DC120009IPv6技术演进与发展ISSUE1.0

DC120009IPv6技术演进与发展ISSUE1.0前言

IPv4地址资源紧张限制了IP技术应用的进一步发展。而移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址。IPv6能从根本上解决这个问题。本课程将重点介绍IPv6的基础知识和IPv6的发展情况。Page1内容介绍第1章IPv6地址基础知识第2章IPv6技术的演进发展第3章IPv6产品Page2IPv4的现状IPv4很成功，但却是强弩之末，缺乏进一步发展的空间地址空间不足地址分配不均IPv4垂死挣扎，苟延残喘CIDRNATDHCPIPv4面临严峻挑战Page3IPv4的掘墓人——IPv6IPv4的掘墓人——IPv6简单：简化固定的基本报文头格式，提高处理效率充足的地址空间层次化的地址结构可扩展：引入灵活的扩展报头，易扩展即插即用：地址配置简化，可以实现自动配置安全：以IPSec作为认证与加密扩展头，提供端到端安全支持Qos：新增流标记字段FlowLabel增强的邻居发现机制移动：MobileIPv6为什么要升级IPv4到IPv6？

Page4IPv6发展状况市场的驱动地址短缺不断增长的互联网设备和新应用永远在线的互联网接入业务需求构筑宽带和移动的无缝互联网（PDA、3G、宽带接入、Internet家电...）IPv6提供双向通信带来新的业务（用户实时在线...）政府的推动战略、安全性角度考虑竞争的压力国外主要厂商都已推出支持IPv6的产品为运营商提供向IPv6的扩展驱动力Page5IPv6——不仅仅是版本6不是IPv4的延续IPv6并不考虑与IPv4的兼容性IPv6的报文结构和工作机制与IPv4有很大不同不是上层建筑的改变，是基础构架的变革地址结构发生了根本变化地址分类发生了根本变化地址的配置方式发生了根本变化全新的版本Page6IPv6基本报头VersionIHLTypeOfServiceTotalLength

IdentificationFlags

FragmentOffset

TTLProtocol

HeaderChecksumSourceAddressDestinationAddressOptionsVersionTrafficClassFlowLabelPayloadLengthNextHeaderHopLimitSourceAddressDestinationAddress32bits32bitsIPv4HeaderIPv6HeaderPage7IPv6地址结构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:F726:4E58地址极其丰富地球上的每一粒沙子都可以有一个IPv6地址IPv6地址结构::E0:F726:4E58PrefixInterfaceIDIPv6Address::2001:A304:6101:1Page8IPv6地址结构由IEEE

EUI－64规范自动生成很方便的哦设备随机生成保护主机的私密性手工配置建议在服务器和重要网络设备上配置接口ID的生成Page9IPv6地址结构将48bits的MAC地址转化为64bits的接口ID由设备自动生成MAC唯一，所以接口ID也唯一48bits的MAC地址cccccc0gccccccccCccccccc

ddddddddddddddddddddddddEUI－64规范cccccc1gcccccccccccccccc

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dddddddddddddddd24bits24bits24bits24bits16bits1111111111111110转化后的64bits的接口IDPage10IPv6地址表示方法完整的IPv6地址格式是IPv6地址加上前缀长度来表示首选格式（RFC2373）用十六进制表示，如：FE08:….4个数字一组（16bits），中间用“:”隔开，如：2001:12FC:….地址前缀长度用“/xx”来表示例如：2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff/64首选格式Page11IPv6地址表示方法压缩格式（RFC2373）若以零开头可以省略，连续全零的组可用“::”表示，如：1:2::ACDE:….一个地址中::只能出现一次地址前缀长度用“/xx”来表示例如：2001:410:0:1::45ff/642001:410::1::45ff/64是错误的表示方法压缩格式Page12IPv6地址表示方法内嵌IPv4地址的表示方法（RFC2373）在有些特定场合中使用的IPv6地址中必须包括某些IPv4的地址，例如IPv4兼容IPv6隧道中的地址IPv6地址的其它部分（不包括IPv4地址的部分）可以采用首选或者压缩格式IPv6地址中内嵌的IPv4地址采用以前IPv4的十进制表示方法地址前缀长度用“/xx”来表示例如：0:0:0:0:0:0:/64例如：::/64内嵌IPv4地址格式Page13IPv6地址分类单播地址（UnicastAddress）标识一个接口，目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口组播地址（MulticastAddress）标识多个接口，目的为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口任播地址（AnycastAddress）标识多个接口，目的为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识接口，最近节点是由路由协议来定义的任播地址与单播地址使用同一个地址空间IPv6地址分类Page14IPv6地址分类IPv6单播地址分类（RFC3513）未指定地址：全0地址::回环地址：::1全球单播地址例2001:A304:6101:1::E0:F726:4E58

