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1、第七章 IPv6协议,刘 轶 北京航空航天大学 计算机学院,本章内容 7.1 概述 7.2 IPv6地址 7.3 IPv6首部 7.4 IPv4向IPv6过渡,7.1 概 述,7.1 概 述,随着Internet的快速发展，现在IPv4已很不适用 IP地址空间耗尽问题 安全性问题 服务质量问题 解决IP地址耗尽问题的措施： 采用无类别编址CIDR，使IP地址的分配更加合理 采用网络地址转换NAT方法以节省全球 IP地址 采用具有更大地址空间的新版本的IP协议 IPv6 IETF于1992年提出推出下一代IP，即IPng(IP Next Generation) IPv6于1998年成为标准草案
2、RFC 24602463,7.1 概 述,IPv6引入的主要变化 更大的地址空间 IPv6将地址从IPv4的32位增大到了128位 扩展的地址层次结构 灵活的首部格式 改进的选项 允许协议继续扩充 支持即插即用(即自动配置) 支持资源的预分配,7.2 IPv6地址,7.2 IPv6地址,IPv6数据报的目的地址可以是三种基本类型地址之一 单播(unicast)：传统的点对点通信 组播/多播(multicast)：一点对多点的通信 任意播(anycast)：IPv6增加的类型，任意播的目的站是一组计算机，但数据报在交付时只交付其中的一个，通常是距离最近的一个 IPv6地址为128位 地址空间3.
3、41038，地球表面每平方米71023个地址 IPv6地址采用冒号十六进制记法(colon hexadecimal notation) 每个 16 位的值用十六进制值表示，各值之间用冒号分隔例：68E6:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:960A:FFFF,7.2 IPv6地址,冒号十六进制记法 零压缩(zero compression)，即一连串连续的零可以为一对冒号所取代(一个地址只能用一次)例：FF05:0:0:0:0:0:0:B3 可以写成：FF05:B3 冒号十六进制记法可结合点分十进制的后缀例：0:0:0:0:0:0:128.10.2.1再使用零压缩即可得： :128.1
4、0.2.1 CIDR的斜线表示法仍然可用例：60位前缀的12AB00000000CD3可记为：12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60或12AB:CD30:0:0:0:0/60或12AB:0:0:CD30:/60,7.3 IPv6首部,7.3 IPv6首部,一、IPv6数据报结构 首部长度固定40字节，称为基本首部(base header) 取消了不必要的功能，首部字段数减少到 8个 取消了首部的校验和字段，加快了路由器处理数据报的速度 在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部 所有的扩展首部和数据合起来叫做数据报的有效载荷(payload),基本
5、首部,扩展 首部 1,扩展 首部 N,数 据 部 分,选项,IPv6 数据报,有效载荷,二、基本首部 版本(version)：4 位，协议版本，对IPv6该字段为6 流量类别(traffic class)：8位，用于区分IPv6数据报的类别或优先级 流标号(flow label)：20位，“流”是从特定源点到特定终点的一系列数据报，“流”所经过路径上的路由器都保证指定的服务质量，所有属于同一个流的数据报具有相同的流标号 有效载荷长度(payload length)：16 位，表示数据报除基本首部以外的长度(字节数)，最大值为64KB,IPv6的 基本首部 (40字节),二、基本首部 下一个首部
6、(next header)：8位，相当于IPv4的协议字段或可选字段 跳数限制(hop limit)：8 位，数据报发出时设定跳数限制，路由器在转发数据报时将该字段值减1，当其为零时，将此数据报丢弃 源地址：128位，数据报的发送方的IP地址 目的地址：128位，数据报的接收方的IP地址,IPv6的 基本首部 (40字节),7.3 IPv6首部,三、扩展首部 简介 原IPv4首部中的选项功能都放在IPv6扩展首部中 数据报途中经过的路由器不处理扩展首部(除逐跳选项扩展首部以外)，扩展首部由源和目的站的主机处理，路由器的处理效率大大提高 在RFC 2460中定义了六种扩展首部： 逐跳选项 路由选
7、择 分片 鉴别 封装安全有效载荷 目的站选项,7.3 IPv6首部,三、扩展首部,有效载荷,基本首部 下一个首部 = TCP/UDP,TCP/UDP 首部 和数据(TCP/UDP 报文段）,无扩展首部,7.4 IPv4向IPv6过渡,7.4 IPv4向IPv6过渡,一、简介 向IPv6过渡只能采用逐步演进的办法，还必须使新安装的IPv6系统能够向后兼容 IPv6系统必须能够接收和转发IPv4分组，并且能够为IPv4分组选择路由 目前实现IPv4/IPv6互操作的技术主要有两种： 双协议栈(dual stack) 主机(或路由器)装有两个协议栈，一个IPv4和一个IPv6，根据需要使用不同的协议栈进行通信 隧道技术(tunneling) 将IPv6数据报重新封装后通过IPv4网络传输，即IPv6数据报作为IPv4数据报的数据部分 重新封装为IPv4数据报后，IPv4包头中协议类型字段为41,7.4 IPv4向IPv6过渡,用双协议栈进行从IPv4到IPv6的互连,双协议栈 IPv6/IPv4,IPv6,IPv6,IPv4 网络,A,B,C,D,E,F,双协议栈 IPv6/IPv4,7.4 IPv4向IPv6过渡,使用隧道技术从IPv4到IPv6互连,IPv4 网络,IPv6,IPv6,A,B,C,D,E,F,双协议栈 IPv6/IPv4,双协议栈 IPv6/IPv4,
