IPV6基础知识及过渡技术(最全面的培训课件)

1、IPv6基礎知識lIPv6地址lIPv6資料包格式lIPv6的優勢IPv6位址表示（1/2）v6v6位址表示方法位址表示方法地址長度地址長度128bits128bits用十六進位表示，如：用十六進位表示，如：FE08FE08:.:.4 4位十六進位數（位十六進位數（16bits16bits）為一組，中間用）為一組，中間用“:”:”隔開，如：隔開，如：2001:12FC2001:12FC:.:.若以零開頭可以省略，全零的組可用若以零開頭可以省略，全零的組可用“:”:”表示，如：表示，如：1:2:ACDR:.1:2:ACDR:.地址首碼長度用地址首碼長度用“/ /xxxx”來表示，如：來表示，如：

2、1 1:1/64:1/64 IPv6IPv6地址地址 = = 首碼首碼 + + 介面標識介面標識首碼：相當於首碼：相當於v4v4位址中的網路位址中的網路IDID介面標識：相當於介面標識：相當於v4v4位址中的主機位址中的主機IDID2001:A304:6101:1:E0:F726:4E582001:A304:6101:1:E0:F726:4E58E0:F726:4E58E0:F726:4E58首碼首碼介面標識介面標識IPv6IPv6首碼首碼:2001:A304:6101:12001:A304:6101:1IPv6位址表示（2/2） 首選表示首選表示法法：用用3232位位1616進制數表示進制數

3、表示p用十六進位表示，如：FE08:.p4個數字一組(16bits)，中間用 “ : ” 隔開，如：2001:12FC:.p位址首碼長度用“/xx”來表示p例如：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff/64 壓縮標記法：壓縮標記法：為為0 0的壓縮比特壓縮，在每一節的開始或者用的壓縮比特壓縮，在每一節的開始或者用:表示連表示連續的續的0 0p若以零開頭可以省略，連續全零的組可用“:”表示，如： 1:2:ACDE:.p一個位址中:只能出現一次， 如：2001:25de:cade 是非法的p前導的零可以省略，如：2001:0DB8:02de:0e13等於20

4、01:DB8:2de:e13 p地址首碼長度用“/xx”來表示p例如： 2001:410:0:1:45ff/64 將將IPv4IPv4地址嵌套在地址嵌套在IPv6IPv6位址中（用於自動隧道和位址中（用於自動隧道和NAT-PTNAT-PT中）中）pIPv6位元元址的其它部分（不包括IPv4位元元址的部分）可以採用 首選或者壓縮格式pIPv6地址中內嵌的IPv4位址採用IPv4的十進位表示方法p地址首碼長度用“/xx”來表示p例如：0:0:0:0:0:0:166.168.1.2/64IPv6地址介面ID的生成介面介面IPIP如何生成如何生成 由IEEE EUI64規範自動生成n將48比特的MAC

5、地址轉化為64比特的介面IDn48比特的MAC地址(其中的c是公司標識,0表示MAC是本地唯一的,g標識MAC是單獨/組地址,m就是擴展識別字)n轉化後的64比特的介面ID(插入FFFE,將表示本地的0改成1,表示為全球的)設備隨機生成手工配置IPv6的新特性（一）l 巨大的地址空间 IP地址长度由32位增加到128位。IPv4理论编址节点数为2 ，按目前人口计算，每3个人拥有2个IPv4地址； IPv6理论编址节点数为2 ，每个人拥有5.710 个IPv6地址，每平方米的土地上将获得6.510 个IPv6地址。l 全新的地址分配方式 IPv6除了支持手工地址配置和有状态自动地址配置（等同于I

6、Pv4中的DHCP）外，还支持无状态地址配置技术，网络上的主机能自动给自己配置IPv6地址，真正做到“即插即用”。l 内置的安全性 IPv6协议全面支持IPSec，提供了端到端通信的安全保障。IPv6的新特性（二）l 提供QoS保证 IPv6包头中包含一个8位的Traffic Class（通信流类别）和一个20位的Flow Label（流标签）； Traffic Class字段用于表示IPv6数据包的类或优先级，网络中的路由器可以根据该字段对数据包进行不同的特殊处理； 一个“Flow（流）”指的是端到端的特定传输层连接或一个应用媒体流，其组成可以是一个五元组：源/目的地址和端口、传输层协议，网

