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1、IPV6技术,部门/作者,技术服务部 张林,第一部分：IPV6基础知识 第二部分：IPV6过渡技术 第三部分：IPV6路由技术,1、为什么需要IPV6 2、IPV6报文格式 3、IPV6地址体系 4、IPV6地址分配 5、重复地址检测（DAD） 6、ICMPV6与邻居发现协议 7、IPv6路径MTU发现协议 8、IPv6域名解析,第一部分：IPV6基础知识,第 4页 / 共 4页,IPV4地址面临的问题,IPv4地址空间不足 有浪费、利用率不高；地区分配不均。 骨干路由器维护的路由表表项数量过大 分配不连续，不能有效聚合路由。 不易进行自动配置和重新编址 重新编址难度比较大。 不能解决日益突出
2、的安全问题 不能支持端到端安全；依靠其他技术实现。 NAT存在不足 NAT破坏IP的端到端模型。,第 5页 / 共 4页,IPV6的优点,128位地址结构，提供充足的地址空间 128位地址可包含约43亿43亿43亿43亿个地址节点。 层次化的网络结构，提高了路由效率 IPv6报文头简洁，灵活，效率更高，易于扩展 IPV6基本报文40字节，IPV420字节。 支持自动配置，即插即用 支持通过地址自动配置方式使主机自动发现网络并获取IPv6地址。 支持端到端安全 IPSec是IPv6协议基本定义中的一部分。 支持移动特性 新增流标签功能，更利于支持QoS IPv6报文头中新增了流标签域。,1、为什
3、么需要IPV6 2、IPV6报文格式 3、IPV6地址体系 4、IPV6地址分配 5、重复地址检测（DAD） 6、ICMPV6与邻居发现协议 7、IPv6路径MTU发现协议 8、IPv6域名解析,第一部分：IPV6基础知识,IPv6数据包结构,IPv6数据包结构,第 7页 / 共 4页,IPv6报头,扩展报头,上层协议数据单元,有效载荷,IPv6数据包,第 8页 / 共 4页,IPv6报头和IPv4比较- 两增三改六取消,版本号,服务类型,头长度,总长度,标识,标志,片偏移,生存时间,协议号,头校验和,源地址,目的地址,选项,填充,版本号,源地址,目的地址,流标签,传输级别,负荷长度,Next
4、 Header,Hop Limit,IPv4报头,取消IPv4包头的6个字段：IP包头长度(Header Length)、服务类型(Service Type)、标识(Identification)、标志(Flag)、标志偏移量(Fragment Offset)及头标校验和(Header Checksum)；,增加两个新的字段：优先级(Priority)和流标识(Flow Label)； 重新定义三个控制字段：长度(Length)、服务类型(Service Type)、生存时间(Time to Live)；,IPv6报头,IPV6报文截图,IPV6报文截图,第 9页 / 共 4页,IPv4报头与
5、IPv6报头的比较,IPv4报头与IPv6报头的比较,第 10页 / 共 4页,IPv4报头与IPv6报头的比较,IPv4报头与IPv6报头的比较,第 11页 / 共 4页,第 12页 / 共 4页,IPV6扩展报头,IPv6扩展头： 0-逐跳选项头 60-目的选项头 43-路由头 44-分片头 51-验证头（AH头） 50-封装安全载荷头（ESP头） 上层头,IPv6基本报头,Next Header=0 （逐跳扩展头）,逐跳扩展头,Next Header=51 （AH扩展头）,AH扩展头,Next Header=6 （TCP头）,IPv6数据,IPv6报文,选项,TCP报头,TCP数据,目的
6、选项头最多出现两次（一次在路由头前，一次在上层协议头前），其它选项头最多出现一次。,1、为什么需要IPV6 2、IPV6报文格式 3、IPV6地址体系 4、IPV6地址分配 5、重复地址检测（DAD） 6、ICMPV6与邻居发现协议 7、IPv6路径MTU发现协议 8、IPv6域名解析,第一部分：IPV6基础知识,第 14页 / 共 4页,IPv6地址类型,单播（Unicast）： 单独一个接口的标识。发送给一个单播地址的包被传递给被这个地址标识的接口。 多播（Multiicast）： 一组接口的标识（典型的情况下属于不同节点）。发送给一个多播地址的数据包被传递给被这个地址标识的所有接口。 任
7、播（Anycast）： 一组接口的标识（典型的情况下属于不同节点）。发送给一个任播地址一个数据包被路由到离它“最近”的具有这个任播地址接口。这里的“最近”是依据路由协议上的距离来度量。,IPv6地址是有范围的： 链路本地范围（Link-local） 网点本地范围（Site-local）（类似于IPv4的私网地址） 全局范围 （Global scope）,第 15页 / 共 4页,单播-IPV6地址分类,可聚集全局单点地址:全球唯一 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58 链路本地地址:链路范围内唯一 例 FE80:E0:F726:4E58 网点本地地址:网点范围内唯一
8、例 FEC0:E0:F726:4E58,IPV6地址写法： IPv6地址由使用由冒号分隔的16比特的十六进制数表示。16比特的十六进制数对大小写不敏感。如：FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210。 另外，对于中间比特连续为0的情况，还提供了简易表示方法： 1080:0:0:0:8:800:200C:417A 等价于 1080:8:800:200C:417A FF01:0:0:0:0:0:002C:101 等价于 FF01:2C:101 0:0:0:0:0:0:0:1等价于 :1 0:0:0:0:0:0:0:0等价于 :,第 16页 / 共 4页,全球单播
