IPv6技术完整课件分析

IPv6技术完整课件分析第一页，共62页。学习内容及要求IPv6产生的背景IPv6的特点IPv6地址技术IPv6地址技术第一页第二页，共62页。为什么要引用IPv6IPv4取得了极大的成功IPv4地址资源的紧张限制了Internet的进一步发展NAT(网络地址转换)、CIDR(无类域间路由)、VLSM(可变长了网掩码)等技术的使用仅仅暂时缓解IPv4地址紧张，但不是根本解决办法。新技术的出现对IP协议提出了更多的需求第二页第三页，共62页。IPv4地址匮乏地址空间有限大量A、B类地址被浪费新技术新设备需要地址地址匮乏第三页第四页，共62页。IPv4地址匮乏NAT技术CIDR技术IPv4地址耗尽速度大大减缓破坏了IP的端到端模型第四页第五页，共62页。IPv6的特点与IPv4相比，IPv6具有以下特点：近乎无限的地址空间更简洁的报文头部内置的安全性更好的QoS支持更好的移动性编址层次等级第五页第六页，共62页。巨大的地址空间IPv4

地址长度：32位

地址空间：2的32次方约42亿(世界上平均3个人有2个IP地址)IPv6

地址长度：128位

地址空间：2的128次方约3.4×10^38个(地球上每一粒沙子都有一个IP地址)第六页第七页，共62页。巨大的地址空间地址空间的优势给每个设备都分配一个全球唯一的IP地址

IPv6第七页第八页，共62页。IPv6地址技术

IPv6地址表示IPv6地址分类IPv6地址配置第八页第九页，共62页。IPv6地址表示IPv4地址表示

二进制：

1010110000

十进制：172.16.1.1

IPv6地址表示

十六进制2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff

第九页第十页，共62页。IPv6地址表示IPv6地址的压缩表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff::压缩

2001:0410:0000:0001::45ff

错误压缩

2001:0410::0001::45ff错误！第十页第十一页，共62页。IPv6地址表示IPv6地址的压缩表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff压缩前导的0

2001:410:0:1:0:0:0:45ff注意

：：压缩和压缩前导0可以同时使用

2001:410:0:1::45ff第十一页第十二页，共62页。10001100000000000001000000000000000111111000000011111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ffIPv6地址表示第十二页第十三页，共62页。IPv6地址表示同一个地址可以使用不同的表示法：

2001：0da8：0207：0000：0000：0000：0000：8207

2001：da8：207：0：0：0：0：8207

2001：da8：207：：8207第十三页第十四页，共62页。IPv6地址=前缀+接口标识前缀：相当于IPv4地址中的网络ID接口标识：相当于IPv4地址中的主机ID前缀长度用“/xx”来表示

2001：da8：207：：8207/64IPv6地址表示第十四页第十五页，共62页。IPv6地址表示地址前缀部分,或者有固定的值,或者是路由或子网的标识。

例如：站点本地地址11111110110SubnetID10bite38bite16biteInterfaceID64bite第十五页第十六页，共62页。IPv6地址技术

IPv6地址表示IPv6地址分类IPv6地址配置第十六页第十七页，共62页。IPv4地址分类A类，B类，C类，D类，E类单播地址：A、B、C类地址

多播地址：D类

保留地址：E类

广播地址：255.255.255.255等第十七页第十八页，共62页。IPv6地址分类单播地址（UnicastAddress）组播地址（MulticastAddress）任播地址（AnycastAddress）特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00...0(128bits)::/128环回地址00...1(128bits)::1/128组播FF00::/8链路本地地址1111111010FE80::/10站点本地地址1111111011FEC0::/10全局单播（其他）第十八页第十九页，共62页。IPv6地址分类单播地址（UnicastAddress）标识一个接口，目的地址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，目的地址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IPv6没有定义广播地址第十九页第二十页，共62页。IPv6单播地址可聚合全球单播地址链路本地地址站点本地地址其它地址第二十页第二十一页，共62页。可聚合全球单播地址使用类似CIDR的分级体系，有利于路由聚合第二十一页第二十二页，共62页。可聚合全球单播地址可聚合全球单播地址

IPv6的公网地址，类似于IPv4网络的公网单播地址

提供商站点主机4816642001:0410:01100002:0200:CBCF:1234:4402注意：可聚合全球单播地址的前缀前3位固定是001有效地址范围前缀（2000~3FFF）第二十二页第二十三页，共62页。2001::/642002::/64首批使用的可聚合全球单播地址IPv4网络中建立6to4隧道的地址目前只使用了下面两个前缀地址段，其它的为保留地址段可聚合全球单播地址前缀前3位固定是001

