推广不收费的网站有哪些,图片编辑器免费,旅游网站建设成都,创建全国文明城市工作要求第十一章 IPv6概述
11.1 背景 根本原因是#xff1a;IPv4地址枯竭#xff0c;IPv6是IPV4的升级版本
11.1.1 IPv6地址的优势#xff1a;
地址空间足够大 128bit支持即插即用底层化地址结构#xff1a;地址分配有一定的标准相比于IPv4简化了报文的头部#xff0c;提高了…第十一章 IPv6概述
11.1 背景 根本原因是IPv4地址枯竭IPv6是IPV4的升级版本
11.1.1 IPv6地址的优势
地址空间足够大 128bit支持即插即用底层化地址结构地址分配有一定的标准相比于IPv4简化了报文的头部提高了转发效率安全特性IPv6支持对IPv6报文进行认证AH和加密ESP移动性对于移动网络实时通信有较大改进整个移动网络性能有比较大的提升。增强Qos功能Flow Label字段。
11.1.2 IPv6的过渡技术 IPv4地址枯竭由于IPv6地址设计之初不兼容IPv4地址因此出现了一些共存技术通过共存技术使得网络在IPv4向IPv6过渡的过渡过程中平缓演进。
隧道技术通过隧道技术使得IPv4孤岛在IPv6的网络中可以通信或者IPv6孤岛可以在IPv4的网络中进行通信。双栈技术设备同时支持IPv4和IPv6技术地址转换技术将IPV4地址与IPV6地址之间进行互换对报文头部进行整个更换满足通信需求。NAT64
11.1.3 IPv6路由协议
OSPFv3 新的协议与OSPFV2不兼容用于支持IPv6 基于链路层运行取消了LSA头部中的IP地址与网络层解耦实现拓扑与路由计算分离新增LSA支持路由的传递ISIS协议协议版本未变 通过新增一个网络层标识符和多个2个TLV用于传递路由BGP协议多协议BGP协议本身版本未变 通过增加支持支持IPv6地址簇通过增加两个NLRI支持IPV6的路由发布和撤销。PIM协议协议版本未变 协议本来就是协议无关组播协议仅源目IP地址为IPv6地址
11.2 IPv6地址
11.2.1 IPV6地址格式 128bit组成分为网络前缀IPv4的网络前缀和接口标识IPv4的主机位通过冒分16进制表示每16bit位一个小组总共8小组。掩码表示网络前缀的长度掩码仅能通过数值表示。 例如2001:0DB8:2345:CD30:1230:4567:89AB:CDEF/64 IPV6地址的三种格式
首选格式没有经过压缩的格式每16bit以小组共8组没有简写 例如2001:0DB0:0000:0001:0000:0000:0000:45ff/64压缩格式 每段前导0可以省略但是如果该段为全0则至少保留一个“0”字符拖尾的0不能被省略。一个或多个连续的段为全0时可用“::”表示整个IPv6地址缩写中只允许有一个“::”。结果例如2001:DB0:0: 1::45ff/64、或者2001:DB0:: 1:0:0:0:45ff/64内嵌IPv4地址的格式,用于IPv4、IPv6相互兼容 地址的前96bit为IPv6地址格式后32bit为IPv4地址格式。IPv6部分可采用首选或压缩格式IPv4部分采用点分十进制格式。例如0:0:0:0:0:0:166.168.1.2/64。或者是::166.168.1.2/64
11.2.2 IPV6组成
前缀部分注意前缀的长度掩码 2001::/16 //用于IPV6网络的公网地址已分配的IPV6地址的前三bit固定为0012002::/16 //用于ipv6 6to4隧道专用地址FE80::/10 //链路本地地址用于链路本地通信使用仅链路有效。多种协议使用该地址进行通信。FF00::/8 //IPV6的组播地址::/128 //未指定地址与IPV4的0.0.0.0相似::1/128 //环回口地址。接口ID部分手工、动态获取DHCPv6、无状态自动配置EUI-64系统自动生成如Windows系统根据一定算法计算得到接口ID 动态获取EUI-64方式该方式用于无状态自动配置通过ICMPv6的报文通告前缀自动根据EUI-64算法计算出接口ID组合前缀和接口ID形成IPv6地址。EUI-64计算和IPV6生成无状态自动配置 48bit的MAC地址前24bit是OUI后24bit厂商指定在OUI和厂商指定的部分中间插入FFFE并将MAC地址的第7bit取反为0的取值1形成了64bit的接口ID根据收到的64位前缀组合成IPV6地址。
11.2.3 IPv6地址分类
任播地址主要用于DNS和HTTP协议将同一个单播地址配置在不同的设备上并携带任播参数终端访问任播地址选择最近的路由到达。当最近的出现故障路由收敛后再次选择剩余的设备中最近的任播地址进行访问。组播地址FF00::/8前缀表示IPv6中接受相同数据的一组成员。与IPv4概念相同。 结构FF4bit Flags4bit Scop字段80bit预留字段32bit组播组ID FF固定1BFlags0000表示永久组播组地址0001表示临时组播组地址。Scop范围表示该组播地址的有效范围0预留的2表示链路本地范围FF021E表示全球范围FF0E1常用组播地址 FF02::2 //所有路由器节点组播地址FF02::1 //所有设备节点的组播地址FF02::5 //所有启用了OSPFV3的接口的组播地址FF02::6 //OSPFv3的DR的组播地址FF02::D //PIMv2协议的组播地址224.0.0.13IPv6组播地址对应的组播MAC地址 该组播MAC地址的前16bit固定为33:33将IPV6组播地址的后32bit复制到组播MAC地址后32bit形成33:33复制部分形成IPv6地址对应的组播MAC地址。