华为3COM-IPv6技术基础讲座 (2)ppt课件

1、IPv6技术根底田海荣tianhaironghuawei-3comVersion 1.0引入IPv4获得了极大的胜利IPv4地址资源的紧张限制了Internet的进一步开展NAT、CIDR、VLSM等技术的运用仅仅暂时缓解IPv4地址紧张，但不是根本处理方法。新技术的出现对IP协议提出了更多的需求2引入与IPv4相比，IPv6具有以下特点：近乎无限的地址空间更简约的报文头部内置的平安性更好的QoS支持更好的挪动性3学习目的了解IPv6地址分类和格式以及配置方法了解IPv6报文构造了解IPv6路由协议及根本配置方法了解IPv6主要过渡技术，包括隧道技术及协议转换技术及根本配置方法学习完本课程，您

2、应该可以：4课程内容第一章 IPv6根底知识第二章 ND机制第三章 IPv6路由协议第四章 IPv6主要过渡技术5第一章 IPv6根底知识IPv6地址分类 IPv6报文格式6IPv6地址表示v6地址与v4地址表示方法有所不同用十六进制表示，如：FE08:.4位一组，中间用“:隔开，如：2001:12FC:.假设以零开头可以省略，全零的组可用“:表示，如：1:2:ACDR:.地址前缀长度用“/xx来表示，如：1:1/64以下是同一个地址不同表示法的例子：0001:0123:0000:0000:0000:ABCD:0000:0001/961:123:0:0:0:ABCD:0:1/961:123:A

3、BCD:0:1/967IPv6地址表示1000000000000001 0000010000010000 0000000000000000 00000000000000010000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0100010111111111100000000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111112001:0410:0000:0001

4、:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1:45ff8IPv6地址分类单播地址Unicast Address组播地址Multicast Address任播地址Anycast Address特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00.0 (128 bits):/128环回地址00.1 (128 bits):1/128组播11111111FF00:/8链路本地地址1111111010FE80:/10网点本地地址1111111011FEC0:/10全局单播（其他）9单播地址IPv6单播地址分类：全局单播地址 例 2001:A3

5、04:6101:1:E0:F726:4E58 链路本地地址 例 FE80:E0:F726:4E58网点本地地址 例 FEC0:E0:F726:4E5810组播地址Flags用来表示permanent或transient组播组Scope表示组播组的范围Group ID组播组IDScope:0：预留1：节点本地范围2：链路本地范围5：站点本地范围11IPv6地址新类型 任播Anycast用于标识一组网络接口目的地址为任播抵抗的数据报将发送给最近的一个接口适宜于One-to-One-of-Many的通讯场所Whos Gateway?Im nearest one.12IPv6报文格式IPv6数据包由一

6、个根本报头加上0个或多个扩展报头机上层协议单元构成。13IPv6根本报头备注version=6Traffic Class IP V4 TOSFlow Label用于指示流Next Header IP V4 ProtocolHop Limit IP V4 TTLPayload Length指示该IP报文负荷长度Source和Destination地址都是128位IPv4IPv614来个真的！一个IP V6数据包15IPv6扩展报头IPv6将一些IP层的可选功能实如今上层封装和根本IPv6头部之间的扩展头部中主要的扩展报头：Hop-by-Hop Options headerDestination

7、Options headerRouting headerFragment headerAuthentication headerEncapsulating Security Payload header16扩展报头的一个举例-Routing HeaderRouting Header的作用在于使得数据包经过指定的中间节点到达目的地。17一个带Routing Header报文的转发流程SI1I2I3D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination Address = I1 Segments Left = 3 Address1 = I2 Address2

8、 = I3 Address3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination Address = I2 Segments Left = 2 Address1 = I1 Address2 = I3 Address3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6Destination Address = I3 Segments Left = 1 Address1 = I1 Address2 = I2 Address3 = D Source Address = S Hdr Ext Len = 6 Destinatio

9、n Address = D Segments Left = 0 Address1 = I1 Address2 = I2 Address3 = I318扩展报头的顺序逐跳选项报头目的选项报头当存在路由报头时，用于中间目的路由报头片段包头身份验证报头封装平安有效载荷报头目的选项报头用于最终目的19典型的IPv6数据包每一种扩展报头其实也有本人特定的协议号，例如：路由报头为43，AH报头为51每一个根本报头和扩展报头的protocol字段标识后面紧接的内容IPv6报头Next Header=6TCP段IPv6报头Next Header=43IPv6报头Next Header=43路由报头Next H