有效地址范围前缀（2000~3FFF）第二十三页第二十四页，共62页。链路本地地址前缀固定FE80::/64,接口ID在后64位11111110100InterfaceID10bite54bite64bite只能在连接到同一本地链路的节点之间使用FE80::/64第二十四页第二十五页，共62页。无状态地址自动配置—接口ID生成IEEE

EUI－64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地址的唯一性保证了接口ID的唯一性设备自动生成，不需人为干预48位MAC地址64位接口ID第二十五页第二十六页，共62页。无状态地址自动配置—接口ID生成第二十六页第二十七页，共62页。链路本地地址的接口ID生成MAC地址：0000:0b0a:2d51二进制：在公司-ID和节点-ID之间插入fffe：设置U/L位为1：生成EUI-64地址：0200:0bff:fe0a:2d51第二十七页第二十八页，共62页。链路本地地址的接口ID生成EUI-64地址MAC：00D0：F800：ABCDEUI-64：02D0：F8FF：FE00：ABCDFE80::02D0：F8FF：FE00：ABCD第7位置1插入FF:FE第二十八页第二十九页，共62页。站点本地地址应用范围局限在一个站点内使用，类似于IPv4中的私有地址11111110110SubnetID10bite38bite16biteInterfaceID64bite站点本地地址不是自动生成的，可以分配给站点内的任何节点FEC0::/48第二十九页第三十页，共62页。其它地址IPv4兼容地址,::w.x.y.zIPv4映射地址,::FFFF:W.X.Y.Z6to4地址，用于在IPv4网络中建立6to4隧道

2002:ac10:0202::1172.16.2.2第三十页第三十一页，共62页。IPv6地址分类单播地址组播地址任播地址第三十一页第三十二页，共62页。IPv6组播地址在IPv6中，组播地址有特定的前缀，但是和IPv4中的D类地址前缀不同。

第三十二页第三十三页，共62页。IPv6组播地址最高8位：全1标志范围组ID844112标志（flgs）：0000/1前3位为0，第4位为0表示当前组播地址是由IANA分配的一个永久分配地址，第4位为1表示当前组播地址是一个临时组播地址字段意义：０，预留

１，节点本地范围

２，链路本地范围

５，站点本地范围

８，组织本地地址

Ｅ：全球范围

Ｆ：预留目前只定义最低的32位ID，将剩余的80都置0。每个组ID都映射到一个唯一的以太网组播地址。第三十三页第三十四页，共62页。IPv6组播地址特殊的组播地址

FF01::1(节点本地范围所有节点组播地址)

FF02::1(链路本地范围所有节点组播地址)

FF01::2(节点本地范围所有路由器组播地址)

FF02::2(链路本地范围所有路由器组播地址)

FF05::2(站点本地范围所有路由器组播地址)

FF02::1:FFXX:XXXX(Solicited-Node组播地址)

前缀FF02:0:0:0:0:1:FF这104位是固定的，后面的XX:XXXX这24位是接口ID的后24位，即48位网卡MAC地址的后24位。第三十四页第三十五页，共62页。IPv6地址分类单播地址组播地址任播地址第三十五页第三十六页，共62页。IPv6地址技术

IPv6地址表示IPv6地址分类IPv6地址配置第三十六页第三十七页，共62页。IPv6地址配置方式IPv6地址配置手工配置无状态地址自动配置自动配置有状态地址自动配置（DHCP）第三十七页第三十八页，共62页。IPv6手工地址配置—路由器、交换机三层交换机手动配置方法：

进入端口配置模式

Router(config)#intfast0/48

设置端口为路由口

Router(config-if)#noswitchport

在端口上配置IPv6地址

Router(config-if)

#ipv6address

fec0:0:0:1::1/64第三十八页第三十九页，共62页。IPv6手工地址配置—主机主机地址手动配置

进入网卡配置模式

C:\DocumntsandSettings\Administrator>netsh

进入IPv6配置模式

netsh>inerfaceipv6

配置IPv6地址

netshinterfaceipv6>addaddress“本地连接”2::2

第三十九页第四十页，共62页。无状态地址自动配置IPv6海量地址带来的问题，无数多的物体需要配置IP，无状态地址自动配置技术让主机几乎不需要任何配置即可获得IPv6地址并和外界通信海量地址配置无状态地址自动配置第四十页第四十一页，共62页。无状态地址自动配置地址自动配置过程前缀一般由路由器向主机发送，为路由器的前缀

