网络协议IPv6概述(1).ppt

第15章内容回顾 WLANWLAN的优势WLAN的配置WLAN设备的选择 VoIPVoIP概述VoIP中的关键问题VoIP的各项产品VoIP的应用VoIP的配置实例 Page1 50 IPv6概述 讲师 best超亮哥 本章目标 对IPv6有初步了解IPv6诞生的背景和解决的问题IPv6的地址和地址类型IPv6的过渡技术和部署 Page3 50 本章结构 IPv6概述 IPv6的基本概念 IPv4到IPv6的变化概述 IPv6相对与IPv4的优点 IPv6的接口标识符 IPv6的单播 组播和任播 IPv6的地址表示法 IPv6vs IPv4 IPv6的应用和部署 IPv6地址 IPv6的配置实例 Page4 50 IPv6的应用与研究 为什么要使用和研究IPv6 IPv4的不足 Page5 50 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 Page6 50 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 Page7 50 IPv4和IPv6的包头比较3 1 IPv4的包头 可变长度 Page8 50 IPv4和IPv6的包头比较3 2 IPv6的包头 40字节 扩展报头 32bits 相当于IPv4中的TOS字段 规定使用的服务类型 指出扩展头的位置 长度为20位 用于标识同一业务流的数据 中间转发路由器对于同一源和目的的一个业务流数据采用相同的转发行为 来提高转发效率 类似于IPv4中的TTL 但是跳数的上限由上层协议来规定 Page9 50 IPv4和IPv6的包头比较3 3 V6首部中没有首部长度字段 因为v6的首部是固定长度 V6首部中没有用于分段和重组的字段 V6的分段与重组只发生在源端和目的端 中间结点不再进行分段和重组 V6的分段和重组用的字段位于扩展报头 V6首部中没有校验和 校验依靠上层完成 在扩展首部中标识上层协议 在扩展首部中还包含加密和身份验证的字段 Page10 50 IPv6巨大的地址空间 128位的地址空间340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456个地址 IPV6地址由8个16进制字段构成例如 CDCD 910A 2222 5498 8475 1111 3900 20201030 0 0 0 C9B4 FF12 48AA 1A2B2000 0 0 0 0 0 0 1 在WindowsXP上安装和卸载IPv6协议 Page11 50 更高效的路由基础3 1 在分配之初就考虑到骨干网汇总的问题 分配IPv6地址的时候 接入骨干网的ISP的地址空间是连续的 Page12 50 更高效的路由基础3 2 中间转发的路由器不再作分片和重组的工作采用路径MTU发现机制 整个链路使用最小MTU发送数据 发送MTU 1500的包 发送ICMP出错报文 只能传输MTU 1400的包 发送MTU 1400的包 发送ICMP出错报文 发送MTU 1300的包 Page13 50 更高效的路由基础3 3 不再使用IPv4中的选项 改为扩展首部只有在必要的时候路由器才处理扩展首部 而大部分的中间结点不需要检查和处理IPv6的包头定长 容易硬件实现路由功能IPv6的首部字段减少 路由器的处理更加高效 Page14 50 IPv6的安全性 对于IPv4设备来说 IPsec是可选项IPsec在IPv6的设备中是必备的IPv6通过扩展包头来实现IPsec Page15 50 IPv6的移动性和QoS IPv4设计时并未考虑移动IPv6设计时就考虑到对移动特性的支持IPv6引入 流 的概念提供对QoS的内置支持 Page16 50 流 流 flow 从一个特定源发向一个特定 单播或者是组播 目的地的包序列 源点希望中间路由器对这些包进行特殊处理IPv6利用流类别 流标签实现了强大的QoS Page17 50 阶段总结 IPv6的新特性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 Page18 50 IPv6的地址 IPv6的地址表示IPv6的单播地址IPv6的组播地址IPv6的任播地址IPv6的接口标志 Page19 50 IPv6的地址表示 将每段转换为十六进制数 并用冒号隔开2001 0410 0000 0001 0000 0000 0000 45ff压缩表示去掉不必要的02001 410 