计算机网络基础（第二版）第11章

第11章

IPv6技术本章要点：

◆

了解IPv6的基本概念，IPv4向IPv6演进的必然性◆

掌握IPv6分组结构和ICMPv6的作用◆

掌握IPv6的地址分类和地址配置技术◆

掌握IPv4向IPv6的过渡策略及各种技术的特点◆

了解Internet2和NGILizq98@1第11章

IPv6技术目录

11.1IPv6（IPng）基本概念11.2IPv6分组结构和ICMPv611.3IPv6的地址和地址配置11.4IPv4向IPv6过渡的策略

11.5下一代InternetLizq98@211.1IPv6（IPng）基本概念11.1.1IPv4的危机

1)IPv4的地址空间到96年已将80%的A类网络地址，50%的B类地址，10%的C类地址全部分配了，有专家估计到2010年IPv4地址将全部用完。

1.有限的地址空间

2.路由表越来越大

3.缺乏服务质量保证以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功，随着Internet的进一步发展，IPv4越来越显示出它的局限性，需要IPv4进行升级。

2)IPv4网络解决地址紧缺的方法

非传统网络区域路由CIDR、子网划分和网络地址转换NAT等技术,只能暂时缓解IPv4地址紧张，但无法根本解决地址问题。

3)新技术应用使IP地址空间更紧张

移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址。IETF提出下一代互联网协议－IPv6目前IPv6成为公认的IPv4未来的升级版本Lizq98@3IETF成立IPNG工作组1993199419951996199920012003下一代IP协议（IPv6）推荐版本完成IPv6的协议文本成立全球IPv6实验床-6BONEIPv6基本协议标准化IPv6关联协议修订和完善继续完善部分IPv6相关技术草案

11.1IPv6（IPng）基本概念11.1.2IPv6的发展和特性1998启动了IPv6教学科研网6REN2002中国启动CNGI

lIPv6的发展过程

◆

IPv6的特征

l巨大的地址空间

l全新的地址配置方式

l灵活的头部格式

l简化了协议，加快了分组的转发

l对QoS有更好的支持

l内置的安全性

l全新的邻居发现协议

l可扩展性11.1.3IPv6中的基本术语l节点

l路由器

l主机

l上层协议

l局域网段

l链路

l子网

l网络

l邻节点

l链路最大传输单元（MTU）

l路径最大传输单元Lizq98@411.2IPv6分组结构和ICMPv611.2.1IPv6基本头部Lizq98@511.2IPv6分组结构和ICMPv611.2.2IPv6扩展头部l逐跳选项头部

l目标选项头部

l路由头部

l分段头部

l认证头部

l封装安全有效载荷头部lIPv6协议使用ICMPv6协议作控制协议，ICMPv6的NextHeader值为58。lICMPv6主要有两类功能网络层故障汇报。如：DestinationUnreachable信息类汇报。如网络层故障诊断如ping的基础、实现部分网络层功能如：路由器发现11.2.3ICMPv6

IPv4中的ARP和IGMP协议已被组合到ICMPv6中，RARP协议已从第六版协议簇中删除。第四版和第六版的网络层比较如图所示。

Lizq98@611.2IPv6分组结构和ICMPv611.2.3ICMPv6

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常见的ICMPv6信息报文

l目标不可达（DestinationUnreachable）消息l数据包超长（PacketTooBig）消息

l超时（TimeExceeded）消息

l参数问题（ParameterProblem）消息

l回送请求报文（EchoRequest）

l回送应答报文（Echoreply）消息Lizq98@711.3IPv6的地址和地址配置11.3.1IPv6地址表示

lIPv6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ID

地址极其丰富。地球上的每一粒沙子都可以有一个IPv6地址！

每16位划分为一段，每段转换为一个4位十六进制数，共分为8段，段与段之间用冒号分隔。例如：

FEDC:BA98:7654:686E:0000:1180:096A:1234

1.

首选格式

Lizq98@811.3IPv6的地址和地址配置11.3.1IPv6地址表示

2.

零压缩表示法

地址中有好多个连续的0，表示时可将不必要的0去掉。

例如：

FF05:0000:36AD:0000:0000:0000:0000:3C

可以表示成：FF05:0:36AD::3C

3.

以IPv4地址作为后缀（内嵌）前面部分用冒号十六进制表示，后缀用点分十进制的IPv4地址。例如：0:0:0:0:0:FFFF:

（或表示为::FFFF:）Lizq98@911.3IPv6的地址和地址配置11.3.2IPv6地址分类

1.单播地址

1)可聚合全球单播地址2)链路本地地址

3)站点本地地址

2.组播地址4)其它单播地址

3.任播地址

lIPv4兼容地址

lIPv4映射地址

l6to4地址

Lizq98@1011.3IPv6的地址和地址配置

1.单播地址

2.组播地址

3.任播地址

4.特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00...0(128bits)::/128回送地址00...1(128bits)::1/128组播11111111FF00::/8链路本地地址1111111010FE80::/10网点本地地址1111111011FEC0::/10全局单播（其他）11.3.2IPv6地址分类

Lizq98@1111.3IPv6的地址和地址配置◆

接口ID的生成方法：由IEEEEUI－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◆

EUI－64规范将48比特的MAC地址转化为64比特的接口ID48比特的MAC地址转化后的64比特的接口IDLizq98@1211.3IPv6的地址和地址配置11.3.3IPv6地址配置

l手工配置

l无状态自动配置

l有状态自动配置Lizq98@1311.4IPv4向IPv6过渡的策略11.4.1IPv4向IPv6过渡进程

1.IPv6发展初级阶段

2.IPv4和IPv6共存阶段

3.IPv6占主导地位阶段Lizq98@1411.4IPv4向IPv6过渡的策略11.4.2IPv6过渡技术

1.双协议栈

3.网络地址转换/协议转换技术

应用层协议TCPUDPIPv6协议、IPv4协议物理网络

2.隧道技术Lizq98@1511.4IPv4向IPv6过渡的策略11.4.3IPv6对于中国的机会

由于历史的原因，中国分到的IPv4正式地址数一共才约900万个，而美国斯坦福大学是1700万个，IBM公司则达到3300万个。IPv6为中国提供了一个缩小差距的良机。

l首先能分配到更多的地址。中国将会分配到足够的IPv6地址；

l其次提高了研究和开发的能力。IPv6使中国可以和世界重新站在同一起跑线上，参与世界范围内的竞争；

l另外还具有后发优势。中国更容易首先接受IPv6，从而可以推动IPv6研究、产品开发和应用的全面进步，使中国在下一代国际互联网的竞争中处于有利位置；

lIPv6对于其他亚洲国家（如日本和韩国等）也是一个巨大的机遇。Lizq98@1611.5下一代Internet11.5.1

Internet2

Internet2是一个大学间的合作项目，该项目于1999年2月发布，它的基本目的是开发先进的Internet技术和应用，建立一个能传送全屏幕交互式视频图像并快速下载数据的网络，以满足大学之间在网络上的科学研究、学术交换和教学的需要。Internet2能提供传统的Internet不能实现的应用，例如，远程医疗、数字化图书馆、虚拟实验室等。

Internet2以光纤作为主干，因此有足够的带宽。

我国也在进行下一代网络的建设,这个类似于Internet2的计划由国内高校发起的。多数大学校园网的主干网采用ATM和千兆以太网，并由光纤构成网络主干，因此可迅速发展为支