被请求节点组播组地址 FF02::1:FF00:1 //被请求节点组播组地址格式FF02::1:FF00/104 前缀固定24bit内容从单播/任播IPV6地址映射而来用于邻居发现类似IPV4的 MAC地址解析和重复地址检测IPV4 免费ARP邻居发现通过被请求节点组播组地址进行类似ARP解析地址的过程。 PC1和PC2直连进行通信PC1封装NS报文ICMPV6 135号用于请求邻居PC2的MAC地址报文内容帧头IPv6头部ICMPv6报文 IPv6报文中的原IP地址为自己的IPV6的地址目的IPv6地址为被请求单节点对应的组播组地址PC2对应的被请求节点组播组地址。ICMPv6报文内的目标地址PC2的单播地址源MAC地址是自己的MAC地址。帧头中源MAC地址是自己的MAC地址目的MAC地址是被请求节点组播组地址对应的组播MAC地址33:33IPV6地址后32bit除被请求节点PC2收到外需要回复其他节点收到后发现被请求节点组播组地址不是自己的IP地址加入的被请求节点组播组地址从而丢弃报文。PC2单播回复响应报文NA报文。单播相应中的ICMPv6报文中的目标地址是本端的IPv6地址对端请求解析的地址。单播地址 全球单播地址GUA类似IPV4的公网IP地址已分配的IP地址前3bit位001即第一个16进制字符为2或者3本地唯一地址LUA类似IPV4的私网地址具有全球唯一性前缀FC::/7分为了两个部分FC::/8和FD::/8目前使用的仅FD::/8另一半用于以后扩展。链路本地地址LLA作用范围仅在本链路有效格式 FE80::/10 //其中前缀/10的bit保持不变54bit 064bit接口ID
11.3 IPv6报文格式
11.3.1 IPv6的报文格式 IPv6头部固定40B包含以下字段
Version版本4bit取值6表示IPV6Traffic class流分类8bit对IPv6数据包进行标识的类似IPv4 TOS字段Flow Label流标签20bit对IPv6报文进行标识用于增强Qos功能Payload Length载荷长度16bit不包含IPv6头部包含IPv6扩展头部和载荷部分的总长度。Next Header下一个头部8bitIPV6基本头部之后的数据应该交给谁处理用于标识上层协议。为6表示上层协议是TCP为17表示是UDP为其他的表示是其他协议。每一个扩展头部也有对应的协议号。Hop Limit跳数限制8bit类似IPV4的TTL值用于三层环路预防。源IP地址通信的源IPV6地址目的IP地址通信的目的IPv6地址
11.3.2 IPv6与IPv4的变化 取消了一些字段
IPv6头部长度固定40B因此取消了IPv4头部有的“头部长度”字段。IPv6的分片在源端进行IPv4的包分配在任何设备上需要的时候进行。因此取消了IPv4“标识”、“标志”、“片偏移”字段通过分片扩展头部携带根据需要携带该功能。取消了IPV4中包含的头部校验和字段2层和4层都已经校验IPv6认为3层网络层不需要再重复校验取消了Option字段Option字段中的源路由功能通过IPV6扩展头部根据需求携带。取消了Padding字段由于IPV6都不定长为40B是4B的倍数不需要填充到4B倍数因此基本头部中取消该字段。 增加了功能
增加了Flow Label字段用于增强QoS功能。 修改了字段名称
修改了字段名称使得字段名称更加精确Hop Limit、Next Header、Traffic class字段
11.3.3 IPv6扩展头部格式 IPV6扩展头部格式
下一个头部字段标识上层协议或者下一个扩展头部如有扩展头部长度扩展头部的长度不包含下一个头部字段扩展头部数据扩展头部的数据部分不是载荷数据可变长字段通常通过填充字段使得扩展头部为8B的整数倍。
11.3.4 IPv6的扩展头部
逐跳选项头部如果要携带该扩展头 Next Header取值为0标识该下一个头部为该扩展头。每个路由器都需要处理的头部比如:巨型净荷选型允许IPv6报文的最大字段是65535B目的选项头部如果要携带该扩展头 Next Header取值为60标识该下一个头部为该扩展头。目的选项扩展头部携带的只有目的地址可以处理的信息。路由选项头部如果要携带该扩展头 Next Header取值为43标识该下一个头部为该扩展头。作用类似IPV4中的宽松源站路由在该头部中携带一系列去往目的地需要经过的IPv6地址根据其中Segment 字段将列表中的地址更新到基本IPV6头部中的目的地址字段从而控制IPV6报文的转发路径。分段选项头部如果要携带该扩展头 Next Header取值为44标识该下一个头部为该扩展头。通过Path MTU发现发现转发源目IPv6地址的报文经过的路径上最小的MTU值在源端进行IPv6分片并携带该扩展头部用于报文的重组。认证选项头部AH如果要携带该扩展头 Next Header取值为51标识该下一个头部为该扩展头。用于支持IPV6报文的认证防止报文被篡改。封装安全载荷头部ESP如果要携带该扩展头 Next Header取值为50标识该下一个头部为该扩展头。用于支持IPV6报文的加解密
11.3.5 扩展头部出现的顺序 如果IPv6报文中携带多个IPV6的扩展头部则按照以下顺序出现 基本头部逐跳选项目的选项路由选项分段认证封装安全净荷目的选项上层协议头部
除了目的选项可以出现两次一次在路由选项前一次在上层协议头前其他的扩展头部只能出现一次。逐跳选项扩展头被沿途所有的路由器查看其他的扩展头正常的转发都不会被查看保证转发效率。
