文档介绍：IPV6技术
中大新华周宇文
IPv4潜伏的三大危机
地址枯竭:
IPv4的地址域为32比特,可提供232(约40亿)个IP地址。但因将IP地址按网络规模划分成A、B、C三类后,用户可用地址总数显著减少。根据预测,到2003年~2005年IPv4地址将被用尽。
网络号码匮乏:
在IPv4中,A类网络只有126个,每个能容纳1亿多个主机;B类网络也仅有16,382个,每个能容纳6万多个主机;C类网络虽多达209万余个,但每个只能容纳254个主机。
路由表急剧膨胀:
IPv4的地址体系结构是非层次化的,每增加一个子网路由器就增加一个表项,使路由器不堪重负。
解决措施
暂时缓解三大危机的措施
利用内部地址弥补IP地址的不足
用CIDR扩大网络号码
地址层次化可抑制路径数
彻底消除三大危机的措施—导入IPv6
1990年,IETF开始开发新的IP版本。
1995年12月以RFC1883文件公布了建议标准(proposal standard), (draft standard),1998年7月以RFC2374进一步定义了可聚类的全局单目地址。
新的IP协议的设计目标
支持更多的主机
减小路由表的长度
简化协议,以加快包处理
提供更好的安全性
通过指定范围来改进组播
重视服务类型
主机可不必改变地址而漫游
协议可以继续发展
允许新旧协议共存
SIPP(简单因特网协议增强) ——IPv6 的特性
地址长度增加(128位),IPv6具有与网络适配的层次地址:IPv6的目标是:通过1012个网络连接1015台计算机。
简化包头:仅包含7个字段,提高路由器处理效率。
更好地支持选项
提供安全性:IPv6规定了“认证头标(authentication header)”和“封装安全净荷(ESP:Encapsulation Security Payload)”来保证信息在传输中的安全。
QoS:利用IPv6头标中的8比特业务量等级域和20比特的流标记域可以确保带宽,实现可靠的实时通信。
主要的IPv6头部
0
31位
版本
3
7
15
优先级
流标记
净荷长度(包头后面的数据长度)
下一包头
跳限制
23
源IP地址(128位)
目的IP地址(128位)
头部长度固定,使用扩展头标来处理特殊分组;
删除头标校验和功能;
删除各路由器的分拆成报片的处理功能。
增加了业务量等级和流标记。
优先级:定义IP分组的类型或某个IP分组相对于进入同一网络的其他IP分组的重要程度。
流标记:由产生流的源来指定,它是从1~FFFFF的伪随机数。一个是在资源预留协议(RSVP)中用来标识特定的流;另一个是在标记交换(Tag Switch)中用流标记查找路由,加快路由器转发速度。
净荷长度:指示IP基本头标以后的IP分组剩余部分的长度,单位是字节。
跳限制(hop limit):所有的路由器只对TTL作减1的处理。跳限制不是秒数而是中继点的数目。用来防止寻路发生闭环,可以搜索到离它最近的服务器。
下一包头类型(next header type ):标识IP分组中的基本IP头标的下一个头标。
0
中继点选项头标
4
IP
6
TCP
17
UDP
43
寻路头标
44
报片头标
45
IDRP
46
RSVP
50
封装化安全净荷
51
认证头标
58
ICMP
59
无下一个头标
60
信宿选项头标
下一包头类型
IPv6地址
IPv6地址扩展到128比特,为便于理解协议,设计者用冒号将其分割成8个16比特的数组,每个数组表示成4位的16进数。例如:
FECD:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210
表示方法的优化:
其高位为0,则可省略。例如将0800写成800,
用重叠冒号置换地址中的连续16比特的0。例如,地址0:0:0:BA98:7654:0:0:0可缩写成::BA98:7654:0:0:0或0:0:0:BA98:7654::。
涉及到IPv4和IPv6节点的混合环境时,有时使用X:X:X:X:X:X:,其中X是地址中6个16比特的最高位的16进制值,d是4个8比特的最低位碎片的十进制值(标准IPv4表示法)。例如,0:0:0:0:0:0:: ::
IPv6地址前缀的表示方法
IPv6地址/前缀长度
例如,对60比特的前缀12AB00000000CD3(十六进制),如下表示都是合法的:
12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:000