《Internet技术》第10章IPv6协议.ppt

1、第10章 IPv6协议,1.IPv6概述 IPv6是在IPv4的基础上作为第2代协议出现在Internet上。 2.IPv6数据报格式 (1)IPv6的基本报头格式 IPv6数据报由一个40字节的基本报头、扩展头(0个或多个)和高层数据组成。,基本 报头,扩展 头1,扩展 头N,数据部分,选项,IPv6数据报,IPv6基本报头,40字节,1) IPv6基本报头固定为40字节，减少了需要检查和处理的字段的数量，选路效率明显得到了提高。 2)编址能力 在IPv6中IP地址由IPv4的32位增加到了128位，从而可以支持更多的需要设定地址的节点。更多的地址级别和远程用户自动地址的配置。,3)流标志和

2、业务流类别 IPv4被描述为无连接协议，每个数据报需要找到自己的路径以达到目的地。 IPv6引入流标志，它将单个报文作为一系列源地址和目的地址相同的数据流的一部分，同一个流中的报文具有相同的流标签。 业务流类别字段可用于源结点或转发路由器标志，区分不同IPv6包的类别或优先级。 4) IPv6用跳数限制替代IPv4的生命期 5)下一个头 标识了紧跟在IPv6首部后面的首部类型，可能是扩展首部，也可能是高层数据的首部。 6) IPv6删去IPv4的头标校验和。,(2)IPv6扩展首部 IPv6已经定义了的扩展首部：,IPv6首部 下一个首部=TCP首部,TCP/UDP首部+数据,IPv6首部 下

3、一个首部=路由首部,TCP/UDP首部+数据,路由首部 下一个首部=TCP,IPv6首部 下一个首部=路由首部,分片首部 下一个首部=TCP,路由首部 下一个首部=分片首部,一个IPv6首部可以携带0个、1个或多个扩展首部，每个扩展首部由前一个首部中的“下一个首部”字段标志。,1)逐跳选项首部要求逐跳处理的特殊选项； 2)路由选择首部类似IPv4源选路的扩展路由选择； 3)分片首部包含分片和重装的信息； 4)认证首部提供了分组的完整性及其鉴别； 5)封装安全净荷首部提供了保密手段； 6)目的选项首部包含了由目的节点检查的可选信息。 (3)报文尺寸问题 数据报在不同类型的网络传输，其长度是不同的

4、，例如在分组交换网传输的报文最大长度一般为128字节，IPv6要求每条链路支持1280字节，不满足要求的链路须采用分片和重组机制。,3. IPv6寻址 在IPv4中，一台主机若安装一张网卡，即分配1个IPv4地址； IPv6则不同，通常一台IPv6主机可能有多个IPv6地址。 (1) IPv6地址空间 IPv6采用128位地址长度，寻址空间有2128 个IP地址。 (2)IPv6地址分配 1)地址前缀 IPv6地址的前几位指定了地址类型，包括前几位的变量长度域叫做格式前缀(表10.2所示)。 例： 链路本地单点传送地址 1111 1110 10 结点本地单点传送地址 1111 1110 11,

5、前缀是地址中具有固定值的位数部分或表示网络标识的位数部分。 书写格式为：地址/前缀长度。 例如21DA：D3：/48是一个路由器前缀。 而21DA：D3：0：2F3B：/64是一个子网前缀。 在IPv4采用的子网掩码的点分十进制网络前缀表示法在IPv6中已不用，IPv6仅支持前缀长度表示法。 2)IPv6地址语法 IPv6地址是由冒号分隔的8个16位地址块的16进制串。 例如：FF04：19：5：ABD4：187：2C：754：2B1，(每个字段的前导0不用写)。,3)零压缩 IPv6地址中经常含有一长串的“0”。允许简化表示，使用一对冒号来表示多个16位块的0值。 例如： FF01：0：0：

6、0：0：0：0：5A， 可以写作 FF01：5A， 为了避免二义性，“：”在地址中只能出现一次。 (3)IPv6地址类型 IPv6地址是分配到接口，而非结点。每个接口都属于某个特定结点。IPv6有3种类型地址。 1)单点传送(单播)地址 一个IPv6单点传送地址与单个接口相关连。,在RFC 2373中允许多个接口使用同一地址。 IPv6单点传送地址包括可聚集全球单点传送地址、链路本地地址、站点本地地址和其他一些特殊的单点传送地址。 可聚集全球单点传送地址 可以在全球范围内进行路由转发的地址，格式前为001。 本地使用单点传送地址 链路本地地址，格外前缀为1111 1110 10，用于同一链路的

7、相邻结点间通信； 站点本地地址，格外前缀为1111 1110 11，用于1个站内(私用)地址。,2)多点传送(组播)地址 一个多点传送地址标志多个接口。IPv6中没有广播地址，该功能可由多路传送地址提供。 IPv6的多点传送可以将数据传输给组内所有成员，组的成员是动态的。成员可以在任何时间加入一个组或退出一个组，格式前缀为1111 1111。 3)任意点传送(任播或泛播)地址 任意点传送地址标志一组接口(通常属于不同的结点)，发送给任播地址的包传送到该地址标志的一组接口中根据路由算法度量距离为最近的一个接口。 一个IPv6任意点传送地址被分配给一组接口，目前仅用于目标地址(路由器)。,(4)兼

8、容性地址(混合地址 ) IPv6定义了一种混合地址以便在IPv6环境中方便地表示IPv4地址。在这种方案中，前96位（6组16位块）表示成规则的IPv6格式的地址，而剩余的32位则表示成IPv4通常的“点分十进制表示法”格式。 例如：0：0：0：0：0：0：202.4.10.47。 4.IPv6中的安全协议 由于在IP协议设计之初没有考虑安全性，因而时常发生网络被攻击，机密数据被窃取等事情。从1995年开始制定了IPSec协议。提供了认证和加密两种安全机制。,认证机制是指IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真身份以及数据在传输过程中是否遭到改动；加密机制通过对数据进行编码来保证数据的机密性，以防数据因在传输过程中被他人窃取而失密。 IPSec定义了传输模式SA和隧道模式SA两种。 传输模式SA只能用于两个主机之间的IP通信；而隧道模式SA既可以用于两个主机之间的通信，还可以用于两个安全网关之间或一个主机与一个安全网关之间的IP通信。安全网关可以是路由器、防火墙或VPN设备。,5. IPv4向IPv6的过渡 若要广泛地使用IPv6，就必须将网络的基础设施升级以适应使用新协议的软件。短期的方案可采用 (1)双栈方法和隧 道方法 采用双栈路 由器作为结点路 由器，既可以与 IPv4结点同信，