IPV6产生背景精讲

1、IPV6基础知识培训基础知识培训 当大家听到IPV6之后会不会又下面的疑问 1.为什么叫IPV6? 2.有IPV4和IPV6,有IPV5、IPV7.吗？ IPV6命名 ? IETF的IPng工作组在1994年9月提出了一个正式的草案“The Recommendation for the IP Next Generation Protocol” ? 1995年底确定了IPng的协议规范，分配了版本号6，称为“IP version 6”（IPv6），同现在使用的版本4相区别 ? 1998年又对IPv6作了较大的改动 IPV5 IPv6定义 IPv6是“Internet Protocol Versi

2、on 6”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议 IPv4存在的问题 1.地址空间不足(总共2的32次方，大约43亿个地址，但其中只有 37 亿地址是可分配的，因为 IPv4 编址系统将地址分为数类，并保留了供组播、测试和其它特殊目的使用的地址，目前大约有13亿可用的IPv4地址。) 2.分配杂乱无章，没有层次性(IPV4产生于上世纪70年代，由美国的国防部提出来的，主要应用与军事指挥互联) 3.安全性（协议自身不支持端到端的加密方式） 4.路由表条目多 5.数据包包头复杂，降低网络转发效率 6.NAT的使用，破坏了端到端的网络模

3、型 IPV6对比IPV4的优点 1.IPv6具有更大的地址空间（IPv6中IP地址的长度为128，即最大地址个数为2128，约3.41038个，地球上每一粒沙子都有一个IP地址) 2.路由表更小，IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度 3.安全性更高，支持端到端的加密 4.包头格式简单，提高网络设备转发线路 5.QOS的支持性比IPV4更好 6.新的选项，加强了对扩展报头和选项部分的支持，对将来网络加载新的应用提供了充分的支持 IPv6地址的表

4、示形式 IPv6的128位地址则是以16位为一分组，每个16位分组由4个十六进制数表示，中间用冒号分隔，称为冒号分十六进制格式 如：2001:0DB8:010F:0001:0000:0000:0000:0D0C IPv6地址中每个16位分组中的前导零位可以去除做简化表示，但每个分组必须至少保留一位数字 如：2001:DB8:10F:1:0:0:0:D0C 可以将冒号十六进制格式中相邻的连续零位合并，用双冒号“:”表示。“:”符号在一个地址中只能出现一次 如：2001:DB8:10F:1:D0C IPv6地址表示 IPv6地址格式 IPv6地址 = 前缀 + 接口标识 前缀：相当于 v4地址中的

5、网络 ID 接口标识：相当于 v4地址中的主机 ID 128位长，用冒号将 128比特分割成 8个16比特的部分，每个部分包括 4位的16进制数字。 地址前缀长度用“ /xx”来表示 接口ID 1.IEEE采用MAC-to-EUI-64 转换 将48比特的MAC地址转化为 64比特的接口 ID 由设备自动生成 MAC唯一，所以接口 ID也唯一 步骤：MAC地址共长度为 48位，要填充 64位的EUI64，还少16位。一个完整的 EUI64是将MAC地址的48位平均分成两部分，前面 24位，后面24位，然后在中间补上 FFFE(16位)，如一个MAC地址为00:12:33:5C:82:E1 ，将

6、其变为 EUI64的接口地址为：0012:33FF:FE5C:82E1 2.手工配置 IPV6地址分类 unicast 单播（单点传送）地址 multicast 组播（多点传送）地址 anycast 任播（任意点传送）地址 地址类型 未指定 二进制前缀 00.0 (128 bits) IPv6标识 :/128 环回地址 组播 链路本地地址 00.1 (128 bits) 11111111 1111111010 :1/128 FF00:/8 FE80:/10 站点本地地址 全局单播 1111111011 001 FEC0:/10 2000:/3 IPv6单播地址分类： 全球单播地址 例 2001

7、:A304:6101:1:E0:F726:4E58 本地链路地址 例 FE80:E0:F726:4E58 本地站点地址 例 FEC0:E0:F726:4E58 全局单播地址 可聚合全球单播地址相当于IPv4的公网地址，可以被路由的，可以正常使用的地址，但网络位最少为48位。可聚合全球单播地址的范围是 全局单播地址 全球唯一，类似于IPv4中的公网地址 前缀前3位固定是001 有效地址范围前缀（20003FFF） 字段字段 TLA ID 长度长度(bit) 描述描述 13 顶级聚集标识符，标识了路由层次结构的最高层，有IANA管理，分配给地区的internet注册机构，比如亚太互联网络信息中心(

