IPv6编址及路由选择

1、2022-4-30.1第第2 2单元单元 IPv6IPv6编址及路由选择编址及路由选择 2022-4-30.2第第2单元单元 IPv6编址及路由选择编址及路由选择 2.1 2.1 IPv6的编址的编址.1 IPv6IPv6地址的表示地址的表示 .2初始的分配初始的分配 2.1.3 2.1.3 聚合全局单地址聚合全局单地址 2.1.4 2.1.4 特殊地址格式特殊地址格式 2.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料）地址（阅读材料）2.22.2域间路由选择域间路由选择2.2.1 从从CIDR到提供者到提供者 2.2.2 从从

2、BGP-4到到IDRP2.2.3 提供者选择提供者选择2.32.3域内路由选择域内路由选择2.3.1 更新更新OSPF 2.3.2 更新更新RIP(阅读材料阅读材料)2022-4-30.32.1 2.1 IPv6的编址的编址nIPv6最显著的特征是最显著的特征是扩大了的地址格式扩大了的地址格式。从。从32位扩大到位扩大到128位不仅保证我们将能够编号位不仅保证我们将能够编号数以万亿计的主机，而且也为在等级结构中数以万亿计的主机，而且也为在等级结构中插入更多的层次提供了余地。插入更多的层次提供了余地。在在IPv4中，只中，只有网络、子网和主机这有网络、子网和主机这3个基本层次个基本层次。IPv6

3、地址的层次可以多得多地址的层次可以多得多。2022-4-30.42.1 2.1 IPv6的编址的编址n跟跟IPv4地址一样，地址一样，IPv6地址标识连接到一个子网地址标识连接到一个子网的接口，而不是标识一个站的接口，而不是标识一个站。一个多归宿的站将有。一个多归宿的站将有跟接口同样多的地址。然而，跟跟接口同样多的地址。然而，跟IPv4不同的是，不同的是，IPv6允许每个接口用多个地址标识允许每个接口用多个地址标识，以方便路由选，以方便路由选择或管理。择或管理。nIPv6地址总是属于三个类别之一：地址总是属于三个类别之一：单地址；单地址；组播地址组播地址;任播地址任播地址.2022-4-30.

4、52.1 2.1 IPv6的编址的编址n单地址单地址是点到点的地址，它只标识一个接口。发送是点到点的地址，它只标识一个接口。发送给单地址的一个分组将被投递给该接口。给单地址的一个分组将被投递给该接口。n组播地址组播地址标识一组站，更准确地讲，是一组接口。标识一组站，更准确地讲，是一组接口。发送给组播地址的一个分组将被投递给该组的所有发送给组播地址的一个分组将被投递给该组的所有成员。成员。n任播地址任播地址也标识一组站，它与组播地址的差别在于也标识一组站，它与组播地址的差别在于传送过程。发送给一个任播地址的分组不是投递给传送过程。发送给一个任播地址的分组不是投递给该组的所有成员，而是仅投递给一个

5、点，通常是离该组的所有成员，而是仅投递给一个点，通常是离得最近的一个组成员。值得注意的是，得最近的一个组成员。值得注意的是，在在IPv4中不中不存在任播设施存在任播设施。2022-4- IPv6地址的表示地址的表示n一个一个IPv6IPv6地址地址由由128128位组成，写成位组成，写成8 8个用冒号分隔的个用冒号分隔的1616位整数位整数，每个整数用，每个整数用4 4个个1616进制数字表示，例如：进制数字表示，例如：FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210。

6、 n十六进制表示十六进制表示法的优点是相对法的优点是相对紧凑和直观紧凑和直观。然而，。然而，它操作起来有点困难。对其改进的一个途径是允许它操作起来有点困难。对其改进的一个途径是允许某种某种缩写缩写。至少在初始阶段，我们不会使用所有的。至少在初始阶段，我们不会使用所有的128128位，其中很有可能有许多个零，例如：位，其中很有可能有许多个零，例如：1080:0000:0000:0000:1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A0008:0800:200C:417A。2022-4- IPv6地址的表示地址的表示n第一个改进第一个改进是在每一个

7、十六进制组合成分中可以是在每一个十六进制组合成分中可以跳跳过开头的零过开头的零，也就是说，把，也就是说，把00000000写成写成0 0，把，把00080008写成写成8 8，把，把08000800写成写成800800。这样就可以变成简化的格式。这样就可以变成简化的格式, ,例例如：如：10801080：0 0：0 0：0 0：8 8：800800：200C200C：417A417A。n第二个改进第二个改进是引入是引入双冒号双冒号。在一个地址内部，一组。在一个地址内部，一组都是零的连续都是零的连续1616位字位字可以用双冒号代替。例如，我可以用双冒号代替。例如，我们可以把上面的地址写成：们可以

8、把上面的地址写成： 1080:8:800:200C:417A1080:8:800:200C:417A。2022-4- IPv6地址的表示地址的表示n把把缩写扩展还原缩写扩展还原的过程是相当简单的。把双冒号左边的内容的过程是相当简单的。把双冒号左边的内容作为地址前一部分的作为地址前一部分的16位字，把双冒号右边的内容作为地址位字，把双冒号右边的内容作为地址的后一部分，再用零填充其余的的后一部分，再用零填充其余的16位字。下面是有效简化形位字。下面是有效简化形式地址的例子，以及它们扩展还原后的表示法。式地址的例子，以及它们扩展还原后的表示法。FEDC:BA98:7654:3210

