第14章IPv6

1、1 1 1 1 1第第15章章 IPv615.1 IPv6数据报格式数据报格式15.2 IPv6扩展首部扩展首部15.3 IPv6地址地址15.4 向向IPv6过渡过渡2 2 2 2 2和和IPv4相比，相比，IPv6具有以下一些优点：具有以下一些优点： 更大的地址空间更大的地址空间 更好的首部格式更好的首部格式 新的选项新的选项 允许扩充允许扩充 支持资源分配支持资源分配 支持更多的安全性支持更多的安全性3 3 3 3 315.1 IPv6数据报格式数据报格式版本号版本号业务流类别业务流类别流标记流标记有效负载长度有效负载长度下一首部下一首部跳数限制跳数限制源地址（源地址（128位）位）目的

2、地址（目的地址（128位）位）有效负载有效负载（0多个扩展首部多个扩展首部+高层数据）高层数据）基本首部基本首部0 4 12 16 24 314 4 4 4 4IPv6首部和首部和IPv4首部的比较首部的比较IPv4IPv4首首部部IPv6IPv6首首部部版本版本号号= =4 4版本版本号号= =6 6服务类型字段（服务类型字段（TOSTOS）通信量等级通信量等级字段，流标字段，流标记记字段字段首部首部长度和总长度字段长度和总长度字段有效载荷长度字段有效载荷长度字段分片重组标识符、标志以分片重组标识符、标志以及片偏移字段及片偏移字段分片扩展分片扩展首部首部中包含标识符、标志以中包含标识符、标志

3、以及片偏移字段及片偏移字段生存时间（生存时间（TTLTTL）跳数限制跳数限制首部首部校验和校验和无校验和，由上层协议负责校验无校验和，由上层协议负责校验3232位源和目的地址位源和目的地址128128位源和目的地址位源和目的地址选项选项基本首部基本首部不不含含选项，选项由逐跳选项，选项由逐跳选项选项扩展扩展首部首部、路由选择路由选择扩展扩展首部首部和目的和目的站点选项站点选项扩展扩展首部首部决定决定5 5 5 5 515.2 IPv6扩展首部扩展首部 一个一个IPv6信息包可以有信息包可以有0个或多个扩展首部，个或多个扩展首部，每一个扩展首部都是通过前一个首部中的下每一个扩展首部都是通过前一个

4、首部中的下一个首部字段来确定。一个首部字段来确定。基本首部扩展首部1扩展首部n数据可选6 6 6 6 6 I IP Pv v6 6 基基本本首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P T TC CP P 首首部部+ +数数据据 I IP Pv v6 6 基基本本首首部部 下下一一首首部部= =路路由由 路路由由选选择择首首部部 下下一一首首部部= =分分片片 分分片片首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P TCP首首部部+数数据据 I IP Pv v6 6 基基本本首首部部 下下一一首首部部= =路路由由 路路由由选选择择首首部部 下下一一首首部部= =T TC CP P

5、T TC CP P 首首部部+ +数数据据 无无扩扩展展首首部部 有有1个个扩扩展展首首部部 有有2个个扩扩展展首首部部 7 7 7 7 7 IPv6IPv6的下一个首部字段既可能是一个扩展首部类型，的下一个首部字段既可能是一个扩展首部类型，也可能是有效负载的协议类型。也可能是有效负载的协议类型。8 8 8 8 8目前的目前的IPv6IPv6规范定义了规范定义了6 6种扩展首部种扩展首部： 逐跳选项首部逐跳选项首部 路由选择首部路由选择首部 分片首部分片首部 认证首部认证首部 加密安全首部加密安全首部 目的站点选项首部目的站点选项首部9 9 9 9 9一、路由选择首部一、路由选择首部 IPv6

6、路由选择首部代替了路由选择首部代替了IPv4中所实现的源中所实现的源路由路由。 该首部携带数据包需经过的中转地址表，地该首部携带数据包需经过的中转地址表，地址表给出一条严格或者是松散的源路由。址表给出一条严格或者是松散的源路由。1010101010二、分片扩展首部二、分片扩展首部 在在IPv6中，只允许由源节点分片。在发送任中，只允许由源节点分片。在发送任意长度的包之前，必须检查由源节点到目的意长度的包之前，必须检查由源节点到目的节点的路径，计算出可以无需分片而发送的节点的路径，计算出可以无需分片而发送的最大长度的包。最大长度的包。如果要发送超出此长度的包，如果要发送超出此长度的包，就必须由源

7、节点进行分片。就必须由源节点进行分片。简化了中间节点简化了中间节点对包的处理。对包的处理。下一下一首部首部保留保留片片偏移值偏移值保留保留 M标识标识1111111111三、目的站点选项首部三、目的站点选项首部 其余的扩展首部都是出于某一个特定的理由其余的扩展首部都是出于某一个特定的理由而定义的，而目的站点选项扩展首部则是允而定义的，而目的站点选项扩展首部则是允许为目的节点而定义的新选项。到目前为止，许为目的节点而定义的新选项。到目前为止，除了除了填充选项填充选项，在已发布的，在已发布的RFC中尚未定义中尚未定义任何目的站点选项。任何目的站点选项。1212121212四、逐跳选项首部四、逐跳选

