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1、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,IPv4 and IPv6,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200
2、5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
3、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0000FFFF。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
4、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:130bFF01:0:0:0:0:0:0:1 FF01:10:0:0:0:0:0:0:1 :10:0:0:0:
5、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: 0000:0000:0000:0000:0000:000
6、0:0000:0000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
7、: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:
8、 链路本地地址 (starts with FE80:/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RFC 4291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 (:1/12
9、8) 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
10、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-bit MAC格式中间插入16bit FFFE 扩展成 64 bits格式(EUI-64)确定 Ethernet MAC 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
11、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:
12、StaticRIPng (RFC 2080)OSPFv3 (RFC 2740)IS-IS for IPv6MP-BGP4 (RFC 2545/2858)EIGRP for IPv6启用任何路由协议必须使用 ipv6 unicast-routing 命令,RIPng (RFC 2080),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
13、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。,Cisco IOS 双栈,Cisco IOS 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，
14、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,ipv6 unicast-routing,RouterX(config)#,启用IPv6单播数据流转发,ipv
15、6 address ipv6prefix/prefix-length eui-64,接口配置 IPv6 地址,RouterX(config-if)#,IPv6 地址配置示例,Cisco IOS IPv6 名称解析,静态地指定 IPv6 地址对应的主机名,ipv6 host name port ipv6addr ipv6addr .,RouterX(config)#,RouterX(config)# ipv6 host router1 3ffe:b00:ffff:b:1,指定路由器使用 DNS 服务器,ip name-server address,RouterX(config)#,RouterX
16、(config)#ip name-server 3ffe:b00:ffff:1:10,Cisco IOS软件进程中2种方式执行IPv6名称解析:,配置和核实 RIPng,ipv6 router rip tag,RouterX(config)#,路由器上定义一个RIPng进程,ipv6 rip tag enable,RouterX(config-if)#,在接口上启用 RIP,show ipv6 rip,显示RIP进程各种状态,show ipv6 route rip,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位的全局前缀, 16位的子网ID和64位的接口ID组成. 分配IPv6地址的方式有多种: 静态地分配, 无状态自动配置和DHCPv6. Cisco 支持所有主要的 IPv6 路由选择协议: RIPng, OSPFv3和EIGRPv6.要从 IPv4过渡到IPv6 ,可以使用双栈, 隧道技术和NAT-PT.要启用IPv6路由选择,可使用 ipv6 unicast-routing ,要给接口分配地址并启用IPv6 路由选择协议,可以使用命令 ipv6 address ipv6-address/prefix-length,