10、eader=6路由报头Next Header=51AH报头Next Header=6TCP段TCP段20小结IPv6地址分类及表示IPv6数据报格式21课程内容第一章 IPv6根底知识第二章 ND机制第三章 IPv6路由协议第四章 IPv6主要过渡技术22第二章 ND机制第一节 无形状地址自动配置第二节 地址解析23IPv6地址配置方法手工配置有形状地址自动配置DHCPv6无形状地址自动配置24IPv6地址构造IPv6地址 = 前缀 + 接口标识前缀：相当于v4地址中的网络ID接口标识：相当于v4地址中的主机ID2001:A304:6101:1:E0:F726:4E582001:A304:61

11、01:1E0:F726:4E58前缀接口标识25无形状地址自动配置前缀获得RS报文RA报文主机发送Router Solicitation报文路由器回应Router Advertisement报文主机获得前缀及其它参数其实路由器会周期性地向外发送RA报文1:1/6426无形状地址自动配置接口ID生成IEEEEUI64规范是其中最重要的一种生成方法将48比特的MAC地址转化为64比特的接口IDMAC地址的独一性保证了接口ID的独一性设备自动生成，不需人为干涉48位MAC地址64位接口ID27反复地址检测DAD反复地址检测Duplicate Address Detection确保网络中无两个一样的单

12、播地址任何地址均需做DAD地址配置给接口前称为“tentative地址，暂时不可用经过DAD检测后，没有冲突后可以运用，假设有冲突，那么不能分配给接口运用28反复地址检测DAD过程获得暂时地址的主机发送NS报文 Neighbor Solicitation给该暂时地址所对应的solicited-node组播地址，该报文中包含本人想运用的地址假设有人用NA报文Neighbor Advertisement呼应，并报告本人已运用该地址，那么该暂时地址不可用假设无人呼应，那么以为没有地址冲突发生，该地址正式可用1:1/64NS报文NA报文29Solicited-Node组播地址IPv6中特有的组播地址用

13、于DAD和获取本地链路上邻居节点的链路层地址地址解析等Solicited-Node组播地址生成过程接口ID的后24位：XX:XXXX前缀FF02:0:0:0:0:1:FFFF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX30无形状地址自动配置的报文Router SolicitationRouter AdvertisementNeighbor SolicitationNeighbor Advertisement一切报文都基于ICMPv6报文31第二章 ND机制第一节 无形状地址自动配置第二节 地址解析32地址解析IPv6取消了ARP协议经过邻接点恳求报文NS和邻接点公告报文NA的交互来解析链路层地

14、址依然是利用ICMPv6报文！33地址解析发送主机在接口上发送组播NS报文，该报文的目的地址为目的IP地址所对应的恳求节点组播地址Solicited-node，在其中也包含了本人的链路层地址目的主机收到NS报文后，就会了解到发送主机的IP地址和相应链路层地址目的主机向源发送主机发送一个邻接点公告报文NA，该报文中包含本人的链路层地址34地址解析表示图1:1/64MAC_A1:2/64MAC_BNS报文Source Address:1:1Link layer Address:MAC_ADestination Address:FF02:1:FF00:2NA报文Source Address:1:2L

15、ink layer Address:MAC_BDestination Address:1:1PC1PC235小结IPv6中ND机制功能非常强大，很多功能都与此相关IPv6除了手动配置和有形状配置外，还提供了无形状自动配置方法IPv6取消了ARP协议，运用了一系列的ICMPv6报文来解析链路层地址这都是用一系列ICMPv6报文来实现的36课程内容第一章 IPv6根底知识第二章 ND机制第三章 IPv6路由协议第四章 IPv6主要过渡技术37第三章 IPv6路由协议第一节 静态路由配置第二节 动态路由配置38静态路由配置命令ipv6 route-static ip-address prefix-l

16、ength interface-name nexthop-address | gateway-address preference preference-value 缺省路由 ipv6 route-static : 0 2:2 Destination : : PrefixLength : 0 NextHop : 2:2 Preference : 60 Interface : Ethernet3/0 Protocol : Static State : Active Adv GotQ Cost : 0 Refrence Count : 239第三章 IPv6路由协议第一节 静态路由配置第二节 动态

