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1、IPv6技术基础,田海荣 tianhaironghuawei-,Version 1.0,2,引入,IPv4取得了极大的成功 IPv4地址资源的紧张限制了Internet的进一步发展 NAT、CIDR、VLSM等技术的使用仅仅暂时缓解IPv4地址紧张，但不是根本解决办法。 新技术的出现对IP协议提出了更多的需求,3,引入,与IPv4相比，IPv6具有以下特点： 近乎无限的地址空间 更简洁的报文头部 内置的安全性 更好的QoS支持 更好的移动性 ,4,学习目标,了解IPv6地址分类和格式以及配置方法 了解IPv6报文结构 了解IPv6路由协议及基本配置方法 了解IPv6主要过渡技术，包括隧道技术及
2、协议转换技术及基本配置方法,学习完本课程，您应该能够：,5,课程内容,第一章 IPv6基础知识 第二章 ND机制 第三章 IPv6路由协议 第四章 IPv6主要过渡技术,6,第一章 IPv6基础知识,IPv6地址分类 IPv6报文格式,7,IPv6地址表示,v6地址与v4地址表示方法有所不同 用十六进制表示，如：FE08:. 4位一组，中间用“:”隔开，如：2001:12FC:. 若以零开头可以省略，全零的组可用“:”表示，如：1:2:ACDR:. 地址前缀长度用“/xx”来表示，如：1:1/64 以下是同一个地址不同表示法的例子： 0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:
3、0000:0001/96 1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96 1:123:ABCD:0:1/96,8,IPv6地址表示,1000000000000001 0000010000010000 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0100010111111111,1000000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001 000000000000000000000000000000000
4、0000000000000000100010111111111,2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff,2001:410:0:1:0:0:0:45ff,2001:410:0:1:45ff,9,IPv6地址分类,单播地址（Unicast Address） 组播地址（Multicast Address） 任播地址（Anycast Address） 特殊地址,10,单播地址,IPv6单播地址分类： 全局单播地址 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 链路本地地址 例 FE80:E0:F726:4E58 网点本地地址 例 FEC0:E0
5、:F726:4E58,11,组播地址,Flags 用来表示permanent或transient组播组 Scope 表示组播组的范围 Group ID 组播组ID,Scope: 0：预留 1：节点本地范围 2：链路本地范围 5：站点本地范围,12,IPv6地址新类型 任播（Anycast）,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 适合于One-to-One-of-Many的通讯场合,Whos Gateway?,Im nearest one.,13,IPv6报文格式,IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头机上层协议单元构成。,14,IPv6基本报头,备
6、注 version=6 Traffic Class IP V4 TOS Flow Label用于指示流 Next Header IP V4 Protocol Hop Limit IP V4 TTL Payload Length指示该IP报文负荷长度 Source和Destination地址都是128位,IPv4,IPv6,15,来个真的！,一个IP V6数据包,16,IPv6扩展报头,IPv6将一些IP层的可选功能实现在上层封装和基本IPv6头部之间的扩展头部中 主要的扩展报头： Hop-by-Hop Options header Destination Options header Rout
7、ing header Fragment header Authentication header Encapsulating Security Payload header,17,扩展报头的一个举例-Routing Header,Routing Header的作用在于使得数据包经过指定的中间节点到达目的地。,18,一个带Routing Header报文的转发流程,S,I1,I2,I3,D,19,扩展报头的顺序,逐跳选项报头 目标选项报头（当存在路由报头时，用于中间目标） 路由报头 片段包头 身份验证报头 封装安全有效载荷报头 目标选项报头（用于最终目标）,20,典型的IPv6数据包,每一种扩展
8、报头其实也有自己特定的协议号，例如：路由报头为43，AH报头为51 每一个基本报头和扩展报头的protocol字段标识后面紧接的内容,21,小结,IPv6地址分类及表示 IPv6数据报格式,22,课程内容,第一章 IPv6基础知识 第二章 ND机制 第三章 IPv6路由协议 第四章 IPv6主要过渡技术,23,第二章 ND机制,第一节 无状态地址自动配置 第二节 地址解析,24,IPv6地址配置方法,手工配置 有状态地址自动配置（DHCPv6） 无状态地址自动配置,25,IPv6地址结构,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I