9、,FEDC:BA98:0:0:0:0:7654:3210FEDC:BA98:7654:3210:,FEDC:BA98:7654:3210:0:0:0:0:FEDC:BA98:7654:3210,0:0:0:0:FEDC:BA98:7654:3210。2022-4- IPv6地址的表示地址的表示n在一个地址内双冒号只能使用一次在一个地址内双冒号只能使用一次。例如，地址。例如，地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可以缩写成可以缩写成:BA98:7654:0:0:0，或或0:0:0:BA98:7654:。n一些一些IPv6地址地址是是由一个由一个IPv4地址前置地址前置9

10、6个零形成的个零形成的。对于。对于这些地址，这些地址，IPv6规范引入一个特殊的格式，即规范引入一个特殊的格式，即保留十进制点保留十进制点分格式分格式，将，将0:0:0:0:0:0:A00:1写成写成:。nIPv6规范规范还包含一个还包含一个前缀符号前缀符号，表示用于路由协议的地址高表示用于路由协议的地址高序位序位。它在一个常规的。它在一个常规的IPv6地址后面附加一个左斜杠，再加地址后面附加一个左斜杠，再加上位数。例如，上位数。例如，FEDC:BA98:7600:/40描述一个描述一个40位长的位长的前缀，其二进制是前缀，其二进制是11111110 11011100 1011

11、1010 10011000 011101102022-4- IPv6地址的表示地址的表示n跟地址一样，跟地址一样，前缀也可以用压缩形式表示前缀也可以用压缩形式表示。然而我们必须小心，。然而我们必须小心，因为前缀可能包括两段以上的零。例如，对于因为前缀可能包括两段以上的零。例如，对于IPv6地址地址FEDC:BA98:0000:0076:0000:1234:5678:9ABC,我们要表我们要表示该接口所属的网络的示该接口所属的网络的64位号码。我们有位号码。我们有4种表示种表示形式可供选择：形式可供选择：FEDC:BA98:0000:0076:0000:1234:5678:9

12、ABC/64FEDC:BA98:76:0:1234:5678:9ABC/64FEDC:BA98:0:76:1234:5678:9ABC/64FEDC:BA98:0:76:/64n显然显然最后一种比较可取最后一种比较可取，因为它，因为它不包括不属于该前缀的任何信息不包括不属于该前缀的任何信息。其他其他3种尽管正确，但应当只在必须同时给出主机地址和前缀信种尽管正确，但应当只在必须同时给出主机地址和前缀信息的时候才使用。息的时候才使用。2022-4- 初始的分配初始的分配 n在在大多数情况大多数情况下，让主机把地址当作下，让主机把地址当作128位的非透明的串来位的非透明的串来处理

13、是合理的。类似地，处理是合理的。类似地，在路由器表中的登录项将是简单的在路由器表中的登录项将是简单的前缀，其长度从前缀，其长度从1位到位到128位可变位可变。仅有的例外是。仅有的例外是特殊地址特殊地址。主机和路由器必须能够识别组播地址，这类地址不可以用跟主机和路由器必须能够识别组播地址，这类地址不可以用跟单地址和任播地址同样的方式处理。它们还必须能够识别特单地址和任播地址同样的方式处理。它们还必须能够识别特殊地址，显著的是殊地址，显著的是回环地址、场点本地和链路本地地址回环地址、场点本地和链路本地地址。n初始的编址体系结构定义这些前缀，也定义可能在初始的实初始的编址体系结构定义这些前缀，也定义

14、可能在初始的实施阶段采用的施阶段采用的基于提供者的地址前缀基于提供者的地址前缀。最近的发展修改了这。最近的发展修改了这个名字，把提供者地址改称为个名字，把提供者地址改称为聚合的全局单地址聚合的全局单地址。它们指的。它们指的是同样的位组合，但是同样的位组合，但突出对减少地址表尺寸的需求，而不强突出对减少地址表尺寸的需求，而不强调特别的客户调特别的客户提供者关系提供者关系。该地址体系结构仍保留面向地。该地址体系结构仍保留面向地理位置的地址前缀，与理位置的地址前缀，与NSAP兼容的地址前缀，以及与兼容的地址前缀，以及与IPX兼容的地址前缀。兼容的地址前缀。2022-4- 初始的分

15、配初始的分配 2022-4- 初始的分配初始的分配n上列表中第上列表中第3 3列示出分配给任一指定使用的地列示出分配给任一指定使用的地址空间所占的比率。其中最有意义的部分是址空间所占的比率。其中最有意义的部分是聚聚合的全局单地址合的全局单地址，但它仅覆盖整个空间的，但它仅覆盖整个空间的1/81/8。另一个等效的部分另一个等效的部分保留给地理位置地址保留给地理位置地址，虽然，虽然当前尚无使用这些地址的计划。在总体上，还当前尚无使用这些地址的计划。在总体上，还有多于有多于70%70%的空间仍然未分配，这就给未来的空间仍然未分配，这就给未来尝尝试新的分配方案试新的分配方案提供丰富

