第7章下一代网际协议IPV6

第7章下一代网际协议IPv67.1概述7.2IPv6地址7.3IPv6基本格式7.4IPv6扩展首部介绍7.1概述1．地址枯竭2.NAT技术局限3．路由表膨胀4．地址配置不够简便5．安全性不足6．QoS（服务质量）难以满足需求7.2IPv6地址在IPv6中，每个地址占128bit，地址空间大于3.4×1038。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7×1023个IP地址。1IPv6地址格式IPv4地址：32bit，4个字节（Byte）点分十进制表示：d.d.d.dIPv6地址：128位，16个字节00100001110110100000000011010011000000000000000000101111001110110000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010IPv6地址二进制表示1IPv6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：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF001000000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111111IPv6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

2001:410:0:1:0:0:0:45FF

1IPv6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

1IPv6地址格式2.压缩格式

以下是错误的压缩表示：::AAAA::13FFE::1010:2A2A::1FF02:30:0:0:0:0:0:5压缩成FF02:3::52000:5AC:0:0:0:0:2008:B8742000:5AC::2008:B874FF02:0:0:0:0:0:0:1010FF02::10100:0:0:0:0:0:0:1::10:0:0:0:0:0:0:0::更多例子：::在整个地址中只能出现一次！0010000000000001000001000001000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000000000000000000000000000010001011111111100100000000000100000100000100000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000000000000000001000101111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ff1IPv6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IPv4网络上建立自动隧道，传输IPv6数据报文如：0:0:0:0:0:0:或者::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:或者::FFFF:2IPv6地址分类IPv6编址多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::/8FF02::1:FF00:0000/104FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/10::/128::1/128FE80::/102001::/162002://163FFE::16FEC0::/100:0:0:0:0::/962IPv6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ABDCA将分组发给B的单播地址，谁会接收？2IPv6地址分类单播地址ABDCB、C在一个组播组中，A将数据发给该组的地址，谁会接收？2IPv6地址分类组播地址AB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？2IPv6地址分类任播地址CDEAB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？2IPv6地址分类任播地址CDEIPv6单播地址范围：全局站点本地链路本地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）IPv6单播地址链路本地范围：IPv6单播地址站点本地范围：InternetIPv6单播地址全局（全球）范围：InternetIPv6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EUI-64接口标识扩展惟一标识符，IEEE定义，64比特在以太网接口上，由48位以太网链路层地址转换而来00503EE44C00FFOUIIDFEE44C0000503E000000X0FFFEE44C0002503EX=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组播地址的高8位每位设置为1，即FF00::/8IPv6任播地址任播地址从单播地址空间中分配。几乎没有这种地址类型的运营经验，虽然在RFC3513中给出了一些使用实例。3无状态地址分配IPv6单播地址配置可以分为手动地址配置和自动地址配置两种方式。自动地址配置方式又可以分为无状态地址自动配置和有状态地址自动配置两种。3无状态地址分配

在无状态地址自动配置过程中，路由器负责前缀通告。节点收到路由器通告的地址前缀后，加上自动生成的地址后缀（接口ID）即可得到完整的地址。节点在生成地址后缀时，一般使用EUI-64方法基于MAC地址生成，因此在同一网段中不会出现地址冲突。7.3IPv6基本格式封装层次

IPv6基本报头

IPv6扩展报头上层协议PDU扩展报头1扩展报头2……扩展报头npayloadIPv6packet帧头帧尾7.3IPv6基本格式报头长度固定为40字节VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式Version：长度4位，值为6。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式TrafficClass：流分类。

用于区分不同级别的报文，相当于IPv4的TOS字段。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式FlowLabel：流标记。新增字段，20位，标识一系列属于同一流的信息报文。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式PayloadLength：净载荷长度。指除去报头之后的数据字段的长度，以字节为单位，最大净载荷长度为65535字节。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式NextHeader：下一个报头。

8位，标示IPv6报头之后的报头类型，相当于IPv4的协议号。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式HopLimit：跳数限制。报文经过一个转发节点该字段减1，当跳数限制减至0，则丢弃该信息包，相当于IPv4的TTL。VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.3IPv6基本格式SourceAddress

：源IP地址。标识发送方的IP地址DestinationAddress：目的IP地址标识接收方的IP地址VersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bitOptions…IPv4与IPv6报头比较删改的部分：报头长、总长度、ID、标记位、偏移量、报头校验和、选项SourceaddressTTLHeaderChecksumFlagsFragmentOffsetVersionIHLTOSTotalLengthIdentificationProtocolDestinationaddress32bitsVersionTrafficclassPayloadlengthFlowlabelNextheaderSourceAddressDestinationAddressHoplimit32bit7.4IPv6扩展首部介绍IPv6扩展报头实现了一些IP层的可选功能，扩展报头位于上层封装和IPv6基本报头之间。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，用于中间节点）路由报头分片报头身份验证报头封装安全有效载荷报头目的选项报头（用于目的节点）逐跳选项报头用于为在转发路径上的每次跳转指定发送参数，转发路径上的每台中间节点都要读取并处理该字段。//////////////////////////////////////bbs////manage/#m=0&t=0///adminbeat/index.asp/bbs/forum.php/bbs/forum.php逐跳选项报头逐跳选项（hop-by-hopoptions）扩展首部所携带的信息在数据报传送的路径上每一个路由器都必须加以检查。到目前为止，只定义了一个选项：超大净荷，格式如图：这个选项支持超过65535字节的净荷载，当使用这个选项时，IPv6固定报头中的净荷载字段要设置为0。逐跳选项报头（1）下一个首部（8bit）。逐跳选项报头（2）扩展首部的长度（8bit）：长度以8字节为单位，但不包括最开始的8个字节，所以这个字段目前值为0。逐跳选项报头（3）选项类型（8bit）：选项类型中低5bit指明一个具体的选项。选项类型中最高的2bit指明当一个节点不能识别这一选项时，应采取如下行动：00：跳过此选项，继续处理这个首部。