0 1 0 0 0 45ff 表示多个连续的02001 410 0 1 45ff 这就是RFC2373中定义的首选格式 在整个地址中只能出现一次 Page20 50 IPv6单播地址 全局单播地址链路本地地址站点本地地址特殊IPv6地址兼容性地址 Page21 50 IPv6的全局单播地址 相当于IPv4的公网IP首部3位00145位GlobalRoutingPrefix可以反映全球ISP的层次结构TLAID顶级汇聚标识符Res为未来扩展TLAID或NLAID的长度而保留的位NLAID下一级汇聚标识符SLAID站点汇聚标识符接口标识位64位 Page22 50 IPv6地址分配机构 目前由IANA负责进行IPv6地址的分配 主要由三个地方组织来执行 欧洲地区的RIPE NCC 北美地区的INTERNIC 亚太地区的APNIC 分配的是哪一部分 Page23 50 每个设备的接口在启动IPv6的时候会自动配置一个链路本地地址IPv6的 邻居发现 机制要用到IPv6的链路本地地址链路本地地址以 FE80 开头InterfaceID是通过EUI 64自动生成路由器绝不会转发链路本地地址 链路本地地址 IPv6中没有了广播 IPv4中的ARP在IPv6中不能工作 邻居发现 是IPv6中和IPv4的ARP对应的寻址机制 在安装了IPv6的WindowsXP主机上查看链路本地地址 Page24 50 站点本地地址 相当于IPv4中的私网地址不会路由到公网上前缀为FEC0 10用于打印机 交换机的管理地址等在IPv6大规模实现时 站点本地地址将不复使用 Page25 50 特殊IPv6地址和兼容地址 特殊IPv6地址未指定地址0 0 0 0 0 0 0 0或 相当于IPv4的0 0 0 0环回地址 0 0 0 0 0 0 0 1或 1 标识一个环回接口 相当于IPv4的127 0 0 1兼容地址与IPv4兼容的地址 0 0 0 0 0 0 w x y z或 w x y zIPv4映射地址 0 0 0 0 0 FFFF w x y z或 FFFF w x y z6to4地址用于IPv4的网络上传送IPv6的包其它 在WindowsXP上进行IPv6协议栈是否安装正确的检测 Page26 50 IPv6组播地址2 1 组播的特点任何节点能够是一个组播组的成员 一个源节点可以发送数据包到组播组组播组的所有成员收到发往该组的数据包组播地址在IPv6包中不能用作源地址或出现在任何选路头中 A B D C A B C在一个组播组中 A发组播包 谁会接收 Page27 50 IPv6组播地址2 2 IPv6中的组播地址结构 其最高位前8位为1Flags字段四位 目前只用了最后一位 此位为0 则是一个永久组播地址 1是临时组播地址范围 scope 0 预留 1 节点本地范围 2 本地链路范围5 本地站点范围 8 组织本地范围E 全球范围 F 预留 Page28 50 节点本地 链路本地和站点本地 Page29 50 IPv6的任播地址 任播地址是IPv6特有的地址类型 它用来标识一组网络接口路由器会将目标地址是任播地址的数据包发送给距离本路由器最近的一个网络接口 一对一组中的一个 任播地址不能用作IPv6包的源地址如果一个全局单播地址被指定给多于一个接口 那么该地址就成为了任播地址源节点不需要关心如何选择最近的任播节点 这个工作由路由系统完成当路由发生变化时 发往同一个任播地址的包可能会被发往不同的任播节点目前 任播地址不能指定给IPv6主机 只能指定给IPv6路由器 Page30 50 对比和总结 Page31 50 IPv6的接口标识 三种方式可以生成IPv6的接口标识由扩展唯一标识符EUI 64派生出来的64位接口标识符随机生成的接口标识符随时间而更改 以提供一定的隐蔽性在全状态地址自动配置过程中分配的接口标识符 IPv6的DHCP Page32 50 基于EUI的接口标识符2 1 IEEE802地址的结构统一 本地 U L 个体 组 I G 24bits 24bits IEEEadministeredcompanyID ManufacturerselectedextensionID 这不是MAC地址吗 Page33 50 基于EUI的接口标识符2 2 先将MAC一分为二 中间填入0 xFF0 xFE 得到EUI 64 将u l位取反 最后得到IPv6接口标识符 Page34 50 临时地址接口标识符 临时地址接口标识符从存储中检索历史信息值 取适配器的EUI 64地址根据步骤1中的两个值通过哈希算法 MD5 