16、的机会。提供丰富的机会。 2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 n首批首批IPv6IPv6地址将根据以前称为地址将根据以前称为基于提供者的方案基于提供者的方案分分配，但配，但现在把该方案叫做聚合方案现在把该方案叫做聚合方案。聚合全局单地。聚合全局单地址由址由3 3位位前缀前缀001001后随后随4 4个成分组成个成分组成。在最初的。在最初的IPv6IPv6编编址体系结构中，所有这些成分都具有可变的长度。址体系结构中，所有这些成分都具有可变的长度。现在的趋势是现在的趋势是坚持固定长度坚持固定长度，主要考虑到这可以让，主要考虑到这可以让再次编号容易一些。把一个再次编号容

17、易一些。把一个1616位值用另一个位值用另一个1616位值位值替换比起用替换比起用1515位值或位值或1717位值替换要方便得多，所产位值替换要方便得多，所产生的问题也比较少生的问题也比较少。2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 n如果把如果把001001前缀也计算在内，这类地址的第前缀也计算在内，这类地址的第2 2个成分个成分是是顶级聚合顶级聚合（TLA13TLA13位）。在编号方案的第位）。在编号方案的第1 1版本版本中，该成分中，该成分开头开头3 3位是格式标识符位是格式标识符，后随后随5 5位位标识标识注注册处册处，再后面就是，再后面就是可变长度的提供者可变

18、长度的提供者IDID。已经为。已经为3 3个个注册处保留了编码，他们分别是负责北美的注册处保留了编码，他们分别是负责北美的Internet NICInternet NIC（网络信息中心），欧洲网络协会的（网络信息中心），欧洲网络协会的RIPE NCCRIPE NCC（网络协调中心），以及负责亚洲和太平（网络协调中心），以及负责亚洲和太平洋国家网络的洋国家网络的APNICAPNIC。但是经过进一步的分析之后，。但是经过进一步的分析之后，感觉到在地址中不明确地包括注册处会更有效。取感觉到在地址中不明确地包括注册处会更有效。取而代之的是，而代之的是，把把TLATLA的范围分配给各大洲的注册处，的范围

19、分配给各大洲的注册处，他们还可以进一步地把子范围分配给国家或地区注他们还可以进一步地把子范围分配给国家或地区注册处。册处。2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 n在在19961996年和年和19971997年间把年间把术语提供者术语提供者IDID改变成顶级聚合改变成顶级聚合反应出反应出对路由选择性质的重视，而不强调商业关系。事实上，对路由选择性质的重视，而不强调商业关系。事实上，一个一个TLATLA不必是一个实际的提供者，它也可以是用以结合一组次级不必是一个实际的提供者，它也可以是用以结合一组次级提供

20、者的一个交换点提供者的一个交换点。该定义更具有操作上的意义。在因特。该定义更具有操作上的意义。在因特网的核心部分，在组成所谓默认自由区的网络中，网的核心部分，在组成所谓默认自由区的网络中，路由选择路由选择表对于每个表对于每个TLATLA将需要只有一个登记项将需要只有一个登记项，而不包含更多的信息，而不包含更多的信息，除非是在除非是在TLATLA内部的路由选择。内部的路由选择。TLATLA标识符的标识符的1313位尺寸就是从位尺寸就是从这种操作需求得到的。它是足够大的，因为我们不希望交换这种操作需求得到的。它是足够大的，因为我们不希望交换点和长途或骨干提供者的数目大于点和长途或骨干提供者的数目大

21、于8192(28192(21313) )。事实上，这个。事实上，这个数目也不是太大，因为它小于当前因特网的路由表尺寸，因数目也不是太大，因为它小于当前因特网的路由表尺寸，因此不会产生任何特别的问题。附带地，此不会产生任何特别的问题。附带地，TLATLA和聚合地址前缀的和聚合地址前缀的结合刚好满足结合刚好满足1616位的边界条件，这将使得实现起来比较容易。位的边界条件，这将使得实现起来比较容易。如果将来出现如果将来出现81928192不够大的问题，也总是可以分配不够大的问题，也总是可以分配更多的前更多的前缀缀给新的一批提供者。给新的一批提供者。2022-4- 聚合全局单地址聚

22、合全局单地址n第第3 3个地址成分个地址成分标识标识下一级聚合下一级聚合(NLA32(NLA32位位) )，它替，它替代以前规范中的订户标识符。该成分的长度是代以前规范中的订户标识符。该成分的长度是3232位，位，它可以由长途提供者和交换局确定其结构，例如，它可以由长途提供者和交换局确定其结构，例如，分配高序分配高序N N位标识第位标识第2 2层次的提供者，事实上，正式层次的提供者，事实上，正式的术语谨慎地避免使用的术语谨慎地避免使用“订户订户”和和“提供者提供者”这样这样的词汇，而是称谓等级的词汇，而是称谓等级1 1的下一级聚合和场点标识的下一级聚合和场点标识符，它们还可以进一步细分，允许许

23、多个层次级符，它们还可以进一步细分，允许许多个层次级别（参见下面的插图）。别（参见下面的插图）。2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址n地址的地址的第第4 4个成分个成分是是场点本地聚合场点本地聚合（SLA16SLA16位）。这位）。这1616位标识符通常分配给位标识符通常分配给在一个场点在一个场点内的一条链路内的一条链路。该场点本身在编制体系结构该场点本身在编制体系结构中是一个原子性单元中是一个原子性单元。当一个场点重新编制。当一个场点重新编制时，比如说在改变提供者之后，地址的时，比如说在改变提供者之