9、D 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58,2001:A304:6101:1,E0:F726:4E58,前缀,接口标识,26,无状态地址自动配置前缀获得,RS报文,RA报文,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 其实路由器会周期性地向外发送RA报文,1:1/64,27,无状态地址自动配置接口ID生成,IEEEEUI64规范是其中最重要的一种生成方法 将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成，不需人为干预 48位MAC地址
10、 64位接口ID,28,重复地址检测（DAD）,重复地址检测（Duplicate Address Detection）确保网络中无两个相同的单播地址 任何地址均需做DAD 地址配置给接口前称为“tentative地址”，暂时不可用 经过DAD检测后，没有冲突后可以使用，如果有冲突，则不能分配给接口使用,29,重复地址检测（DAD）过程,获得临时地址的主机发送NS报文（ Neighbor Solicitation）给该临时地址所对应的solicited-node组播地址，该报文中包含自己想使用的地址 如果有人用NA报文（Neighbor Advertisement）响应，并报告自己已使用该地址，
11、则该临时地址不可用 如果无人响应，则认为没有地址冲突发生，该地址正式可用,1:1/64,NS报文,NA报文,30,Solicited-Node组播地址,IPv6中特有的组播地址 用于DAD和获取本地链路上邻居节点的链路层地址（地址解析）等 Solicited-Node组播地址生成过程 接口ID的后24位：XX:XXXX 前缀FF02:0:0:0:0:1:FF FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX,31,无状态地址自动配置的报文,Router Solicitation Router Advertisement Neighbor Solicitation Neighbor Advert
12、isement 所有报文都基于ICMPv6报文,32,第二章 ND机制,第一节 无状态地址自动配置 第二节 地址解析,33,地址解析,IPv6取消了ARP协议 通过邻接点请求报文（NS）和邻接点公告报文（NA）的交互来解析链路层地址,依然是利用ICMPv6报文！,34,地址解析,发送主机在接口上发送组播NS报文，该报文的目的地址为目标IP地址所对应的请求节点组播地址（Solicited-node），在其中也包含了自己的链路层地址 目标主机收到NS报文后，就会了解到发送主机的IP地址和相应链路层地址 目标主机向源发送主机发送一个邻接点公告报文（NA），该报文中包含自己的链路层地址,35,地址解析
13、示意图,1:1/64 MAC_A,1:2/64 MAC_B,PC1,PC2,36,小结,IPv6中ND机制功能非常强大，很多功能都与此相关 IPv6除了手动配置和有状态配置外，还提供了无状态自动配置方法 IPv6取消了ARP协议，使用了一系列的ICMPv6报文来解析链路层地址 这都是用一系列ICMPv6报文来实现的,37,课程内容,第一章 IPv6基础知识 第二章 ND机制 第三章 IPv6路由协议 第四章 IPv6主要过渡技术,38,第三章 IPv6路由协议,第一节 静态路由配置 第二节 动态路由配置,39,静态路由,配置命令 ipv6 route-static ip-address pre
14、fix-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 Cost : 0 Refrence Count : 2,40,第三章 IPv6路由协议,第一节 静态路由
15、配置 第二节 动态路由配置,41,动态路由协议,目前支持IPv6的重要动态路由协议包括 RIPng OSPF V3 ISIS MBGP,42,RIPng,与RIPv2一样， RIPng具备如下特性 RIPng是距离矢量路由协议，利用UDP传输机制（端口号为521） RIPng用跳数度量路由，16跳为不可达 RIPng利用水平分割与毒性逆转技术来减少环路发生可能性 RIPng必须支持IPv6所以RIPng报文格式及路由数据库与RIPv2不同。,43,RIPng典型配置,RT1与RT2之间运行RIPng协议,2:1/64,1:1/64,2:2/64,3:1/64,RT1,RT2,44,OSPFv3
16、,OSPF V3在基本运行机制上未有改变 (flooding, DR election, area support, SPF calculations) OSPF V3在如下意义上被重新定义 OSPF报文和基本的LSA去除了编址语义以更好支持多协议 OSPF V3新定义了一些LSA以携带地址和前缀 OSPF基于链路而不是基于网段运行 OSPF认证机制被去除,45,OSPFv3典型配置,RT1和RT2之间运行OSPFv3协议,2:1/64,1:1/64,2:2/64,3:1/64,RT1,RT2,46,ISIS,IS-IS本身是一个可扩展路由协议，它对IP V4的支持本身就是在对OSI网络的一个扩展。为使其支持IP V6，我们需要定义“IPv6 Reachability” 和 “IPv6 Interface
