软考中级网络工程师-第七章

下一代互联网IPv6

IPv4问题与改进

• 1.网络地址短缺：IPv4为32位，IPv6为128位
• 2.地址分配不合理：美国及大型企业居多
• 3.路由速度慢：规模扩大，路由表庞大，处理速度越来越慢，IPv4有13个字段，IPv6有8个字段（现在没有此类问题）
• 4.缺乏安全功能：v4没有加密认证等机制，v6集成IPSec
• 5.不支持新业务功能：v4没有拓展字段，v6支持多报头嵌套
• 6.v6只在源节点进行报文分段，中间路由器不能分段，MTU发现

IPv6报文格式

v6基本头部40字节

• 版本(4 位):用0110指示IPv6

• 通信类型(8 位):用于区分不同的IP分组，相当于IPv4中服务类型字段(实际不用)

• 流标记(20 位):标识某些需要特别处理的分组(实际不用)

• 负载长度(16 位)：表示除了IPv6 固定头部40个字节之外的负载长度，扩展头包含在负载长度之中

• 下一头部(8 位):指明下一个头部类型，可能是IPv6 扩展头部或高层协议的头部

• 跳数限制(8 位):用于检测路由循环，类似TTL

• 源地址(128 位):发送节点的地址

• 目标地址(128 位):接收节点的地址

IPv6拓展头部

0   逐跳选项        由沿途各个路由器处理
60  目标选项        信息由目标节点处理
43  路由选择        给出一个路由器地址列表
44  分段            数据报分段问题
51  认证            接收者进行身份认证
50  封装安全负荷    进行加密

IPv6地址

地址分类

• 单播地址
  1.不确定地址:地址0:0:0:0:0:0:0:0称为不确定地址，不能分配给任何节点
  2.回环地址:地址0:0:0:0:0:0:0:1称为回环地址

• 任意播地址 表示一组接口的标识符，通常是路由距离最近的接口
  1.任意播地址不能用作源地址，而只能作为目标地址
  2.任意播地址不能指定给IPv6 主机，只能指定给IPv6 路由器

• 组播地址
  1.发往组播地址的分组被传送给该地址标识的所有接口
  2.IPv6 中没有广播地址，它的功能已被组播地址所代替
  IPv6组播地址的格式前缀为1111 1111

单播地址

• 可聚合全球单播地址:这种地址在全球范围内有效，相当于IPV4公用地址(前缀为001)

• 链路本地地址:用于同一链路的相邻节点间的通信(前缀为1111 1110 10)结合MAC地址自动生成

• 站点本地地址:相当于IPv4 中的私网地址(前缀为1111 1110 11)

IPv6路由协议

• RIPng、OSPFv3、BGP4 plus
• DHCPv6 无状态配置
• ICMPv6(代替ARP)

过渡技术

• 隧道技术：解决v6节点之间通过v4网络进行通信

• ISATAP隧道技术
  1.自动隧道技术
  2.穿透NAT设备，与私网之外的主机建立IPv6连接

• 6to4隧道、6over4隧道

• 双栈技术：同时运行v4和v6

• 翻译技术：解决纯v6节点与纯v4节点之间通信

• 地址翻译(NAT-PT(协议转换))
  1.实现纯v6节点与纯v4节点之间通信
  (1) 静态nat-pt 1:1
  (2) 动态nat-pt M:N
  (3) 基于端口NAPT-PT M:1