17、路由配置40动态路由协议目前支持IPv6的重要动态路由协议包括RIPngOSPF V3ISISMBGP41RIPng与RIPv2一样， RIPng具备如下特性RIPng是间隔矢量路由协议，利用UDP传输机制端口号为521RIPng用跳数度量路由，16跳为不可达RIPng利用程度分割与毒性逆转技术来减少环路发生能够性RIPng必需支持IPv6所以RIPng报文格式及路由数据库与RIPv2不同。42RIPng典型配置RT1与RT2之间运转RIPng协议2:1/641:1/642:2/643:1/64RT1RT2sysname RT1ipv6interface Ethernet1/0 ipv6 ad

18、dress 1:1/64 undo ipv6 nd ra halt ripng 1 enableinterface Ethernet3/0 ipv6 address 2:1/64 ripng 1 enableripng 1sysname RT2ipv6interface Ethernet0/0interface Ethernet1/0 ipv6 address 3:1/64 ripng 1 enableinterface Ethernet3/0 ipv6 address 2:2/64 ripng 1 enableripng 143OSPFv3OSPF V3在根本运转机制上未有改动 (flood

19、ing, DR election, area support, SPF calculations) OSPF V3在如下意义上被重新定义OSPF报文和根本的LSA去除了编址语义以更好支持多协议OSPF V3新定义了一些LSA以携带地址和前缀OSPF基于链路而不是基于网段运转OSPF认证机制被去除44OSPFv3典型配置RT1和RT2之间运转OSPFv3协议2:1/641:1/642:2/643:1/64RT1RT2sysname RT1ipv6interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0interface Eth

20、ernet0/1 ipv6 address 1:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0ospfv3 1 router-id 1.1.1.1 area 0.0.0.0 sysname RT2ipv6interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:2/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0interface Ethernet0/1 ipv6 address 3:1/64 ospfv3 1 area 0.0.0.0ospfv3 1 router-id 2.2.2.2 area 0.0.0.0 45ISISIS-IS本身是一个可扩展路由协议，它对IP

21、V4的支持本身就是在对OSI网络的一个扩展。为使其支持IP V6，我们需求定义“IPv6 Reachability 和 “IPv6 Interface Address两个TLV.IPv6 ReachabilityIPv6 Interface Address46ISIS典型配置RT1和RT2之间运转ISISv6协议2:1/641:1/642:2/643:1/64RT1RT2sysname RT2ipv6isis 1 network-entity 47.0001.0020.0200.2002.00 ipv6 enable interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:2

22、/64 isis ipv6 enable 1interface Ethernet0/1 ipv6 address 3:1/64 isis ipv6 enable 1 sysname RT1ipv6isis 1 network-entity 47.0001.0010.0100.1001.00 ipv6 enableinterface Ethernet0/0 ipv6 address 2:1/64 isis ipv6 enable 1interface Ethernet0/1 ipv6 address 1:1/64 isis ipv6 enable 1 47MBGPMulti-protocol B

23、GP是一个旨在让BGP可以传输多种协议不仅仅IPv4的扩展，也称为BGP4+。与IS-IS类似，MBGP支持IPv6也是比较容易，只需求将IPv6前缀信息和下一跳信息置于新定义的MP-NLRI即可。MP-NLRI48MBGP典型配置RT1和RT2之间运转BGP4+协议2:1/641:1/642:2/643:1/64RT1RT2sysname RT2ipv6interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:2/64interface Ethernet0/1 ipv6 address 3:1/64bgp 200 router-id 2.2.2.2 peer 2:1 as-n

24、umber 100 undo synchronization ipv6-family network 3: 64 undo synchronization peer 2:1 enablesysname RT1ipv6interface Ethernet0/0 ipv6 address 2:1/64interface Ethernet0/1 ipv6 address 1:1/64bgp 100 router-id 1.1.1.1 peer 2:2 as-number 200 undo synchronization ipv6-family network 1: 64 undo synchroni