64位接口ID由主机MAC地址自动生成前缀接口ID第四十一页第四十二页，共62页。地址自动配置技术的作用自动配置技术能够完成以下功能：赋予主机自己的地址参数前缀接口ID赋予主机其它的相关参数路由器地址跳数MTU第四十二页第四十三页，共62页。无状态自动配置—前缀获得主机发送RouterSolicitation报文路由器回应RouterAdvertisement报文主机获得前缀及其它参数路由器周期性地向外发送RA报文2001:410：:ABCDLink-local地址FE80::ABCD源：FE80::ABCD目的：FF02::2RS报文RA报文(前缀为2001：410)源：FE80::EFGH目的：FF02::12001：410：：1/64第四十三页第四十四页，共62页。无状态地址自动配置—前缀+接口IDRS信息：sa:fe80::02d0:f8ff:fe00:abcd

da:ff02::2RSRAPC地址：1::02d0:f8ff:fe00:abcd

RA信息：sa：fe80::02d0:f8ff:fe00:cdef

da:ff02::1

prefix:1::第四十四页第四十五页，共62页。IPv6邻居发现协议RouterSolicitationRouterAdvertissementNeighborSolicitationNerghborAdvertissementRedirect第四十五页第四十六页，共62页。重复地址检测(DAD)重复地址检测（DuplicateAddressDetection）确保地址的唯一性任何地址都要做DAD地址配置给接口前称为“tentative（试验）地址”，暂时不可用经过DAD检测后，没有冲突后可以使用，如果有冲突，则不能分配给接口使用第四十六页第四十七页，共62页。重复地址检测过程主机A得到tentative地址，组播发出NS报文NS接收者查看自己是否应用NS中的地址

1、NS中的地址对自己来说也是tentative地址

2、NS中的地址自己已使用，发出NA报文主机A收到NA放弃该地址Tentative地址NSNANSNSABCD第四十七页第四十八页，共62页。重复地址检测（DAD）过程获得临时地址的主机发送NS报文（NeighborSolicitation），目标IP是该临时地址所对应的solicited-node组播地址。如果收到NA报文（NeighborAdvertisement）响应，则该临时地址不可用如果无人响应，则认为没有地址冲突发生，该地址正式可用NS报文NA报文第四十八页第四十九页，共62页。重复地址检测--Solicited-Node

组播地址IPv6中特有的组播地址用于DAD和地址解析Solicited-Node组播地址生成过程前缀FF02:0:0:0:0:1:FF104位固定接口ID的后24位：XX:XXXXFF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX第四十九页第五十页，共62页。

IPv6现实应用IPv6过渡技术IPv6的部署第五十页第五十一页，共62页。IPv6现实应用当前IP网络的现实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无线（PDA、3G...）、宽带接入、Internet家电...IPv6提供双向通信带来新的业务用户时时在线，在线学校，IPCAR...IPv6是解决之道IPv6比IPv4更安全、更高效第五十一页第五十二页，共62页。移动通信随时随地移动上网3G与互联网的融合Internet移动第五十二页第五十三页，共62页。时时在线，双向通信网络游戏网络课堂随时随地资源共享我要访问你计算机上的资源！NoProblem！IPv6网络第五十三页第五十四页，共62页。广泛的嵌入式应用汽车、PDA、家用电器……智能式建筑下班了！车里空调先打开！家里的热水放好，20分钟后要用。IPv6网络明白!Yes,sir!第五十四页第五十五页，共62页。组播应用IPv6具有增强的组播能力什么电影我都有！想看什么，就看什么！IPv6网络第五十五页第五十六页，共62页。IPv6过渡技术简介IPv6孤岛IPv6孤岛IPv6孤岛IPv4Internet协议转换IPv6孤岛IPv6孤岛IPv6InternetIPv6InternetIPv4孤岛IPv4孤岛IPv4InternetIPv4到IPv6过渡从网络边缘向核心演进IPv6Internet第五十六页第五十七页，共62页。IPv6过渡技术简介过渡技术主要解决IPV4和IPV6网络共存状况下的互联互通，主要有三种策略：双栈协议（DualStack):设备升级到IPv6的同时保留IPv4支持;应用程序可以选择使用IPv6或IPv4;协议允许应用逐渐从IPv4过渡到IPv6隧道封装(Tunneling):IPv6报文作为IPv4的载荷，或由MPLS承载在IPv4Internet海洋中连接多个IPv6孤岛协议转换：提供IPV4和IPV6的互通动作。如NAT-PT等提供IPv6与IPv4互相访问地技术，适用于IPv6Inernet与IPv4Internet共存，而两者又需要互相通讯的要求。第五十七页第五十八页，共62页。设备升级到IPv6的同时保留IPv4支持，应用程序可以选择使用IPv6或IPv4协议。所有的过渡技术都是基于双协栈实现的优点：互通性好，易于理解，实现简单缺点：对每个IPv4节点都要升级，成本较大，没有解决