《数据通信与计算机网络（第二版）-课件及习题答案-季福坤 第8章 下一代网际协议IPV6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据通信与计算机网络（第二版）-课件及习题答案-季福坤 第8章 下一代网际协议IPV6（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 下一代网际协议IPv6,8.1 概述 8.2 IPV6地址 8.3 IPV6基本格式 8.4 IPV6扩展首部介绍,8.1.1 IPv4的局限性,1地址枯竭 2路由表膨胀 3地址配置不够简便 4安全性不足 5QoS（服务质量）难以满足需求,IPv4地址地域分配不均衡,IPv4地址耗尽时间表,8.1.2 IPv6的发展历程,从1990年开始，互联网工程任务小组（Internet Engineering Task Force，简称IETF）开始规划IPv4的下一代协议，除要解决即将遇到的IP地址短缺问题外，还要发展更多的扩展，为此IETF小组创建IPng，以让后续工作顺利进行。 1994年
2、，各IPng领域的代表们于多伦多举办的IETF会议中正式提议IPv6发展计划，该提议直到同年的11月17日才被认可 （RFC1883） ，并于1998年8月10日成为IETF的草案标准（RFC2460）。,8.1.3 IPv6的新特性,1更大的地址空间 2灵活的首部格式 3对自动配置的支持 4支持资源分配 5更小的路由表 6更高的安全性。,8.2 IPv6地址,在IPv6中，每个地址占128 bit，地址空间大于3.41038。如果整个地球表面（包括陆地和水面）都覆盖着计算机，那么IPv6允许每平方米拥有71023个IP地址。,8.2.1 IPv6地址格式,IPv4地址： 32 bit，4个字
3、节（Byte） 点分十进制表示： d.d.d.d IPv6地址： 128位，16个字节,0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011 0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010,IPv6地址二进制表示,8.2.1 IPv6地址格式,1.首选格式,冒号十六进制表示法。地址被分成8段，每16位为一段，用“:”分隔。形如：X:X:X:X:X:X:X:X （X代表一个4位十六进制数）。如： 表示成：2001:0410:0000:000
4、1:0000:0000:0000:45FF,0010000000000001 0000010000010000 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0100010111111111,8.2.1 IPv6地址格式,1.首选格式,为了缩短书写长度，前导零可以删除，但是每段至少要有一个数字，如：,2001 : 0410 : 0000 : 0001 : 0000 : 0000 : 0000 : 45FF,2001 : 410 : 0 : 1 : 0 : 0 : 0 :
5、45FF,8.2.1 IPv6地址格式,2.压缩格式,多个连续为0的段可用:表示。如：,2001 : 410 : 0 : 1 : 0 : 0 : 0 : 45FF,2001 : 410 : 0 : 1 : 45FF,8.2.1 IPv6地址格式,2.压缩格式,以下是错误的压缩表示： :AAAA:1 3FFE:1010:2A2A:1 FF02:30:0:0:0:0:0:5压缩成FF02:3:5,2000:5AC:0:0:0:0:2008:B874 2000:5AC:2008:B874 FF02:0:0:0:0:0:0:1010 FF02:1010 0:0:0:0:0:0:0:1 :1 0:0:0
6、:0:0:0:0:0 :,更多例子：,:在整个地址中只能出现一次！,0010000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001 0000000000000000000000000000000000000000000000000100010111111111,8.2.1 IPv6地址格式,3.内嵌IPv4地址的IPv6地址,一般格式为：x:x:x:x:x:x:d.d.d.d，是在IPv4向IPv6过渡机制中特有的地址表示方法，主要包含有两种： IPv4兼容IPv6地址 IPv4映射IPv6地址 IPv4兼容IPv6地址 用于在
7、IPv4网络上建立自动隧道，传输IPv6数据报文 如：0:0:0:0:0:0:192.168.1.2 或者 :192.168.1.2 IPv4映射IPv6地址 仅用于IPv4/IPv6双栈节点内部使用 如：0:0:0:0:0:FFFF:192.168.1.2 或者 :FFFF:192.168.1.2,8.2.1 IPv6地址格式,IPv4地址构成 IPv6地址构成 没有类的概念,8.2.1 IPv6地址格式,IPv6地址构成,subnet prefix：网络前缀（ID），表示接口所属的网络 Interface ID：接口ID，区分链路上的不同接口,8.2.2 IPv6地址分类,IPv6编址,多
8、播,单播,任意播,分配的地址,被请求节点地址,本地链路地址,可聚合全球 单播地址,本地站点地址,未指定的回 环地址,本地链路地址,可聚合全球 单播地址,本地站点地址,IPv4兼容地址,FF00:/8,FF02:1:FF00:0000/104,FE80:/10,2001:/16 2002:/16 3FFE:16,FEC0:/10,:/128 :1/128,FE80:/10,2001:/16 2002:/16 3FFE:16,FEC0:/10,0:0:0:0:0:/96,8.2.2 IPv6地址分类,单播地址 与IPv4中单播含义类似 组播地址 与IPv4中组播含义类似 任播地址 新的地址类型,A
