文档介绍：第三章 IPv6及其过渡技术
概述
IPv6协议
IPv4/IPv6过渡技术
概述
IPv4协议的不足
的飞速发展和网络规模不断扩大,IPv4协议逐渐显露出不足:
(1)IP地址枯竭
IPv4协议的地址长度32位, 这对于全球用户远远不够。由于历史的原因,各国IP地址分配不均衡的现象非常严重。目前,我国能分配到的IP地址不足2亿。
(2)缺乏服务质量(QoS)保证
尽管IPv4设置了TOS字段,但几乎所有的IPv4路由器都不支持该字段。实时性不强,对移动业务的支持不足。
(3)缺乏安全性
IPv4几乎没有安全性考虑,分组承载的信息易被泄露,分组的合法性也难以得到认证。
概述
(4)路由效率低。
的规模不断扩大, IPv4的路由表越来越庞大,路由效率越来越低。
(5)分组头部复杂。
可变长的头部、选项、部分实际几乎不使用的字段,使路由器不能迅速处理分组。
IPv6协议的新特性
(1)l28位地址空间
l28位地址空间彻底解决了IPv4地址匮乏的问题。这样庞大的地址空间几乎可以让全世界所有的通信设备、移动设备及其他设备如电视、电话、手机甚至手表、冰箱都可以拥有一个IP地址。
(2)简化协议报头
IPv4采用固定的报头,仅含有8个字段( IPv6有13个字段),有效减少了路由器对报头的处理开销。
概述
(3)完善的 QoS。
IPv6协议采用业务流的概念保证服务质量。IPv6报头中定义了“流标签”字段,路由器接收到数据包后,可以通过验证流标签知道分组的QoS需求。
(4)良好的安全性。
IPv6协议支持IPSec。IPv6包含两个提供安全保证的扩展报头:认证报头(AH)和封装安全有效载荷报头(ESP),认证报头定义了数据认证的应用方法,封装安全有效载荷报头提供了网络层数据加密的方法。
(5)高效的路由。
IPv6 通过网络地址的层次划分,抑制了路由表的膨胀从而提升了查询路由表的效率和IP分组的转发速度。
IPv6地址
(1)IPv6地址表示方法
标准格式
将128位地址按16位划分为8段,每段用冒号隔开。每段16位表
示为一个4位的十六进制数,十六进制字符不区分大小写。
假设一个128位的二进制IPv6地址为:
0010000010000010000100001000010010000100010000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000001000001011100001010000
将每段转换为一个4位的十六进制数,并用冒号隔开:
2082:1084:8440:0000:0000:0000:0020:B850
压缩格式
使用标准格式时,IPv6地址中大都包含大量的“0”,甚至整
段都是0。为了简化输入可将整段的“0”压缩为一个。上述地址
可简化为:2082:1084:8440:0:0:0:20:B850
当地址中存在一段或多段连续为0时,为了缩短地址长度,可用
“::”(两个冒号)表示,一个IPv6地址中只允许出现一个“::”。
上述地址可进一步简化为:2082:1084:8440::20:B850
IPv6协议
内嵌IPv4地址的格式
这种地址表示方法用于IPv4/IPv6的过渡技术。在IPv4 和 IPv6 节点混合的网络环境下,将 IPv4 地址嵌入在 IPv6 地址中,即 X:X:X:X:X:X: 。
其中 6个X 是地址的高阶 16 位字段,4个 d 为标准IPv4 地址。内嵌IPv4地址的IPv6地址形式包括如下两种:
①IPv4映射地址
如:0:0:0:0:0:FFFF: 或::FFFF:
②IPv4兼容地址
如:0:0:0:0:0:0: 或::
IPv6协议
IPv6协议
(2)IPv6地址类型
单播地址
单播地址表示单个主机或一台主机的单个接口的IPv6地址。若一台主机如果拥有多个接口,则为每个接口分配一个单播IPv6地址。IPv6单播地址主要包括下面几种:
①聚合的全球单播地址
聚合的全球单播地址的格式的前3位固定为001,相当于IPv4公网地址。其结构如下:
FP:3位,前缀格式,值为“010”,表示聚合的全球单播地址。
TLA ID:13位,顶级聚合标识符,表示路由分级结构中的最顶层。
RES:8位,保留字段,现阶段通常设置为零。
NLA ID:24位,下一级聚合标识符;拥有一个TLA ID的机构同时拥有了24