8、APNIC),地区internet注册机构又把每个TLA ID分配给那些大的、永久的ISP 下一级聚集标识符，以允许ISP在自己的网络中建立多级的寻址结构。001+TLA+RES+NLA形成一个48bit的前缀，分配给连接在internet的一个机构，如学校 站点级聚集标识符，被一个机构用于标识自己站点中的子网 表示特定子网上的一个接口，由48 bit MAC地址映射到EUI-64地址格式 NLA ID 24 SLA ID 接口ID 16 64 可聚合全局单播地址与路由聚合 用户B3ISP BAS651002001:0420;:/352001:0420:/352001:0420:B3:/48用

9、户B10路由表（ISP B）2001:0420:B3:/48 AS 651002001:0420:B10:/48 AS 651002001:0420:B10:/48用户A1ISP AAS650002001:0410;:/352001:0410:/35用户A2路由表（ISP A）2001:0410:A1:/48 AS 650002001:0410:A2:/48 AS 65000全球路由表2001:0410:/35 AS 651002001:0420:/35 AS 651002001:0420:a1:/482001:0420:a2:/48本地链路地址 链路本地地址是一种受限制地址，当在一个节点上启

10、用IPv6协议栈，启动时每个接口自动配置一个链路本地地址。链路本地地址，只在本地链路上生效，自动生成的链路本地地址，有默认的特殊格式，是以FE80:/10 (1111 1110 10)打头，再加54个0，还差64位，这后面的64位，再使用EUI64来填充， FE800接口标识符（EUI-64）10比特54比特64比特本地链路地址作用 在IPv6网络中，两个IPv6的节点通过链路相连，必须在这条链路之间为各自确立一个LinkLocal Address（即链路本地地址），在一条链路上，IPv6节点能够确定对方节点的身份，能够将数据包发向对方节点，必须知道对方节点的链路本地地址，如果不知道，将是不能

11、通信的，所以一条链路中的IPv6节点要通信，必须拥有链路本地地址 本地站点地址 本地站点地址是单播中一种受限制的地址，只在一个站点内使用，不会默认启用，这个地址不能在公网上路由，只能在一个指定的范围内路由，需要手工配置。IPv6中的本地站点地址类似IPv4中私有地址，如10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16。 得不到合法IPv6地址的机构可配置本地站点地址， 表示方法为： FC00:/7 + 41bit子网标识 +16bit链路标识+ EUI64 组播地址 组播地址就是一个目标为组播地址的数据包将被多个节点收到，地址以FF00:/8 (1111 1111

12、)打头，.表示为 FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000/8 FF00:0:0:0:0:0:0:0/8 FF00:/8 预定义组播地址 IPv6预定义组播地址 FF01:1 FF01:2 FF02:1 FF02:2 FF02:5 FF02:6 FF02:9 FF02:13 FF05:2 IPv4预定义组播地址 节点本地范围 224.0.0.1 224.0.0.2 链路本地范围 224.0.0.1 224.0.0.2 224.0.0.5 224.0.0.6 224.0.0.9 224.0.0.13 站点本地范围 224.0.0.2 所有路由器 所有节点地址

13、 所有路由器地址 所有OSPF路由器 所有OSPF指派路由器 所有RIP路由器 所有PIM路由器 所有节点地址 所有路由器地址 组播组 特殊组播地址 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

14、地址的后24位。 任意播地址 并没有特定的任播地址，它是从单播地址中来的。 用于标识一组网络接口，目标地址为任播抵制的数据报将发送给最近的一个接口 任播地址仅被用作目的地址，且仅被分配给路由器 IPV4和IPV6对比 IPV6地址配置 配置方法： 1.手动配置 手动配置全部地址 手动配置前缀，自动生成EUI-64接口地址 2.自动配置 有状态自动配置（DHCPV6） 无状态自动配置 （自动获取前缀，并自动生成EUI-64接口ID） 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 无状态自动配置前缀获得 主机发

15、送Router Solicitation报文 路由器回应Router Advertisement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 重复地址检测（DAD）过程 获得临时地址的主机发送NS报（ 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（Neighbor Advertisement）响应，则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报文报文 NA报文报文 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:FF 104位固定 接口ID的后24位：XX:XXXX FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX IPv4向IPv6的转换 IPv6不可能立刻替代IPv4，因此在相当一段时间内IPv4和IPv6会共存在一个环境中 IPv6/IPv4双协议栈技术 隧道技术 网络地址转换协议转换技术 双栈协议 NAT-PT IPV6子网划分 要对全局地址前缀 3FFE:FFFF:0:C00