内嵌IPv4地址的IPv6地址例::00链路本地地址例FE80::E0:F726:4E58站点本地地址例FEC0::E0:F726:4E58IPv6单播地址Page15IPv6单播地址未指定地址全0，表示为::/128仅用于接口没有分配地址时作为源地址在重复地址检测中出现含有未指定地址的包不会被转发未指定地址Page16IPv6单播地址环回地址表示为::1/128表示自己，如同IPv4中的环回地址Page17IPv6单播地址全球单播地址格式已分配的全球路由前缀2001::/16IPv6Internet2002::/166to42003::/16－3ffd::/16未指定3ffe::/166bone全球单播地址GlobalRoutingPrefixSubnetIDInterfaceIDPage18IPv6单播地址内嵌IPv4地址的IPv6地址IPv4兼容IPv6地址：用于IPv4兼容IPv6自动隧道IPv4映射IPv6地址：用于IPv6表示IPv4地址内嵌IPv4地址的地址IPv4兼容IPv6地址00000IPv480bits16bitsIPv4映射IPv6地址0FFFFIPv480bits16bits32bits32bitsPage19IPv6单播地址本地使用的IPv6地址链路本地地址：在本地链路中使用，路由器不允许转发含有链路本地地址的包站点本地地址：相当于v4网络中的私网地址，路由器不允许转发含有站点本地地址的包到站点以外本地使用地址0InterfaceID111111101064bits0InterfaceID111111101164bitsSubnetID16bits54bits10bits38bits10bitsPage20IPv6组播地址Flags永久标志0000：永久多播地址0001：临时多播地址（注：前3bits

保留为0）Scope应用范围0001：本地接口范围，单个接口范围有效，仅用于Loopback0010：本地链路范围0100：本地管理范围，管理员配置的0101：本地站点范围1000：本地组织范围，属于同一个组织的多个站点范围1110：全局范围GroupID组播组IDIPv6组播地址112bits8bitsgroupID11111111flagsScope4bits4bitsPage21代表一组接口，但是发往任播的报文只会被发送到最近的一个接口任播地址与单播地址使用相同的地址空间，因此任播与单播的表示无任何区别；配置时须明确表明是任播地址，以此区别单播和任播IPv6任播地址Who’sGateway?I’mnearestone.IPv6任播地址Page22即插即用——无状态自动配置地址配置的三种方式手工配置有状态自动配置无状态自动配置无状态自动配置是即插即用实现的基础，也是移动IPv6技术实现的重要手段

即插即用Page23无状态自动配置IPv6的标准功能RFC2462无需进行手工配置即插即用性减轻网络管理的负担对主机、路由器均可进行自动配置可配置多个地址进行网络无缝迁移技术特点Page24内容介绍第1章IPv6地址基础知识第2章IPv6技术的演进发展第3章IPv6产品Page25IPv6的演进——两大路线平滑演进路线全面维新路线Page26路线一：平滑演进路线在目前IPv4网络的基础上，采用适当的过渡技术逐步实现IPv4网络向IPv6网络的平滑过渡路线二：全面维新路线建立全新的IPv6网络，这个网络可能是同时支持IPv4和IPv6的网络，也可能是纯粹的IPv6网络两大路线IPv6技术演进方案Page27IPv6InternetIPv4孤岛IPv4孤岛IPv6孤岛IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4InternetIPv6部署的演进（平滑过渡）IPv4Internet协议转换IPv6孤岛IPv6孤岛IPv6Internet现有网络向IPv6网络的迁移取决于业务需要现有网络上大量的网络设备对迁移的成本压力很大平滑升级大大降低网络迁移成本Page28平滑演进路线的三座大山穿越IPv4网络IPv4和IPv6互访实现网络设备平滑升级Page29第一座大山：穿透IPv4网络