25、zation peer 2:2 enable AS100AS20049小结目前支持IPv6的动态路由协议包括RIPng、OSPFv3、ISISv4和BGP4+BGP、ISIS协议本身具有扩展性；与OSPFv2相比，OSPFv3有了很大改动无论静态路由还是动态路由，与IPv4相比，配置方法没有太大区别50课程内容第一章 IPv6根底知识第二章 ND机制第三章 IPv6路由协议第四章 IPv6主要过渡技术51第四章 IPv6过渡技术第一节 IPv6孤岛互联技术第二节 IPv6与IPv4互通技术52IPv6网络部署进程循序渐进，降低本钱IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4 Internet协议转换IPv

26、6孤岛IPv6孤岛IPv6 InternetIPv6 InternetIPv4孤岛IPv4孤岛IPv4 InternetIPv6孤岛53IPv6孤岛互联技术采用隧道技术来完成互通IPv6报文作为IPv4的载荷，或由MPLS承载主要隧道技术包括：手工隧道GRE隧道自动隧道6to4隧道ISATAP隧道6PE优点充分利用现有网络骨干网内部设备无须晋级缺陷额外的隧道配置效率降低54GRE隧道技术GRE隧道技术IPv6报文被包含在GRE报文中作为GRE的载荷优点通用性好技术成熟，易于了解缺陷维护复杂IPv4报头IPv6报头IPv6有效数据IPv4有效数据GRE报头55GRE隧道技术的流程发送方与接纳方都

27、是双栈设备隧道已预先建立好发送方封装报文，接纳方解封装IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4网络隧道双栈双栈IPv6主机IPv6主机 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1GRE报头56GRE隧道的配置IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4网络隧道双栈双栈IPv6主机IPv6主机 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1GRE报头interface ethernet 0 ip address 20.1.

28、1.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:1 64 source 20.1.1.1 destination 20.1.2.1interface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:2 64 source 20.1.2.1 destination 20.1.1.157手动隧道技术手动隧道技术IPv6报文被包含在IPv4报文中作为IPv4的载荷同GRE隧道有类似的优缺陷IPv4报头IPv6报头IPv6有效数据IPv4有效

29、数据58手动隧道的配置IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4网络隧道双栈双栈IPv6主机IPv6主机 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头20.1.1.120.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1interface ethernet 0 ip address 20.1.1.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:1 64 source 20.1.1.1 destination 20.1.2.1tunnel-protocol ipv6-ipv4interface ethernet 0 ip add

30、ress 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:2 64 source 20.1.2.1 destination 20.1.1.1 tunnel-protocol ipv6-ipv459自动隧道技术自动隧道技术目的地址为IPv4兼容IPv6地址，包含的IPv4地址即为隧道末端IPv4兼容IPv6地址: 0:0:0:0:0:0:a.b.c.d适用于不经常性的IPv6节点衔接需求优点不需求为每条隧道预先配置维护方便缺陷目的地址要求是IPv4兼容IPv6地址60自动隧道技术的流程发送方与接纳方都是双栈设备发送方在发送时根据目的

31、地址建立隧道发送方封装报文，接纳方解封装IPv4网络隧道双栈设备双栈设备 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：:20.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1 源：:20.1.1.1目的：:20.1.2.1IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：:20.1.1.161自动隧道的配置interface ethernet 0 ip address 20.1.1.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address :20.1.1.1 96 source 20.1.1.1 tunne

32、l-protocol ipv6-ipv4 auto-tunnelinterface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address :20.1.2.1 96 source 20.1.2.1 tunnel-protocol ipv6-ipv4 auto- tunnelIPv4网络隧道双栈设备双栈设备 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：:20.1.2.1 源：20.1.1.1目的：20.1.2.1 源：:20.1.1.1目的：:20.1

33、.2.1IPv4地址：20.1.1.1 IPv6地址：:20.1.1.1626to4隧道技术6to4隧道技术目的地址为6to4地址，包含的IPv4地址即为隧道末端6to4地址: 2002:a.b.c.d:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx可经过6to4中继路由器，使6to4网点衔接到大的纯IPv6网络优点不需求为每条隧道预先配置，维护方便缺陷整个IPv6网点运用特殊的6to4地址6to4地址636to4隧道技术的流程6to4网络IPv4网络隧道6to4边缘IPv6主机IPv6主机 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头6to4网络6to4边缘2002:

