过渡到IPv6_12.ppt

管理地址空间 过渡到IPv6 IPv6的应用与研究 为什么要使用和研究IPv6 IPv4的不足 针对地址危机临时的解决方法 CIDR一定程度能节省IPv4地址空间的使用不能解决IPv4地址短缺NAT能缓解IPv4地址短缺的问题一些端到端的应用 如VoIP会出问题实现复杂 性能下降DHCP通过释放一段时间不用的IP 能部分缓解IPv4地址短缺不能解决IPv4的地址短缺 IPV6的特点 更大的地址空间更高效的路由基础更好的安全型移动性更好的QoS IPv4andIPv6 现在 IPV4地址空间中余下的可用地址大约为13亿 为什么我们需要巨大地址空间 Internet用户截止到2005年11月 大约有9 73亿Internet用户 移动用户PDA 画板 记事本等 截止到2004年大约有两千万台 移动电话数量已超过10亿台运输设备 估计到2008年汽车数量将达到10亿辆支持IP的汽车和飞机上的Internet接入设备消费电子设备Sony公司希望在2005年所有的产品都能够使用IPv6地址家用电器和工业电器超过十亿台 IPv6高级特性 提供更大的地址空间 改善全球的可达性和灵活性自动配置链路层地址 从而实现即插即用功能 无需配置NAT即可实现端到端的通信 简化了重新编址和修改地址的机制支持移动性和安全性 IPv4不提供移动设备的移动性 IPv6可让设备随意移动而不断线IPv6在节点中都开启了IPsec功能 报头更简单 路由选择效率更高没有广播不需要处理检验和报头扩展机制更简单流标签无需查看传输层信息应能识别各种流过渡丰富多彩 IPv4过渡IPv6方式双栈 即在接口上同时配置IPv4和IPv6使用IPv4隧道来传输IPv6数据在IPV4和IPv6之间进行NAT转换 IPv6的定义 IPv6地址是由128位的二进制数组成的 为了方便人们记忆 又把128位分割成8段16位组 然后把每段16位组换算成4个十六进制数来表示 每段十六进制数值的范围是0000 FFFF 每段之间使用冒号来分隔 重点 IPv6地址是使用冒号分隔十六进制数来表示的 十六进制数与二进制数之间的转换 规则 每个十六进制数 4位二进制数 IPv6地址表示法 格式 x x x x x x x x 每个字段是16位 二进制 十六进制位A B C D E和F不区分大小写字段中的前导零可以省略 09c0和9c0等价 连续的全零可用 表示 但每个地址最多只能包含一个 例如 2031 0000 130F 0000 0000 09C0 876A 130B可以表示为2031 0 130f 9c0 876a 130b不可以表示为2031 130f 9c0 876a 130bFF01 0 0 0 0 0 0 1FF01 10 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0 0 IPv6地址简化规则 每一个段中开头的0可以省略不写 但末尾的0不能省略 原始IPv6地址 3ffe 1944 0100 000a 0000 00bc 2500 0d0b简化后IPv6地址 3ffe 1944 100 a 0 bc 2500 d0b如果某段或连续几段全是0 则可以使用一个 来代替 原始IPv6地址 ff02 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0005简化后IPv6地址 ff02 5如果128位全部为0的地址 则可以使用一个 来表示 原始IPv6地址 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000简化后IPv6地址 地址简化注意事项 注 在IPv6地址中 只能使用一次双冒号 例2001 0d02 0000 0000 0014 0000 0000 0095以下两种缩写方式都是正确的 2001 d02 14 0 0 952001 d02 0 0 14 95但下面这种缩写方式是错误的 2001 d02 14 95可以表示下面任何一个可能的IPv6地址 2001 0d02 0000 0000 0014 0000 0000 00952001 0d02 0000 0000 0000 0014 0000 00952001 0d02 0000 0014 0000 0000 0000 0095 IPv6地址类型 单播 标识单个节点一个接口一个地址IPv6有多种类型 例如 全局地址 保留地址 链路本地和场地本地 组播 标识一组节点一对多有效提高了网络运行效率巨大的地址空间任意播 标识一组节点 即源节点的数据流被转发到组里最近的节点一到最近 来自全局单播地址空间 多个服务共享相同的任意播地址所有相同任意播地址的节点提高相同的服务源设备将分组发送给任意播地址标识的一组设备的任何一个成员任意播可用于负载均衡和内容提供服务 IPv6单播地址 IPv6单播地址类型 全局地址 IANA全局单播地址范围2000 3保留地址 IETF使用私有地址 链路本地地址 startswithFE80 10 环回地址 1 未指明地址 一个接口可以分配多个IPV6地址 unicast anycast或multicast IPv6编址规则被多种RFC文档替代 编址架构是在RFC4291中定义的 IPv6全局单播 和任意播 地址 IPv6全局单播地址和任意播地址有相同地址格式 对路由选择前缀进行汇总 用于链路上的全局单播地址被向上汇总到组织 最终汇总到ISP 