7、络层要以相同的方式处理它们； IPv6的中间节点接收到一个数据包时，通过验证Flow Label就可以判断它属于哪个特定流，然后就可以知道数据包的QoS需求，进行快速转发。IPv6的新特性（三）l 对移动性支持好 未来移动通信与互联网的结合将是网络发展的大趋势之一。IPv6采用了路由扩展报头和目的地址扩展报头，使得IPv6提供了比IPv4更多、更好的移动性。l 简化的报头和灵活的扩展 IPv6基本报头长度固定，提高路由器处理效率； IPv6定义了多种扩展报头，这使得IPv6极其灵活，能提供对多种应用的强力支持，同时又为以后支持新的应用提供可能。IPv6基礎知識lIPv6地址lIPv6資料包格式

8、(Packet Format)lIPv6的優勢IPv6報文格式l備註version=6Traffic Class IP V4 TOSFlow Label用於指示流Next Header IP V4 ProtocolHop Limit IP V4 TTLPayload Length指示該IP報文負荷長度Source和Destination位址都是128位IPv4IPv6IPv6報文格式一個一個IPv6數據包數據包IPv6基礎知識lIPv6地址l IPv6資料包格式l IPv6的優勢幾乎無限的位址幾乎無限的位址空間空間簡單是美簡單是美擴展為先擴展為先層次劃分層次劃分隨插即用隨插即用QoS保證保證移

9、動便捷移動便捷貼身安全貼身安全幾乎無限的地址空間，全世界的每一粒沙子都會有相對應的一個IP地址 簡化固定報文頭，提高效率 靈活的擴展報頭，協定易擴展 地址格式更具層次性，便於路由聚合 無狀態自動配置，實現隨插即用 網路層的IPSec認證與加密，端到端安全 新增流標記域，提供QoS保證 有效支援移動網路、即時通信IPv4IPv4向向IPv6IPv6過渡過渡IPv6IPv6孤孤島島IPv6IPv6孤孤島島IPv6IPv6孤孤島島IPv4 IPv4 InternetInternet協協定定轉換轉換IPv6IPv6孤孤島島IPv6 IPv6 InternetInternetIPv6 IPv6 Inte

10、rnetInternetIPv4IPv4孤孤島島IPv4 IPv4 InternetInternet1. IPv6發展初始階段發展初始階段2. IPv6與與IPv4共存階段共存階段3. IPv6占主導地位階段占主導地位階段IPv6IPv6孤孤島島IPv6IPv6孤孤島島R R R RIPv4IPv4孤孤島島 IPV4已經有數十年的發展歷史，從已經有數十年的發展歷史，從IPv4過渡到過渡到IPv6不可能一蹴而就；可以預見，不可能一蹴而就；可以預見，IPv4向向IPv6的的過渡需要相當長的時間才能夠完成。過渡需要相當長的時間才能夠完成。雙棧雙棧(Dual Stack)(Dual Stack)過渡技

11、術過渡技術翻譯翻譯(Translation)(Translation)過渡技術過渡技術隧道隧道(Tunnel)(Tunnel)過渡技術過渡技術IPv6IPv6解決方案解決方案 p 雙棧技術：雙棧技術： 雙棧節點可以同時與IPv6和IPv4互通 應用程式選擇使用IPv6或IPv4協議 只適用雙棧節點本身 每個雙棧節點都要求至少一個IPv4地址p 優點：優點： 互通性好，實現簡單，允許應用逐漸從IPv4過渡到IPv6p 缺點：缺點： 對每個IPv4節點都要升級，成本較大，沒有解決IPv4地址緊缺問題TCPUDPIPv4IPv6Old ApplicationData Link (Ethernet)0