9、地址格式,IPv6全球单播地址通用格式：,除了起始的二进制bit是“000”之外，所有的单播地址的“接口ID”都是64 bits长，并且都是由修改的EUI-64格式（Modified EUI-64 format）构成。 在这种情况下的全球单播地址格式：,任播地址从单播地址空间分配，与单播地址在句法上无法区分。,IEEE EUI-64格式的接口标识符,IPv6地址中的64位接口标识符（InterfaceID）用来标识链路上的一个唯一的接口。这个地址是从接口的链路层地址（MAC地址）变化而来的。 IPv6地址中的接口标识符是64位，而MAC地址是48位，因此需要在MAC地址的中间位置插入十六进制数
10、FFFE（11111111 11111110）。为了确保这个从MAC地址的得到的接口标识符是唯一的，还要将U/L位（从高位开始的第7位）求反。最后得到的这组数就作为EUI-64格式的接口ID。,第 17页 / 共 4页,24位,24位,0 xFF,0 xFE,0012:3400:ABCD,EUI-64地址:0212:34FF:FE00:ABCD,第 18页 / 共 4页,特殊单播地址,未指定地址：0:0:0:0:0:0:0:0 环回地址：0:0:0:0:0:0:0:1 内嵌IPv4的IPv6地址 IPv4兼容的IPv6地址 (用于自动配置隧道 ) IPv4映射的IPv6地址 (把纯IPv4节点
11、的地址表示为IPv6地址),第 19页 / 共 4页,单播-链路本地地址、网点本地地址,链路本地地址 链路本地单播地址用于本地链路的通信，常用于邻居发现协议和地址无状态自动配置过程。 配置方式： 根据链路本地前缀 FE80:/10(1111 1110 10)以及接口标识构成； 用户手工配置，根据链路本地前缀加用户指定的64位接口标识(EUI-64)构成。,网点本地地址 和IPv4的私网地址用途类似。目前使用方式还不确定； 前缀为FEC0:/10(1111 1110 11) 以及接口标识构成。,000000,16 bits,第 20页 / 共 4页,Ipv6多播地址,IPv6多播地址用来标识一组
12、接口，一般这些接口属于不同的节点。一个节点可能属于0到多个多播组。发往多播地址的报文被多播地址标识的所有接口接收。 多播格式前缀FF（1111 1111）,11111111,Flags,范围,组播组ID,8,4,4,112,Flags：4比特。为000T,最高的3比特标记为保留域，必须为0 T = 0表示为永久分配（“周知”）多播地址 T = 1表示为临时分配,Scop：4比特。用来标记多播组的应用范围。,第 21页 / 共 4页,保留的多播地址,所有节点的地址 FF01:0:0:0:0:0:0:1（节点本地） FF02:0:0:0:0:0:0:1（链路本地） 所有路由器地址 FF01:0:0
13、:0:0:0:0:2（节点本地） FF02:0:0:0:0:0:0:2（链路本地） FF05:0:0:0:0:0:0:2（站点本地） 被请求节点的地址 FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX 上述地址由被请求节点的单播或任播地址形成：取被请求节点单播或任播地址的低24比特，在前面增加前缀FF02:0:0:0:0:1:FF00:/104构成。例如，和IPv6地址4037:01:800:200E:8C6C对应的被请求节点多播地址是FF02:1:FF0E:8C6C 替代IPv4中的ARP、重复地址检测。,IPV6编址图,第 22页 / 共 4页,IPv6编址,多 播,单 播,任意播,分配的
14、地址,被请求节点地址,FF:/8,FF02:1:FF00:0000/104,本地链路 地址,可聚合全球地址,本地站点 地址,FE80:/10,2001:/16 2002:/16,FEC0:/10,末指定的回环地址,本地链路 地址,可聚合全球地址,本地站点 地址,IPv4兼容 地址,:/128 :/128,FE80:/10,2001:/16 2002:/16,0:0:0:0:0:0:/96,第 23页 / 共 4页,节点、路由器必须支持的IPV6地址,节点必须支持的IPv6地址 自身接口的链路本地地址 分配的单播地址 环回地址 特定多播地址（FF01:1，FF02:1） 每个分配的单播或多播地址
15、对应的被请求节点多播地址 此主机所属的其它多播组地址 路由器必须支持的IPv6地址 节点必须支持的IPv6地址 路由器接口的子网路由器任播地址 任何其它路由器配置的任播地址 所有路由器多播地址（FF02:1，FF02:2，FF05:2） 此路由器所属的其它多播组地址,1、为什么需要IPV6 2、IPV6报文格式 3、IPV6地址体系 4、IPV6地址分配 5、重复地址检测（DAD） 6、ICMPV6与邻居发现协议 7、IPv6路径MTU发现协议 8、IPv6域名解析,第一部分：IPV6基础知识,第 25页 / 共 4页,IPv6地址分配,全球单播地址空间分配 因特网分配地址权威机构（IANA）
16、负责IPv6地址空间的分配。目前IANA从整个可聚合全球单播地址空间（格式前缀为001）中取2001:/16进行分配。IANA指向的的注册机构则从地址空间2001:/16分配/23前缀，具体如下： 2001:0200:/23 到 2001:0C00:/23，分配给亚太地区（APNIC） 2001:0400:/23，分配给美国(ARIN) 2001:0600:/23到2001:0800:/23，分配给欧洲和中东(RIPE NCC) IPv6实验网络地址分配（6BONE） 6BONE网络是全球范围的IPv6实验网络，使用网络前缀3ffe:0000:/16。,第 26页 / 共 4页,IPv6地址分配,手工配置 自动配置 有状态地址自动配置（DHCPv6） 无状态地址自动配置
