,路,路由,器,器信,息,息；,路由,选,选项(routingoptions)：,部,部分,/,全部,路,路由,信,信息,；,；,分段,选,选项(fragmentoptions),：,：管,理,理数,据,据报,分,分段,；,；,目标,选,选项(destinationoptions)：,给,给目,标,标的,信,信息,；,；,身份,认,认证(authentication),：,：为,数,数据,报,报提,供,供发,送,送主,机,机身,份,份认,证,证和,数,数据,完,完整,性,性校,验,验；,载荷,安,安全,封,封装(encapsulatingsecuritypayload),：,：为,数,数据,报,报提,供,供加,密,密,也,也,包,包括,发,发送,主,主机,身,身份,认,认证,。,。,全球,的,的IPv6试,验,验网,1996,年,年创,建,建的,6bone,是全,球,球的IPv6,试,试验,网,网。,6bone,使用,地,地址,前,前缀,3FFE,:/,16,。它,为,为注,册,册者,分,分配,一,一个24,位,位地,址,址前,缀,缀，,称,称为pTLA(pseudoTLA),。,。,CERNET,分,分配,到,到3FFE,:,3200,:/,24,。,。,6bone,通过,封,封装IPv4,报,报头,来,来传,递,递IPv6,数,数,据,据报,。,。,IPv6,的,的前,景,景?!,从,从,IPv4,平,平滑,过,过渡,到,到IPv6,十分,重,重要,，,，但,过,过渡,到,到IPv6,耗,耗,资,资巨,大,大！,美,美国,拥,拥有,的,的IPv4地,址,址占,全,全世,界,界的,74%,，,日,日、,韩,韩和,欧,欧洲,较,较积,极,极。,