9、,B,D,C,A将分组发给B的单播地址，谁会接收？,8.2.2 IPv6地址分类,单播地址,A,B,D,C,B、C在一个组播组中，A将数据发给该组的地址，谁会接收？,8.2.2 IPv6地址分类,组播地址,A,B,路由器C、D、E使用同一任播地址，A向该地址发包，谁会接收？,8.2.2 IPv6地址分类,任播地址,C,D,E,A,B,路由器C、D、E使用同一任播地址，B向该地址发包，谁会接收？,8.2.2 IPv6地址分类,任播地址,C,D,E,8.2.2.1 IPv6单播地址,范围：,8.2.2.1 IPv6单播地址,链路本地范围：,8.2.2.1 IPv6单播地址,站点本地范围：,Inte
10、rnet,8.2.2.1 IPv6单播地址,全局（全球）范围：,Internet,8.2.2.1 IPv6单播地址,类型： 可聚合全球单播地址 链路本地地址 惟一本地地址（取代站点本地地址） 特殊地址和保留地址,可聚合全球单播地址,全球唯一，由IANA统一分配 传播范围：整个Internet 目前前缀：2000:/3（前3位为001） 由三部分组成 global routing Prefix：网络前缀，Internet统一管理 Subnet ID：子网或站点，组织内部管理 Interface ID：接口ID，区分链路上的不同接口,001,EUI-64接口标识,扩展惟一标识符，IEEE定义，64
11、比特 在以太网接口上，由48位以太网链路层地址转换而来,00,50,3E,E4,4C,00,FF,OUI,ID,FE,E4,4C,00,00,50,3E,000000X0,FF,FE,E4,4C,00,02,50,3E,X=1 表示全球管理 X=0 表示本地管理,MAC地址,插入FFFE,设置U/L位,生成EUI-64,链路本地地址,传播范围：受限，在接口所连接的链路上 使用前缀 FE80:/10（前10位1111111010） Interface ID： 使用EUI-64 也可以手工配置 启用IPv6的节点的每个接口会自动配置一个本地链路地址,唯一本地地址,传播范围：受限，在站点（site，
12、一些链路组成）内 不能传播到Internet，类似于IPv4的私网地址 使用前缀 FC00:/10（前10位1111101100）,特殊地址与兼容地址,特殊地址主要有两类：未指定地址和环回地址 全“0”（0:0:0:0:0:0:0:0或:）代表了IPv6的未指定地址。表示某一个地址不可用，在报文中的源地址未指定时使用。 0:0:0:0:0:0:0:1或:1代表了环回地址。只在节点内部有效。 兼容地址用于IPv4向IPv6的迁移过渡期,8.2.2.2 IPv6组播地址,一个组播地址标识了一组接口。目的地址为组播地址的分组被发送到所有组成员。组播地址只能作为目的地址而不能用作源地址。 IPv6组播
13、地址的高8位每位设置为1，即FF00:/8,8.2.2.2 IPv6组播地址,一对多的单播传输,8.2.2.2 IPv6组播地址,一对多的组播传输,8.2.2.2 IPv6组播地址,FF00:/8,0RPT,FF,组编号,范围,8.2.2.2 IPv6组播地址,标志（Flags） R=0 无内嵌的RP R=1 内嵌RP P=0 不基于单播前缀构建的组播地址 P=1 基于单播前缀构建的组播地址 T=0 永久分配的组播地址 T=1 非永久分配的组播地址,0RPT,8.2.2.2 IPv6组播地址,作用域（Scope） 作用域字段表示进行组播通讯的 IPv6 网络的作用域。该字段的大小为 4 位。路
14、由器使用“作用域”来确定是否可以转发组播通讯。 例如，地址 FF02:2 的“作用域”为2 ，IPv6 路由器永远不会将此通讯转发到本地链路以外,范围,8.2.2.2 IPv6组播地址,作用域（Scope）,8.2.2.2 IPv6组播地址,IANA分配的固定范围的组播地址 为了识别用于节点本地和链路本地作用域的所有节点，定义下列多播地址： FF01:1（节点本地作用域所有节点地址） FF02:1（链路本地作用域所有节点地址）,8.2.2.2 IPv6组播地址,IANA分配的固定范围的组播地址 为了识别用于节点本地、链路本地和站点本地作用域的所有路由器，定义下列多播地址： FF01:2（节点本
15、地作用域所有路由器地址） FF02:2（链路本地作用域所有路由器地址） FF05:2（站点本地作用域所有路由器地址）,8.2.2.2 IPv6组播地址,8.2.2.2 IPv6组播地址,被请求节点地址 被请求节点地址有利于在地址解析过程中实现有效的网络节点查询。在 IPv4 中，ARP 请求帧被发送到 MAC 层次的广播，扰乱了网络段上的所有节点，包括不运行 IPv4 的节点。IPv6 使用“邻居请求”消息执行地址解析。但是，没有使用本地链路作用域所有节点地址作为“邻居请求”消息目标，因为这样可能扰乱本地链路上的所有 IPv6 节点，而是使用请求节点多播地址。,8.2.2.2 IPv6组播地址,被请求节点地址 被请求节点地址由前缀 FF02:1:FF00:0/104 和被解析的 IPv6 地址的最后 24 位地址组成。,接口标识符,FF02:0000:0000:0000:0000:0001:FF,24 位,8.2.2.2 IPv6组播地址,被请求节点地址 例如，对于使用 FE80:2AA:FF:FE28:9C5A 链路本地 IPv6 地址的节点，相应的请求节点地址是 FF02:1:FF28:9C5A。要将 FE80:2AA:FF:FE28:9C5A 地址解析为它的链路层地址，节点将发送