24、后，地址的TLATLA和和NLANLA可能改变，但可能改变，但SLASLA和接口和接口IDID将仍然保持为将仍然保持为常量。常量。2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址n地址的最后一个成分是接口地址的最后一个成分是接口ID（64位）位），它对于连接到，它对于连接到那条那条链路的接口具有惟一性链路的接口具有惟一性。在从。在从1996年年12月至月至1997年年5月期间，月期间，人们就普遍认同，接口人们就普遍认同，接口ID应该在一个广泛得多的范围内甚至应该在一个广泛得多的范围内甚至在整个因特网上具有惟一性。因此，下列规范被确定：在整个因特网上具有惟一性。因此，下列规范被确

25、定： n标识符长度将使用标识符长度将使用64位，即使对于只连接少量站的链路也应位，即使对于只连接少量站的链路也应如此。如此。n大多数标识符将大多数标识符将基于基于IEEE EUI-64格式格式这个格式是以前的这个格式是以前的48位位IEEE 802地址的进化产物地址的进化产物。事实上，。事实上，对于老的接口可以通过对于老的接口可以通过插入两字节的十六进制值来由一个插入两字节的十六进制值来由一个IEEE 802地址建立起一个地址建立起一个IEEE EUI-64地址地址。这两个字节的。这两个字节的十六进制值是十六进制值是FF-FE，插在老地址的第，插在老地址的第3字节和第字节和第4字节之间。字节之

26、间。2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址 2022-4- 聚合全局单地址聚合全局单地址n6464位位EUIEUI标识符的标识符的高序第高序第7 7位位用以区别常规分配的用以区别常规分配的EUIEUI惟一性号码和用户自己配制的惟一性号码和用户自己配制的EUI(EUI(例如例如以太网以太网的这一位区分全局分配的地址和用户自己配制的地的这一位区分全局分配的地址和用户自己配制的地址址) ) 。在。在IEEEIEEE的这个规范中，的这个规范中，该位称作该位称作u u, , 当号码当号码具有惟一性保证时设置成具有惟一性保证时设置成1 1，当用其它方式配制时，

27、当用其它方式配制时则设置成则设置成0 0。这样就带来了一个小问题，因为。这样就带来了一个小问题，因为0:0:0:00:0:0:0是一个有效的是一个有效的EUIEUI，所以这会，所以这会跟特殊的跟特殊的IPv6IPv6地址冲突地址冲突。为了避免这种冲突，规定在从一个有效。为了避免这种冲突，规定在从一个有效的的EUIEUI建立一个接口标识符时，建立一个接口标识符时，u u位将一律设置成位将一律设置成1 1，只在通过非只在通过非EUIEUI方式建立接口标识符时，方式建立接口标识符时，IPv6IPv6地址地址的这一位才设置成的这一位才设置成0 0。2022-4- 聚合全局单地址聚合

28、全局单地址n关于地址分配：到目前有两种顶级聚合前缀（关于地址分配：到目前有两种顶级聚合前缀（Top Level Top Level Aggregator (TLA) prefixesAggregator (TLA) prefixes）。）。一种是一种是6bone6bone用的用的，称为伪，称为伪顶级聚合顶级聚合(pseudo-TLAs, or pTLAs)(pseudo-TLAs, or pTLAs) 的地址，的地址， 它的前它的前1616比特为比特为 3FFE3FFE:/16:/16，它由，它由6 6BoneBone负责分配。负责分配。IETFIETF分配给分配给6Bone6Bone伪顶级聚

29、合类格式地址的目的是为了提供真正可能用在伪顶级聚合类格式地址的目的是为了提供真正可能用在IPv6IPv6网络的产品上的网络的产品上的TLATLA和和NLANLA格式的原型。为了更经济地使格式的原型。为了更经济地使用，伪顶只使用真正的用，伪顶只使用真正的IPv6IPv6地址空间的一小部分，所以地址空间的一小部分，所以IANAIANA（Internet Assigned Numbers AuthorityInternet Assigned Numbers Authority）分配一个单个）分配一个单个的的TLATLA，3FFE:/163FFE:/16作为作为6Bone6Bone测试用。所以这类使用

30、测试用。所以这类使用3FFE:/163FFE:/16前缀的地址定义成假装或伪装的前缀的地址定义成假装或伪装的TLATLA和和NLANLA。n另有一类是为用于早期产品分配的另有一类是为用于早期产品分配的。它的前。它的前1616比特为比特为20012001:/16:/16，称为子顶级聚合类（，称为子顶级聚合类（sub-TLAssub-TLAs），是由），是由International Regional Internet Registry (RIR) International Regional Internet Registry (RIR) 分配分配的。的。2022-4- 特殊