8、项首部 从源节点到目的节点的路由上的每个节点，从源节点到目的节点的路由上的每个节点，即即每个转发包的路由器都检查逐跳选项每个转发包的路由器都检查逐跳选项中的中的信息。信息。 到目前为止定义了两个选项：巨型数据选项到目前为止定义了两个选项：巨型数据选项和路由器提示选项。和路由器提示选项。1313131313五、身份验证首部五、身份验证首部 有两个目的：证实报文的发送者并保证数据有两个目的：证实报文的发送者并保证数据的完整性。的完整性。六、封装安全性数据六、封装安全性数据 提供保密性并防止窃听。提供保密性并防止窃听。141414141415.3 IPv6地址地址一、一、IPv6的地址表示方法的地址

9、表示方法 优先选用的形式是优先选用的形式是X:X:X:X:X:X:X:X，8个个用冒号隔开的用冒号隔开的16进制的整数。如：进制的整数。如：FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210 允许一定程度的允许一定程度的缩写缩写。例如：。例如：1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A 1080:0:0:0:8:800:200C:417A 规范还引入了另一个简化措施，在一个地址内部，规范还引入了另一个简化措施，在一个地址内部，一连串值为一连串值为0的的16位数可以用两个冒号表示。位数可以用两个冒号表示。1080: :8:800:2

10、00C:417A1515151515 双冒号约定在地址中只能用一次双冒号约定在地址中只能用一次。例如，。例如，0:0:0:BA98:7654:0:0:0可以缩写成可以缩写成 : :BA98:7654:0:0:0或者或者 0:0:0:BA98:7654: :，但是不能表示成，但是不能表示成 : :BA98:7654: : 。 某些某些IPv6地址地址可以通过在可以通过在IPv4地址之前加上地址之前加上96个零得到个零得到。可以将最后的。可以将最后的32位保留为点分位保留为点分十进制形式：十进制形式：: :10.0.0.11616161616二、二、IPv6地址结构地址结构 一个典型的一个典型的I

11、Pv6地址中若干起始位组成的可地址中若干起始位组成的可变长度域被称为变长度域被称为格式前缀格式前缀(Format Prefix，FP)。根据这些格式前缀形成的地址分配如下。根据这些格式前缀形成的地址分配如下图图:171717171718181818181、可聚集全球单播地址、可聚集全球单播地址 可聚集全球单播地址是可以在全球范围内进可聚集全球单播地址是可以在全球范围内进行路由转发的地址，格式前缀为行路由转发的地址，格式前缀为001。IPv6支支持更高效的层次寻址和路由机制。持更高效的层次寻址和路由机制。19191919192、 IPv6组播地址组播地址 IPv6组播地址组播地址格式前缀为格式前

12、缀为11111111，此外还包，此外还包括标志、范围和组括标志、范围和组ID字段。字段。 在在4个标志位中，只有第个标志位中，只有第4位在位在IPv6规范中有规范中有定义，其他定义，其他3位都是保留位，并且必须初始化位都是保留位，并且必须初始化为为0，第第4位位T是是暂时暂时(Transient)的英文缩写。的英文缩写。永久分配永久分配的地址是众所周知的地址，由全球的地址是众所周知的地址，由全球因特网编号权威机构来分配，而因特网编号权威机构来分配，而临时地址临时地址则则不是永久分配的。不是永久分配的。20202020203、泛播地址、泛播地址 IPv6泛泛播地址播地址又称为又称为任意点传送地址

13、，一个任意点传送地址，一个泛泛播地址播地址被分配给一组接口。发往被分配给一组接口。发往泛泛播地址播地址的包传送到该地址标识的一组接口中的一个的包传送到该地址标识的一组接口中的一个接口，该接口是根据路由算法度量距离为最接口，该接口是根据路由算法度量距离为最近的一个接口。近的一个接口。 使用泛播方式，主机可以找到最近的名字服使用泛播方式，主机可以找到最近的名字服务器、文件服务器或时间服务器。务器、文件服务器或时间服务器。21212121214、本地单播地址、本地单播地址 传送范围限于本地，又分为链路本地地址和传送范围限于本地，又分为链路本地地址和网点本地地址两类，分别适用于单条链路和网点本地地址两

14、类，分别适用于单条链路和一个网点内：一个网点内： 1) 链路本地地址的链路本地地址的格式前缀为格式前缀为1111111010，用，用于于同一链路的相邻结点间通信同一链路的相邻结点间通信。 2) 网点本地地址的网点本地地址的格式前缀为格式前缀为1111111011，相，相当于当于10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和和 192.168.0.0/16等等IPv4私用地址空间。私用地址空间。222222222215.4 向向IPv6过渡过渡IETF已经设计了几种策略使过渡时期更加平滑。已经设计了几种策略使过渡时期更加平滑。 双协议栈双协议栈 隧道技术隧道技术2323232323一、双协议

15、栈一、双协议栈 IETF推荐，所有的主机在完全过渡到版本推荐，所有的主机在完全过渡到版本6之前要使用双协议栈。也就是说，一个站点之前要使用双协议栈。也就是说，一个站点必须同时运行必须同时运行IPv4和和IPv6，直到整个，直到整个Internet都使用都使用IPv6。 当把分组向目的端发送时，为了确定应使用当把分组向目的端发送时，为了确定应使用哪一个版本，源主机要向哪一个版本，源主机要向DNS查询。若查询。若DNS返回返回IPv4地址，源主机就发送地址，源主机就发送IPv4分组。若分组。若DNS返回返回IPv6地址，源主机就发送地址，源主机就发送IPv6分组。分组。2424242424二、隧道技术二、隧道技术 当两个使用当两个使用IPv6的计算机彼此要通信而分组的计算机彼此要通信而分组要通过使用要通过使用IPv4的区域时，就要使用隧道技的区域时，就