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1、IPv6 Overview,(1205整理),汇报提纲,为何由IPv4向IPv6升级IPv6基本技术IPv6过渡技术IPv6解决方案IPv6展望,需要升级IPv4吗?,以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功但IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址CIDR,VLSM,NAT,混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地址紧张电话号码要升位啦！IP地址短缺问题直接加速了IPv4升级的需求,为什么要升级到IPv6?,IETF在20世纪90年代提出下一代互联网协议-IPv6目前IPv6成为公认的IPv4未来的升级版本最本质的改进几乎无限的地址空
2、间（地址长度由32位增加到128位）其他（锦上添花）：简单是美简化固定的基本报头，提高处理效率扩展为先引入灵活的扩展报头，协议易扩展层次区划地址格式更具层次性，便于路由聚合即插即用地址配置简化，自动配置贴身安全网络层的IPSec认证与加密，端到端安全Qos 考虑新增流标记域移动便捷Mobile IPv6,IPv6发展阶段,IETF成立IPNG工作组,1992,1994,1995,1996,1999,2001,2002,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-6BONE,IPv6基本协议标准化,IPv6关联协议修订和完善,部分IPv6相关技术还在草案阶
3、段,汇报提纲,为何由IPv4向IPv6升级IPv6基本技术IPv6过渡技术IPv6解决方案IPv6展望,IPv6报头和IPv4比较,版本号,源地址,目的地址,流标签,传输级别,负荷长度,Next Header,Hop Limit,IPv6报头,IPv4报头,IPv6扩展头（一）,IPv4选项 IPv6扩展头源路由选项 IPv6路由扩展头,IPv6基本报头,Next Header=0（逐跳扩展头）,逐跳扩展头,Next Header=51（AH扩展头）,AH扩展头,Next Header=6（TCP头）,IPv6数据,IPv6报文,选项,Next Header类型举例：0 逐跳扩展头1 ICMP
4、v46 TCP17 UDP43 路由扩展头58 ICMPv689 OSPF,TCP报头,TCP数据,IPv6扩展头（二）,IPv6报文扩展头排列（按序）：IPv6基本报头逐跳扩展头（Hop by Hop）路由扩展头分片扩展头AH认证扩展头ESP加密扩展头目的地扩展头上层协议数据报文,IPv6分片和ICMPv6,链路层最小支持1280字节的MTU分片只在报文源端执行中间节点转发时发现报文超过MTU，则丢弃报文使用IPv6的分片扩展头进行分片处理推荐在源端使用Path MTU发现机制使用Path MTU发现更好的利用网络资源,分片扩展头,标识,Next Header,M,Fragment Offs
5、et,是否最后一片,ICMPv6作用与ICMPv4相同，协议号不同增加新的ICMP消息类型（如邻居请求宣告，路由器重配置RR）,IPv6 地址（一）,IPv4地址=网络号+主机号 根据开始比特分为A-E类地址,IPv6地址=前缀+接口标识单点地址（Unicast Address）多点地址（Multicast Address）任意点地址（Anycast Address）,IPv6 地址（二）,IPv6单点地址分类（根据地址范围）：1）可聚集全局单点地址 例 2001:A304:6101:1:E0:F726:4E58（前缀 2001:A304:6101:1:/64）2）链路本地地址 例 FE80:
6、E0:F726:4E583）网点本地地址 例 FEC0:E0:F726:4E58,可聚集全局单点地址层次结构,IPv4组播地址：224.X.X.XIPV6多点地址：组播地址空间更大，区分组播地址范围,11111111,Flags,范围,组播组ID,8,多点地址结构,4,4,112,所有节点的多点地址：FF02:0:0:0:0:0:0:1所有路由器的多点地址：FF02:0:0:0:0:0:0:2 请求节点的多点地址：FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX,001,全局前缀,子网 ID,接口ID,3,16,64,新的全局单点地址结构,45,IPv6 地址（三）,IPv6中无广播地址的类型
7、。用多点地址实现IPv6新类型 任点地址（Anycast）任点地址可用于标识特定ISP的路由器集合等IPv6地址是有范围的 如 链路本地范围（Link-local）网点本地范围（Site-local）（类似于IPv4的私网地址）全局范围（Global scope）PSTN网电话号码地址层次性IPv4地址不得不采用VLSM，CIDRIPv6地址128位地址的层次性重在地址合理规划有序分配,IPv6 邻居发现（一）,IPv4的地址解析 ARPIPv6中扩展为邻居发现协议（Neighbor Discovery）由ICMPv6消息承载，独立于具体链路层动态维护链路内其他邻居节点的状态信息增强更多新的功