31、地址格式特殊地址格式n除了基于提供者的地址，除了基于提供者的地址，还有还有5 5种单地址种单地址： * *未指定的地址未指定的地址* *回环地址回环地址* *给予给予IPv4IPv4的地址的地址* *场点本地地址场点本地地址* *链路本地地址链路本地地址n未指定的地址未指定的地址是由是由1616个零字节组成。可以把个零字节组成。可以把0:0:0:0:0:0:0:00:0:0:0:0:0:0:0编写成编写成:。这个地址只可以。这个地址只可以被尚未配被尚未配制一个常规地址的站用作一个源地址制一个常规地址的站用作一个源地址。在语义上需要。在语义上需要有一个地址但又无地址可提供的情况下，该地址也可有一

32、个地址但又无地址可提供的情况下，该地址也可以在某些控制报文中使用。该地址什么时候都不能用以在某些控制报文中使用。该地址什么时候都不能用作一个目标地址。作一个目标地址。2022-4-30.262.1.4 特殊地址格式特殊地址格式n回环地址回环地址0:0:0:0:0:0:0:1可以被一个节点用来发可以被一个节点用来发送一个送一个IPv6数据报给它自身。不可以把回环地址数据报给它自身。不可以把回环地址和未指定的地址分配给一个接口。和未指定的地址分配给一个接口。n我们可以通过我们可以通过前置前置96个零由一个个零由一个32位的位的IPv4地址地址建立一个建立一个IPv6地址地址。这些地址的书写典型地是

33、结。这些地址的书写典型地是结合双冒号和点分十进制表示的合双冒号和点分十进制表示的IPv4地址，例地址，例如如:。它们将。它们将在从在从IPV4向向IPv6过渡的时过渡的时期内使用期内使用。值得注意的是，未指定的地址、回环地。值得注意的是，未指定的地址、回环地址和址和由由IPv4衍生的地址衍生的地址都属于保留的都属于保留的8个个0位的地位的地址前缀址前缀(开头位置都是开头位置都是8个个0)。2022-4-30.272.1.4 特殊地址格式特殊地址格式n许多组织使用许多组织使用TCP/IP技术，但技术，但不连接到因特网不连接到因特网，这也许是因为他们害怕直接连接会引起安全问题，这也

34、许是因为他们害怕直接连接会引起安全问题，也可能是因为他们想不等到完成连接过程就建立和也可能是因为他们想不等到完成连接过程就建立和使用它们的使用它们的内部网络内部网络。场点本地地址场点本地地址前缀前缀1111 1110 11就是为这些组织保留的。典型的场点本地就是为这些组织保留的。典型的场点本地地址由这个地址由这个前缀、一组前缀、一组0、子网、子网ID和接口标识符构和接口标识符构成成。值得注意的是，场点本地地址的。值得注意的是，场点本地地址的最后最后80位跟聚位跟聚合全局单地址的最后合全局单地址的最后80位具有同样的格式位具有同样的格式，子网，子网ID等同于场点本地聚合。这样做将方便于重新编址。

35、等同于场点本地聚合。这样做将方便于重新编址。2022-4-30.282.1.4 特殊地址格式特殊地址格式 2022-4-30.292.1.4 特殊地址格式特殊地址格式n场点本地地址不可以在全局因特网上做路由场点本地地址不可以在全局因特网上做路由选择选择。他们的惟一性只在一个场点内部得到。他们的惟一性只在一个场点内部得到保证。使用它们，只能够在一个场点内的两保证。使用它们，只能够在一个场点内的两个站之间作信息交换。个站之间作信息交换。n还没有配制基于提供者的地址或场点本地地还没有配制基于提供者的地址或场点本地地址的站可以使用址的站可以使用链路本地地址链路本地地址。这些地址由这些地址由链路本地前缀

36、链路本地前缀1111 1110 101111 1110 10、一组、一组0 0和接口标和接口标识符识符。2022-4-30.302.1.4 特殊地址格式特殊地址格式 2022-4-30.312.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料）地址（阅读材料）n中国国内也建立起了中国国内也建立起了以以CernetCernet为骨干的试验床为骨干的试验床，进，进行了一系列的试验。行了一系列的试验。CERNET IPv6 TestbedCERNET IPv6 Testbed已经加已经加入全球范围内的入全球范围内的IPv6IPv6虚拟网络虚拟网络6bone6bone，分

37、配到，分配到p-TLAp-TLA地址地址3 3ffe:ffe:32003200:/24:/24，从，从IPv4IPv4到到IPv6IPv6网络的过渡过网络的过渡过程和高效无缝连接问题是研究的重要方面。程和高效无缝连接问题是研究的重要方面。 n20002000年年APNICAPNIC批准批准CERNETCERNET有关有关StlaStla( (子集顶级聚子集顶级聚类类:Sub-TLA):Sub-TLA)地址的申请，地址的申请，CERNETCERNET的的sTLAsTLA为：为：CERNET-CN-20000426CERNET-CN-20000426，地址范围为，地址范围为2 2001:001:2

38、50250:/35:/35。2022-4-30.322.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料）地址（阅读材料）n目前目前CERNETCERNET的的IPv6IPv6地址分成两部分：地址分成两部分：一部分是一部分是19981998年年1212拿到拿到的位于的位于6BONE6BONE中的中的pTLApTLA（pseudo Top Level Aggregationpseudo Top Level Aggregation）地址地址3ffe:3200:/243ffe:3200:/24，另一部分是，另一部分是20002000年年4 4月拿到的由月拿到的由IANA