34、0901:0203:/48 9.1.2.3128.1.2.32002:8001:0203:/48 纯IPv6网络6to4中继3FFE:ABCD:/48 9.2.2.3 源：128.1.2.3目的：9.1.2.3同自动隧道技术类似6to4中继通往纯IPv6网络的网关646to4隧道的配置interface ethernet 0 ip address 128.1.2.3 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 2002:8001:0203: 48 source 128.1.2.3 tunnel-protocol ipv6-ipv4 6to4ipv6

35、 route-static 2002: 16 tunnel 0interface ethernet 0 ip address 9.1.2.3 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 2002:0901:0203 48 source 9.1.2.3 tunnel-protocol ipv6-ipv4 6to4ipv6 route-static 2002: 16 tunnel 06to4网络IPv4网络隧道6to4边缘IPv6主机IPv6主机 IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv6报头+数据IPv4报头6to4网络6to4边缘2002:090

36、1:0203:/48 9.1.2.3128.1.2.32002:8001:0203:/48 纯IPv6网络6to4中继3FFE:ABCD:/48 9.2.2.3 源：128.1.2.3目的：9.1.2.365ISATAP隧道技术ISATAP隧道技术衔接IPv4网点内部的IPv6主机和IPv4/IPv6双栈路由器将IPv4网点作为一个NBMA链路，在IPv4报文中封装IPv6报文优点IPv4网点内部的IPv6主机可自动获得IPv6前缀IPv6网络IPv4网络双栈v4/v6主机IPv6主机 IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.2.1ND协议可跨网段进展 IPv4地

37、址：20.1.1.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.1.166ISATAP隧道的配置interface ethernet 0 ip address 20.1.2.1 255.255.255.0interface tunnel 0 ipv6 address 1:5EFE:20.1.2.1 64 source 20.1.2.1 undo ipv6 nd ra halttunnel-protocol ipv6-ipv4 isatapIPv6网络IPv4网络双栈v4/v6主机IPv6主机 IPv4地址：20.1.2.1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.2.1 IPv4地址：20.1.1.

38、1 IPv6地址：1:5EFE:20.1.1.1676PEMPLS/BGP 隧道经过IPv4或MPLS网络衔接多个IPv6 孤岛，运用BGP交换IPv6可达信息。IPv6网络可被看作VPN网，多个IPv6孤岛属于同一VPN，利用VPN机制在PE之间建立隧道衔接可以充分利用已有MPLS或VPN网络MPLS/IPv4网络IPv4 VPN纯IPv6网络IPv6IPv6IPv6IPv4 VPN68第四章 IPv6过渡技术第一节 IPv6孤岛互联技术第二节 IPv6与IPv4互通技术69NAT-PT原理NAT-PT的任务原理类似于传统NAT，但是将IPv6地址和IPv4地址相互转换，另加上协议转换经过中

39、间的NAT-PT协议转换效力器，实现纯IPv6节点和纯IPv4节点间的互通NAT-PT效力器分配IPv4地址来标识IPv6主机NAT-PT效力器向相邻IPv6网络宣告96位地址前缀信息，用于标识IPv4主机优点只需设置NAT-PT效力器缺陷资源耗费较大，效力器负载重，NAT-PT设备是性能瓶颈70NAT-PT种类静态NAT-PTNAT-PT效力器提供一对一的IPv6地址和IPv4地址的映射配置复杂，运用大量的IPv4地址动态NAT-PTNAT-PT效力器提供多对一的IPv6地址和IPv4地址的映射采用上层协议复用的方法 NATP-PT DNS ALG动态NAT-PT与DNS ALG结合运用，转

40、换DNS恳求可利用原有的DNS效力器71静态NAT-PT转换过程IPv6网络IPv6主机IPv4主机 IPv4网络映射地址：2.2.2.3 =1:1 2:2 =2.2.2.2IPv6报头+数据IPv4报头+数据1:1 2.2.2.2 NAT-PT转换效力器 源： 1:1目的：2:2源： 2.2.2.3目的：2.2.2.2源： 2.2.2.2目的： 2.2.2.3源 ： 2:2目的： 1:172动态NAT-PT转换过程IPv6网络IPv6主机IPv4主机 IPv4网络IPv4地址池2.2.2.3-2.2.2.5 映射地址：1:1 =2.2.2.3 2.2.2.2 =prefix:2.2.2.2IPv6报头+数据IPv4报头+数据1:1 2.2.2.2 NAT-PT转换效力器 源：