12、 x08000 x86ddTCPUDPIPv4IPv6New ApplicationData Link (Ethernet)0 x08000 x86ddFrame protocol ID雙棧過渡技術雙棧過渡技術隧道過渡技術隧道過渡技術p 隧道技術：隧道技術： IPv6報文作為IPv4的載荷，或由MPLS承載，在IPv4 Internet海 洋中連接多個IPv6孤島p 優點：優點： 充分利用現有組網，將IPv4的隧道作為IPv6的虛擬連結 骨幹網內部設備無須升級，充分利用現有組網 符合從邊緣過渡的策略p 缺點：缺點： 額外的隧道配置，降低效率，只能實現v6-v6設備互連IPv4IPv4報頭報頭I

13、Pv6IPv6報頭報頭IPv6IPv6有效有效資資料料IPv4IPv4有效有效資資料料手動隧道手動隧道IPv4IPv4相容隧道相容隧道6to46to4隧道隧道/ /6to46to4中繼中繼ISATAPISATAP6 6PE/6VPEPE/6VPE6 6rdrdI IPv6 over IPv4Pv6 over IPv4I IPv4 over IPv6Pv4 over IPv6DS-LiteDS-LiteLAFT6LAFT6Public 4over6Public 4over6A+PA+P4over64over6GRE隧道技術隧道技術 IPv6報文被包含在報文被包含在GRE報文中作為報文中作為GRE

14、的載荷的載荷優點優點 通用性好通用性好 技術成熟，易於理解技術成熟，易於理解缺點缺點 維護複雜維護複雜IPv6IPv6孤島孤島IPv6IPv6孤島孤島IPv4IPv4網路網路隧道隧道雙棧雙棧雙棧雙棧IPv6IPv6主機主機IPv6IPv6主機主機 IPv6報頭報頭+數據數據IPv6報頭報頭+數據數據IPv6報頭報頭+數據數據IPv4報頭報頭20.1.1.120.1.2.1 源：源：20.1.1.1目的：目的：20.1.2.1GRE報頭報頭l發送方與接收方都是雙棧設備發送方與接收方都是雙棧設備l隧道已預先建立好隧道已預先建立好l發送方封裝報文，接收方解封裝發送方封裝報文，接收方解封裝隧道技術隧道

15、技術 -GRE翻譯過渡技術翻譯過渡技術翻翻譯譯技術技術( (NAT44NAT44和和NAT444)NAT444) NAT444採用兩級NAT，在用戶端網路中使用一級NAT實現私網位址到私網位址的映射，在運營商LSN(LargeScale NAT)中使用第二級 NAT，實現私網位址到公網位址的映射。該方案的最大優勢在於技術相對成熟，而且現網中已經部署了大量的NAT設備，對網路的整體架構影響較小，但是需要考慮用戶端RFC1918地址和運營商指定的RFC1918位址之間的覆蓋問題，以及相同LSN客戶之間的定址問題。而且採用該方案，將會延緩運營商網路向IPv6過渡的進程。 而而NAT44NAT44就是

16、指就是指IPv4IPv4私網地址對私網地址對IPv4IPv4公網地址的翻譯。公網地址的翻譯。NATNAT有很多缺點，有很多缺點，NAT44NAT44和和NAT444NAT444只只是一種延緩是一種延緩IPv4IPv4地址地址枯竭的方案。枯竭的方案。翻譯技術翻譯技術( (NAT64NAT64和和DNS64)DNS64)翻譯過渡技術翻譯過渡技術 為了解決NAT-PT中的各種缺陷，同時實現IPv6與IPv4之間的網路位址與協議轉換技術，IETF重新設計一項新的解決方案： NAT64與DNS64技術。NAT64NAT64是一種有狀態的網路位址與協定是一種有狀態的網路位址與協定轉換技術，一般只支持通過轉換技術，一般只支持通過IPv6IPv6網路側使用者發起連接訪問網路側使用者發起連接訪問IPv4IPv4側網路資源。側網路資源。DNS64則主要是配合NAT64工作，主要是將DNS查詢資訊中的A記錄（IPv4地址）合成到AAAA記錄（IPv6地址）中，返回合成的AAAA記