39、IANA通过通过APNICAPNIC、RIPE NCCRIPE NCC和和ARINARIN正式分配的正式分配的sTLAsTLA（sub Top sub Top Level AggregationLevel Aggregation）地址）地址2001:0250:/352001:0250:/35。nsTLAsTLA的地址分配将的地址分配将CERNICCERNIC在在20002000年下半年在年下半年在CERNETCERNET内部正式内部正式分配，分配，目前试验床分配的地址都是目前试验床分配的地址都是pTLApTLA的地址的地址。这个这个pTLApTLA的的地址又分成正式使用部分和学生试验部分地址又

40、分成正式使用部分和学生试验部分。要申请地址，必。要申请地址，必须首先了解地址分配方案。正式使用部分的地址已经划分到须首先了解地址分配方案。正式使用部分的地址已经划分到CERNETCERNET的八大地区网络中心，因此学校和机构要申请这部分的八大地区网络中心，因此学校和机构要申请这部分地址可直接和各所在地的地区网络中心联系。学生试验部分地址可直接和各所在地的地区网络中心联系。学生试验部分目前的分配比较灵活，由试验床委托各地的学生管理分配。目前的分配比较灵活，由试验床委托各地的学生管理分配。2022-4-30.332.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料）地

41、址（阅读材料）2022-4-30.342.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料地址（阅读材料) )2022-4-30.352.1.5 CERNET2.1.5 CERNET的的IPv6IPv6地址（阅读材料地址（阅读材料) )n目前已经有支持目前已经有支持IPv6IPv6的的WWWWWW和和FTPFTP服务器。服务器。也就是说，能够被接入全球也就是说，能够被接入全球IPv6IPv6网络的网络的机器上的机器上的IPv6IPv6的客户程序访问的的客户程序访问的WWWWWW站点站点和和FTPFTP站点。站点。WWWWWW站点已经有不少，例如：站点已经有不少，例

42、如：http:/www.IP 和和http:/www.IPhttp:/www.IP 。FTPFTP站点有，但还不是很多，例如：站点有，但还不是很多，例如：ftp:/ 。2022-4-30.362.22.2域间路由选择域间路由选择n在在19911991年开始制定年开始制定IPIP新版本的时候，人们就预见到因特网三大致命的问新版本的时候，人们就预见到因特网三大致命的问题：网络号的短缺、题：网络号的短缺、路由表爆炸路由表爆炸和整个和整个IPIP地址的短缺。采用地址的短缺。采用128128位地址明位地址明显地解决了网络号和显地解决了网络号和IPIP地址短缺的问题，但扩大地址空间决不意味着能地址短缺的问

43、题，但扩大地址空间决不意味着能解决路由表爆炸的问题。解决路由表爆炸的问题。n在今天的因特网上，如果一个路由器要计算前往所有目的地的最好路由，在今天的因特网上，如果一个路由器要计算前往所有目的地的最好路由，它必须在自己的路由表中为因特网的每个网络维持一个登录项。事实上，它必须在自己的路由表中为因特网的每个网络维持一个登录项。事实上，大多数路由器并不这样做，因为他们的路由表已经太大了。它们仅为因大多数路由器并不这样做，因为他们的路由表已经太大了。它们仅为因特网的一个有限子集维持特网的一个有限子集维持精确的路由选择精确的路由选择，例如它们的业务伙伴，并且，例如它们的业务伙伴，并且使用使用缺省路由缺省

44、路由到达其它网络。但是这样的简化方法在因特网提供者的中到达其它网络。但是这样的简化方法在因特网提供者的中转网络中的主干路由器上不能使用。它们必须维持完全的路由表。结果转网络中的主干路由器上不能使用。它们必须维持完全的路由表。结果是，提供者必须不断地升级他们的配置以应付因特网的增长。是，提供者必须不断地升级他们的配置以应付因特网的增长。2022-4-30.372.22.2域间路由选择域间路由选择n在在IPv4IPv4中，中，路由器路由器不必知道所有的主机，但它们不必知道所有的主机，但它们必须知道所有的网络必须知道所有的网络。如果使用。如果使用5050万个万个C C类网络类网络，整个因特网，整个因

45、特网 上的每个路由器都需要一个上的每个路由器都需要一个有有5050万条目的表万条目的表，每个，每个网络一个条目，说明到哪个网络用哪条线路，以及其它的信息。网络一个条目，说明到哪个网络用哪条线路，以及其它的信息。n具有具有5050万个条目的表的物理存储也许是可行的，虽然对于要把表放到万个条目的表的物理存储也许是可行的，虽然对于要把表放到I/0I/0板的静板的静态态RAMRAM中的关键路由器来说价格太昂贵。一个更严重的问题是，中的关键路由器来说价格太昂贵。一个更严重的问题是，各种与表管理相各种与表管理相关算法的复杂性会超线性地增长关算法的复杂性会超线性地增长。n路由选择表的问题可以通过增加级的数目