计算出一个固定的值将步骤2中计算出的MD5哈希的最后64位保存为历史信息值 用于下一次接口标识符计算取出步骤2中计算出的MD5哈希的前64位 并将第七位设为0 第七位对应于U L位 该位设置为0时表示一个本地管理的IPv6接口标识符 得到的结果就是IPv6接口标识符IPv6的DHCP自动分配的接口标识符 Page35 50 阶段总结 IPv6的地址IPv6的地址表示IPv6的单播地址IPv6的组播地址IPv6的任播地址IPv6的接口标志 Page36 50 阶段练习 在WindowsXP的主机上安装和卸载IPv6协议 并验证协议栈是否安装正确 Page37 50 IPV6的发展进程和部署实施 IPv6的发展进程 Page38 50 过渡技术 双协议栈隧道技术网络地址转换技术 Page39 50 过渡技术 双协议栈 双协议栈 双协议栈的实现原理 图中路由器可支持两种协议 双协议栈的应用 双协议栈可以实现IPv4和IPv6流量的各自独立通信 Page40 50 过渡技术 隧道技术 隧道技术隧道可以在IPV6的包穿越IPV4的网络之前给IPV6的数据包头再封装一个IPV4的头部 隧道技术原理图 Page41 50 过渡技术 地址转换 网络地址转换技术 IPv6网络节点和IPv4网络节点通过NAT PT通信 IPv4cloud IPv6cloud IPv4host IPv6host NAT PT网关 Page42 50 IPv6的配置实例5 1 拓扑结构 三台cisco2621路由器 通过以太口相连软件版本 IOS12 2 11 T任务目标 配置纯IPv6的网络 实现IPv6的rip路由协议地址分配 Page43 50 IPV6的配置实例5 2 配置中用到的命令Router config ipv6unicast routing开启IPv6的流量转发功能Router config if ipv6addressipv6 address prefix length配置接口的IPV6地址Router config ipv6routerripname启用路由上ipv6的rip路由协议Router config if ipv6ripnameenable在接口上应用IPv6的RIP协议 Page44 50 IPV6的配置实例5 3 配置中用到的命令Router config showipv6interfacebrief查看IPv6地址的接口摘要信息Router showipv6route查看IPv6的路由表 Page45 50 IPV6的配置实例5 4 R1 config interfacef0 0R1 config if ipv6addressFEC0 0 0 1001 1 64R1 config if noshutR1 config if interfaceloopback0R1 config if ipv6address1111 1 1 1111 1 64R1 config if exitR1 config ipv6unicast routingR1 config ipv6routerripciscoR1 config interfacef0 0R1 config if ipv6ripciscoenableR1 config if interfaceloopback0R1 config if ipv6ripciscoenable Page46 50 IPV6的配置实例5 5 R2 showipv6interfacebriefFastEthernet0 0 up up FEC0 0 0 1001 1FastEthernet0 1 up up FEC0 0 0 1002 1 R2 showipv6routeIPv6RoutingTable 7entriesCodes C Connected L Local S Static R RIP B BGPI1 ISISL1 I2 ISISL2 IA ISISinterareaTimers Uptime ExpiresLFE80 10 0 0 via Null0 01 12 02 neverLFEC0 0 0 1001 1 128 0 0 via FastEthernet0 0 01 11 38 neverCFEC0 0 0 1001 64 0 0 via FastEthernet0 0 01 11 41 neverLFEC0 0 0 1002 1 128 0 0 via FastEthernet0 1 00 42 17 neverCFEC0 0 0 1002