8、能,IPv6适用于大量且小型的终端设备，势必加强主机侧功能进一步区分主机和路由器角色不同,IPv6 邻居发现（二）,功能：发现缺省网关 发现前缀和与地址配置相关的配置参数（用于自动配置）建立链路层地址与IPv6地址间的联系（地址解析）检测邻居不可到达(NUD)重复地址检测(DAD)重定向基于5种类型的ICMPv6消息：路由器请求、路由器宣告、邻居请求、邻居宣告 和 重定向消息,发现缺省网关发现前缀信息,邻居请求宣告报文,路由器请求宣告报文,地址解析邻居不可达,反向邻居发现 类似RARP，根据链路地址发现IP地址 最初为帧中继网络设计,IPv6主机无状态自动配置过程：根据本地接口ID自动产生链路
9、本地地址 发出邻居请求，进行重复地址检测 如不重复，链路本地地址生效，节点具备IP连接能力 主机发送路由器请求消息（或接收到路由器定期发送的宣告消息）根据路由器回应的宣告消息，获得本链路前缀信息 前缀+接口ID=主机的全局地址或网点地址,IPv6 自动配置（一）,IPv4中的自动配置 DHCPIPv6主机自动配置：有状态 DHCP 无状态 无需DHCP服务器,路由器请求宣告报文,地址重复检测,本网段前缀信息,前缀+接口ID=获得IPv6地址,IPv6 自动配置（二）,自动生成地址进行地址冲突检测 自动配置的地址有生命期 主机适应地址重配置（Renumber）路由器自动生成链路本地地址 路由器的
10、自动配置和重配置（Router Renumbering“RR”),路由器重配置消息,路由器前缀重配置,前缀 3001:替换为3002:,IPv6路由及链路层,IPv6路由也是基于最长地址匹配的查找动态路由协议通过扩展支持IPv6 RIPng，BGP4+，ISISv6，OSPFv3配置IPv6静态路由示例 ipv6 route 2116:/16 2002:c0a8:6301:1:2 ipv6 route 2118:/16 tunnel 0网络层升级对链路层的影响链路层增加帧协议号以标识承载IPv6PPP的IPCP到IPv6CP其他IPv6 over FR，ATM.,LSA Type Review
11、,LSA Function Code,LSA type,Router-LSA,Network-LSA,Inter-Area-Prefix-LSA,Inter-Area-Router-LSA,AS-External-LSA,Group-membership-LSA,Type-7-LSA,Link-LSA,Intra-Area-Prefix-LSA,1,2,4,3,5,6,7,8,9,0 x2001,0 x2002,0 x2003,0 x2004,0 x4005,0 x2006,0 x0008,0 x2009,0 x2007,IPv6 安全,采用IPSec安全结构将IPSec作为专用扩展头，实现端
12、到端的安全认证报头（AH,Authentication Header）确保源地址真实性以及传输的完整性加密安全载荷（ESP，Encapsulating or Encrypted Security Payload）加密IP包数据区，确保只有目的地节点才能看懂IP包的内容AH和ESP还可以识别重发包,IPv6报头,AH扩展头,IPv6数据,IPv6报头,其他扩展头,加密的IPv6数据,ESP扩展头,认证数据,明文,密文,IPv6 Qos,传输级别域（Traffic Class）和流标签域（Flow Label）增强Qos差分服务和综合服务的支持源IPv6地址和20比特流标签唯一的标识流源节点可通过
13、逐跳扩展头或控制协议RSVP等向中间节点建立的流状态Qos具体机制还在讨论中,流标签 TCP,IP头 TCP 源端口 目的端口,IPv4报文,IPv6报文,映射流1,映射流2,移动IPv6,比移动IPv4有很大改进 无需外地代理 避免迂回路由 充分利用邻居发现功能和IPv6扩展头,家乡网络,Internet,外地网络,家乡代理,移动节点,移动节点,家乡网关,通信伙伴,家乡地址,家乡地址转交地址,移动,外地网关,IPv6组播和上层应用协议,IPv6组播继承了IPv4的组播技术 提供更丰富的组播地址空间 MLD（Multicast Listener Discovery for IPv6）类似IPv
14、4的IGMP PIM等组播路由协议与协议无关，可用于IPv6,IPv4大量上层的应用层协议需要移植到IPv6中 部分应用层协议可以直接基于IPv6 Socket Telnet等 部分协议含IP地址的应用层需要为IPv6扩展 DNS for IPv6，DHCPv6，FTP for IPv6等,TCP/UDP,IPv6/IPv4应用层,IPv4,IPv6,链路层,IPv6应用,窄带业务与宽带业务模式不同(对称?实时?)客户服务器模式 vs 端到端模式 Dial-up Internet vs Always Online 构筑移动互联网 IPv6提供双向通信带来新的业务 IPv6充分满足那些拥有庞大数量的各式终端型设备的网络,谢谢！,