46、来解决。例如，路由选择表的问题可以通过增加级的数目来解决。例如，让每个让每个IPIP地址包含一个地址包含一个国家，州、城市、网络和主机字段国家，州、城市、网络和主机字段。这样，每个路由器只需知道如何到达每个国。这样，每个路由器只需知道如何到达每个国家，一个国家的一个州或省，一个州或省的一个城市，以及一个城市中的一个网家，一个国家的一个州或省，一个州或省的一个城市，以及一个城市中的一个网络。遗憾的是，这种方案需要有比络。遗憾的是，这种方案需要有比3232位多得多的位多得多的IPIP地址，而且使用地址的效率也地址，而且使用地址的效率也不高（例如很大的国家和很小的国家使用一样多个二进制位）。不高（例

47、如很大的国家和很小的国家使用一样多个二进制位）。 2022-4-30.382.22.2域间路由选择域间路由选择n简言之，大多数的方案是解决了一个问题，又产生新的问题。现在实施简言之，大多数的方案是解决了一个问题，又产生新的问题。现在实施的能够给予因特网的能够给予因特网 一点喘息机会的措施是一点喘息机会的措施是无类别域间路由选择无类别域间路由选择（CIDRCIDR）。）。其基本思想是其基本思想是以可变大小的方式分配剩下的以可变大小的方式分配剩下的C C类网络地址类网络地址。比如说，如果。比如说，如果一个地方需要一个地方需要20002000个地址，那么就分配它一个个地址，那么就分配它一个20482

48、048地址的块（地址的块（8 8个连续的个连续的C C类网络），而不是一个完全的类网络），而不是一个完全的B B类地址。类似地，一个地方需要类地址。类似地，一个地方需要80008000个个地址，就分配给它地址，就分配给它81928192个地址（个地址（3232个连续的个连续的C C类网络类网络88 4 4 256 256）。）。n除了使用连续的除了使用连续的C C类网络块作为单位之外，类网络块作为单位之外，C C类地址的分配规则也有所改类地址的分配规则也有所改变变。世界被分成世界被分成4 4个区域个区域，分配给每个区一部分，分配给每个区一部分C C类地址空间。具体分配类地址空间。具体分配情况如

49、下：情况如下：* * 欧洲欧洲：194.0.0.019555；* * 北美洲北美洲：5555；* * 中南美洲中南美洲：5555；* * 亚洲和太平洋亚洲和太平洋：5555。2022-4-30.392.22.2域间路由选择域间路由选择n这样，这样，每个区域都分配了大约

50、每个区域都分配了大约323210106 6个地址个地址，另外，从，另外，从 到到5555范围内的大约范围内的大约32032010106 6个个C C类地类地址保留作未来使用。这种分配的好处是，现在任何位于欧洲址保留作未来使用。这种分配的好处是，现在任何位于欧洲之外的路由器得到一个发往之外的路由器得到一个发往194.194.xx.yy.zzxx.yy.zz或者或者195195. .xx.yy.zzxx.yy.zz的分组可以简单地把它传给标准的欧洲网关。在效果上这等的分组可以简单地把它传给标准的欧洲网关。在效果

51、上这等同于把同于把323210106 6个地址压缩成一个路由选择表项。个地址压缩成一个路由选择表项。n当然，一旦当然，一旦194.194.xx.yy.zzxx.yy.zz分组到了欧洲，就会需要详细的路分组到了欧洲，就会需要详细的路由表。当一个分组到来时，首先抽出它的目的地址，然后逐由表。当一个分组到来时，首先抽出它的目的地址，然后逐项扫描路由选择表，掩码（项扫描路由选择表，掩码（maskingmasking）该目标地址，并将它跟该目标地址，并将它跟表项比较以寻找匹配。在实践中，路由器的表项往往不是顺表项比较以寻找匹配。在实践中，路由器的表项往往不是顺次查对，而是使用索引来加快搜索过程。而且次查

52、对，而是使用索引来加快搜索过程。而且有两个表项匹有两个表项匹配的情况配的情况也是可能的，在这种情况下应该也是可能的，在这种情况下应该选取其掩码中选取其掩码中1 1位最位最多的的表项多的的表项。 2022-4-30.402.22.2域间路由选择域间路由选择nIPv6的地址分配跟的地址分配跟IPv4采用采用CIDR后的分配方式基本相同，后的分配方式基本相同，但但IPv6具有显著的优势，它现在还没有一个大的关于已经分具有显著的优势，它现在还没有一个大的关于已经分配出去的地址的库，因此所配出去的地址的库，因此所受到的限制条件比较少受到的限制条件比较少。n对于对于无类别域间路由选择无类别域间路由选择，I

53、Pv6地址分配方案的目标是地址分配方案的目标是提供提供聚合路由信息以减少域间路由器的负担聚合路由信息以减少域间路由器的负担。在这里，关键的思。在这里，关键的思想也是想也是使用地址前缀使用地址前缀（在最高有效位端的一组连续的比特）（在最高有效位端的一组连续的比特）对大量的网络甚至是大量的自治系统聚合可达性信息。取得对大量的网络甚至是大量的自治系统聚合可达性信息。取得这一目标的主要方式是这一目标的主要方式是把一个地址前缀分配给一个直接提供把一个地址前缀分配给一个直接提供方，然后那个提供方再把以该前缀开头的更长的前缀分配给方，然后那个提供方再把以该前缀开头的更长的前缀分配给它的订户它的订户(指单位或