IPv6用户IPv4网络IPv6网络IPv6网络

IPv6用户隧道穿透IPv4网络Page30路径一：双协议栈路径二：隧道技术跨越第一座大山的路径Page31路径一：双协议栈IPv6/IPv4应用层IPv4TCP/UDPIPv6链路层双栈节点可以与同时IPv6和IPv4互通只适用双栈节点本身每个双栈节点都要求至少一个IPv4地址优点：实现简单，互通性好允许应用逐渐从IPv4过渡到IPv6缺点：对每个IPv4节点都要升级，成本较大没有解决IPv4地址紧缺问题Page32IGP升级RIPRIPng只适合小规模网络部署OSPFv2OSPFv3OSPF路由协议相对普及，配置简单，容易掌握，便于维护OSPF路由协议已经支持多种扩展能力，比如支持MPLS-TEIPv6拓扑和IPv4拓扑完全独立ISISISISv6基于TLV，易于扩展需要支持多拓扑EGP升级BGPv4BGPforIPv6路径一：双协议栈路由协议的升级Page33路径二：隧道技术IPv6报文作为IPv4的载荷，或由MPLS承载通过IPv4Internet连接多个IPv6孤岛优点：将IPv4的隧道作为IPv6的虚拟链路充分利用现有组网骨干网内部设备无须升级符合从边缘过渡的策略缺点：额外的隧道配置，降低效率，只能实现v6-v6设备互连IPv4报头IPv6报头IPv6有效数据IPv4有效数据Page34路径二：隧道技术目前主流的解决方案包括：手工隧道技术 IPv6overIPv4手动隧道IPv6overIPv4GRE隧道自动隧道技术 6to4隧道6to4隧道中继IPv6overIPv4自动隧道IPv6overIPv4ISATAP隧道IPv6常用隧道技术Page35访问IPv4网络资源，翻译转换技术对于IPv6网络有重要意义内置NAT-PT简化网络，提升网络的可维护性NP的平滑升级能力使NAT-PT可以按需提供各种ALG(应用层网关)第二座大山：实现IPv4和IPv6的互访IPV4网络小区SOHO集团用户IPV6网络DNS/FTP/HTTPALGNAT-PTV4-Addr-PoolNPPage36平滑升级至IPv6是第五代路由器的重要技术特点EngineCPUSRAM完善QoSRED/WRED/SAREDRR/WRR/PQ/LLS/NLS/PBS/WFQCAR/GTS多种业务支持MPLSVPNMulticastACLNAT/PATBRASNetStreamISPKeeperIPV6平滑提供……内嵌几十个微码处理器，并行处理内嵌CPU控制器内置协处理器和各种硬件加速器提供丰富队列操作、查找表操作处理能力可超过25Mpps第三座大山：如何实现网络设备平滑升级EngineEngineEngineEngineEngineEngineEngineEngine入口出口出口入口外挂多路存储器，并行加工数据软件可编程、灵活控制，面向多样化的信息网络Page37IPv6骨干数据流L2/IP数据流数据流IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv4IPv4IPv4IPv4IPv4IPv4IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6IPv6隧道（自动隧道/手工隧道等）第五代路由器简化网络过渡IPv4IPv4IPv4IPv4IPv4IPv4IPv6IPv6IPv4协议转换过渡的关键是边缘设备的灵活性和过渡技术完整性。Page38两大路线平滑演进路线全面维新路线Page39IPv6，其实可以很简单——一步到位CNGI——世界最大的IPv6网络CNGI（ChinaNextGenerationInternet）项目是由中国国家发改委等八部委联合发起的、国家发改委和中国工程院组织实施的“中国下一代互联网示范项目”。CNGI项目于2003年开始启动，其骨干网覆盖20个城市39个核心节点。CNGI核心网络建设目标是在2003年到2005年的时间内，采用IPv6技术，由各运营商共同完成其主干网建设，以及国内与国际互联中心的建设，并实现与国际下一代互联网的高速连接。CNGI项目作为以IPv6技术为载体的新一代互联网示范工程是国家关注的产业发展焦点。IPv6技术的成功商用对3G及NGN的网络建设及业务发展具有极大的促进作用。过渡是临时性的措施——建一个全新的网络才是最直接的办法

Page40革新亦要利旧——充分利用现有网络架构和技术当今流行技术——MPLS和MPLSVPNIPv6支持6PEoverMPLS和6VPE紧跟时代潮流，保护原有投资现有的网络业务和架构影响IPv6网络的演进

Page41革命尚未成功，技术仍需完善多组织在IPv6标准制定上紧密合作产品将从广度和深度上全面支持IPv6基于IPv6的应用层出不穷标准仍在不断更新，技术仍在不断进步。Page42内容介绍第1章IPv6地址基础知识第2章IPv6技术的演进发展第3章IPv6产品Page43技术不断发展，产品亦不断进步IPv6技术的演进和发展推动产品技术不断进步华为贯彻“以用为本”的方针，紧跟IPv6技术发展潮流2004.06全线路由器产品支持IPv62004.07高端IPv6ASIC发布2003.12国内第一个IPv6试验局2003.08IPv6商用版－VRP5平台发布2003.10国内第一家通过信息产业部IPv6测试2004.09高端IPv6BRAS产品发布2004.01第五代路由器发布IPv6软件包1998.08开始IPv6预研2001.12推出IPv6样机……Page44华为全系列路由器通过IPv6Ready认证Quidway

NetEngine5000EQuidway

NetEngine80EQuidway

NetEngine80Quidway

NetEngine40-8Quidway

NetEngine40-4Quidway

NetEngine40-2Q