一个接口可能被分配多种地址类型 unicast anycast multicast 每个启动IPv6接口包含最少一个loopback 1 128 和一个link local地址 每个接口可能有多种本地和全局地址 IPv6链路本地单播地址 链路本地地址的有效范围为本地链路 在所有ipv6接口上 它们都是使用链路本地前缀FE80 10和一个64位接口标识符创建的链路本地地址用于自动地址配置 邻居发现和路由器发现 众多路由协议也可以使用这种地址 链路本地单播地址可用于连接局域网中的设备 从而不需要使用全局地址 同链路本地地址通信时 必须指定出站接口 因为每个接口都连接到FE80 10 巨大地址空间启动地址汇总 地址汇总有这些好处 汇总前缀通告进IPv6全局路由表 internet 提高路由选择表的效率和可扩展性向用户提高更高的网络带宽和改善功能 分配IPv6全局单播地址 静态分配手工接口ID的静态分配使用EUI 64接口ID静态分配动态分配无状态自动配置DHCPv6 有状态 IPv6使用EUI 64接口ID Cisco能使用EUI 64格式的接口标识 48 bitMAC格式中间插入16bit FFFE 扩展成64bits格式 EUI 64 确定EthernetMAC地址唯一性 U位是1为全球管理 0本地管理 第7比特设置为1 地址是全球唯一 否则 是本地唯一 无状态自动配置 DHCPv6 有状态 DHCPv6是DHCPv4的更新版本 支持新地址启用比无状态自动配置更对的对节点的控制权可用于重新编址使用动态DNS的主机可使用它来自动注册域名 DHCPv6操作 DHCPv6操作方法与DHCPv4类似 但有几个不同之处 客户端必须使用邻居发现消息检测链路上是否有路由器 如果至少找到一台路由器 客户端将查看路由器通告以确定是否应使用DHCPv6 如果没有找到路由器 或者如果路由器表明该链路可使用DHCPv6 IPv6主机发送一个DHCPv6请求消息到本地链路上的all DHCP agents 代理组播地址FF02 1 2 使用link local地址 FE80 10 作为源地址 IPv6路由选择协议 IPv6路由选择类型 StaticRIPng RFC2080 OSPFv3 RFC2740 IS ISforIPv6MP BGP4 RFC2545 2858 EIGRPforIPv6启用任何路由协议必须使用ipv6unicast routing命令 RIPng RFC2080 类似IPv4特性 距离矢量 最大跳数为15 水平分割 反向抑制基于RIPv2IPv6更新特性 IPv6前缀 下一跳IPv6地址发送RIP更新时将目标地址设置为组播地址FF02 9 即组播地址all rip routers 所有RIP路由器 使用IPv6进行传输通过UDP端口521发送更新 IPv4 to IPv6转换 丰富的转换方法 没有固定日子的转换 不需要一次将所有的转换不同可用的转换机制 双栈手工IPv6 over IPv4隧道动态6to4隧道ISATAP隧道 场点内自动隧道编址协议 Teredo隧道差异的兼容性机制 代理和转换 NAT PT 双栈的定义 双栈是一种集成方法 通过在接口上同时配置IPv4和IPv6地址 让节点能够同时连接到IPv4和IPv6网络 CiscoIOS双栈 CiscoIOS双栈 Cont 双栈的工作原理 当双栈路由器接收到分组后 将根据分组的目标地址决定使用哪个协议栈 隧道化的定义 隧道化是一种集成方法 是指使用另一种协议 如IPv4 来封装IPv6分组 以解决现有不兼容的网络 包含20字节IPv4报头 其中没有选项 以及IPv6报头和有效负载需要双栈路由器 IPv6隧道 隧道化的工作原理 要在IPv4的网络中通过隧道传输IPv6数据 需要使用边缘路由器将IPv6分组封装到IPv4分组中 而另一端边缘路由器再将其解封装 IPv6隧道 Cont 手工配置IPv6隧道 配置隧道的需求 隧道两端必须是双栈隧道两端路由器都配置IPv4和IPv6地址 配置IPv6 ipv6unicast routing RouterX config 启用IPv6单播数据流转发 ipv6addressipv6prefix prefix lengtheui 64 接口配置IPv6地址 RouterX config if IPv6地址配置示例 CiscoIOSIPv6名称解析 静态地指定IPv6地址对应的主机名 ipv6hostname port ipv6addr ipv6addr RouterX config RouterX config ipv6hostrouter13ffe b00 ffff b 1 指定路由器使用DNS服务器 ipname serveraddress RouterX config RouterX config ipname server3ffe b00 ffff 1 10 CiscoIOS软件进程中2种方式执行IPv6名称解析 配置和核实RIPng ipv6routerriptag RouterX config 路由器上定义一个RIPng进程 ipv6riptagenable RouterX config if 在接口上启用RIP showipv6rip 显示RIP进程各种状态 showipv6routerip 显示IPv6路由表中的RIP路由 RIPng配置示例 执行IPv6 小结 IPv6有很多优于IPv4的地方 包括地址空间更大 汇总地址更容易以及集成的安全性 IPv6地址长128位 由48