54、组织指单位或组织)。2022-4-30.412.22.2域间路由选择域间路由选择n对于这个路由表爆炸问题的解决方案是众所周知的：对于这个路由表爆炸问题的解决方案是众所周知的：我们必须聚合多个路由的登录项。这就需要我们引我们必须聚合多个路由的登录项。这就需要我们引入某种入某种地址体系结构地址体系结构，并且采用，并且采用域间路由技术域间路由技术，从，从而使得我们能够利用这种体系结构。而使得我们能够利用这种体系结构。nIPv6计划使用提供者地址计划使用提供者地址，因为这些地址与网络技，因为这些地址与网络技术有很好的关系。术有很好的关系。路由器将通过域间路由选择协议路由器将通过域间路由选择协议（IDR

55、PIDRP）交换信息）交换信息。有特别的限制条件的用户将能。有特别的限制条件的用户将能够建立够建立隧道隧道，或者使用，或者使用路由选择头路由选择头建立适合他们的建立适合他们的策略需求的中转路由。策略需求的中转路由。2022-4-30.422.2.1 从从CIDR到提供者到提供者nIPv6编制方案在很大程度上是基于在编制方案在很大程度上是基于在IPv4和无类别和无类别域间路由选择域间路由选择(CIDR)中所得到的经验。现在中所得到的经验。现在IPv4网络的管理试图通过采用网络的管理试图通过采用CIDR来抑制路由表的增长。来抑制路由表的增长。在在CIDR内内IPv4地址不再被看成是具有固定长度的地

56、址不再被看成是具有固定长度的网络号（老的网络号（老的8位位A类；类；16位位B类，或类，或24位位C类号类号码）。码）。网络号码被可变长度的前缀取代网络号码被可变长度的前缀取代。前缀假定。前缀假定是以协调的方式分配的，例如，让所有的法国的前是以协调的方式分配的，例如，让所有的法国的前缀都以同样的高序位及共同的前缀开头。如果一切缀都以同样的高序位及共同的前缀开头。如果一切都按这样的规划行事，那么就有可能把对应法国网都按这样的规划行事，那么就有可能把对应法国网络的所有登录项用一个共同的前缀代替。络的所有登录项用一个共同的前缀代替。n 2022-4-30.432.2.1 从从CIDR到提供者到提供者

57、n然而网络并非真正地遵从国家边界。然而网络并非真正地遵从国家边界。用以到达一个法国网络用以到达一个法国网络的路径大量地是依赖该网络是如何连接到因特网的的路径大量地是依赖该网络是如何连接到因特网的。现在在。现在在法国有法国有5 5个大的因特网提供商，它们中的每一个都使用自己的个大的因特网提供商，它们中的每一个都使用自己的一套国际连接。还有一些大的法国用户租用他们自己的一套一套国际连接。还有一些大的法国用户租用他们自己的一套跨大西洋线路，直接连到美国提供商。事实上，对于每个国跨大西洋线路，直接连到美国提供商。事实上，对于每个国家，每个地区和每个城市，情况都是如此。家，每个地区和每个城市，情况都是如

58、此。竞争是规则竞争是规则。n基于政治的或地理的边界的编址方案不允许聚合基于政治的或地理的边界的编址方案不允许聚合。到达每个。到达每个网络的路径取决于它对因特网的连接。对于一个国家、一个网络的路径取决于它对因特网的连接。对于一个国家、一个地区或一个城市没有一条共同的路径。地区或一个城市没有一条共同的路径。n因此因此不能指望在路由表中对于在一个国家、地区或城市内的不能指望在路由表中对于在一个国家、地区或城市内的所有网络只有一条线路所有网络只有一条线路。2022-4-30.442.2.1 从从CIDR到提供者到提供者n仅当编址方案反映网络拓扑的时候，它才能仅当编址方案反映网络拓扑的时候，它才能允许聚

59、合。这是为允许聚合。这是为IPv6IPv6选择基于提供者编址选择基于提供者编址的主要理由。的主要理由。按照定义，单个提供者的所有按照定义，单个提供者的所有客户都通过这个提供者的网络作路由选择。客户都通过这个提供者的网络作路由选择。在这个网络之外，在路由表中每个提供者有在这个网络之外，在路由表中每个提供者有一行登录项就可以了。基本上，给予提供者一行登录项就可以了。基本上，给予提供者的编址通过的编址通过在编址体系结构的网络层的顶部在编址体系结构的网络层的顶部再增加一个再增加一个提供者层提供者层解决路由表爆炸的问题。解决路由表爆炸的问题。 2022-4-30.452.2.1 从从CIDR到提供者到提

60、供者nIPv6的自动配置过程允许自动为的自动配置过程允许自动为IPv6网络重网络重新编址新编址，也可以为每个接口分配多个地址，也可以为每个接口分配多个地址，典型地是典型地是为每个提供者分配一个地址为每个提供者分配一个地址。这将。这将允许我们使用基于提供者的编制，并且保持允许我们使用基于提供者的编制，并且保持路由表可管理，而用不着把客户邦定到他们路由表可管理，而用不着把客户邦定到他们的提供者。的提供者。2022-4-30.462.2.2 从从BGP-4到到IDRPnIPv4 因特网的建筑块是自治系统，即一个由单个因特网的建筑块是自治系统，即一个由单个实体管理的子网的集合实体管理的子网的集合。作为