計算機網(wǎng)絡(luò)計算基礎(chǔ)課件8 網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)

本章學習目標掌握云計算的概念和云計算的三種服務(wù)模式掌握物聯(lián)網(wǎng)的概念、層次結(jié)構(gòu)和主要應用熟練掌握移動IP技術(shù)的基本原理熟練掌握MPLS技術(shù)的基本原理和主要應用熟練掌握IPv6的特點、編址方式和書寫方式掌握IPv6的過渡技術(shù)18.1云計算8.1.1云計算的形成與發(fā)展云計算（cloudcomputing）是分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后，通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。云計算技術(shù)早期就是簡單的分布式計算，解決任務(wù)分發(fā)，并進行計算結(jié)果的合并。因而，云計算又稱為網(wǎng)格計算。從廣義上說，云計算是與信息技術(shù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一種服務(wù)虛擬化是今天云計算基礎(chǔ)架構(gòu)的核心28.1云計算在2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官EricSchmidt在搜索引擎大會SESSanJose2006上首次提出“云計算”的概念。這是云計算發(fā)展史上第一次正式地提出這一概念，有著巨大的歷史意義。2007年以來，“云計算”成為了計算機領(lǐng)域最令人關(guān)注的話題之一，同樣也是大型企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)著力研究的重要方向。38.1云計算8.1.2云計算的服務(wù)類型1、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService，IaaS）

是主要的服務(wù)類別之一，它向云計算提供商的個人或組織提供虛擬化計算資源，如虛擬機、存儲、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)。48.1云計算8.1.2云計算的服務(wù)類型2、平臺即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）

是一種服務(wù)類別，為開發(fā)人員提供通過全球互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建應用程序和服務(wù)的平臺。Paas為開發(fā)、測試和管理軟件應用程序提供按需開發(fā)環(huán)境。58.1云計算8.1.2云計算的服務(wù)類型3、軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS）

也是其服務(wù)的一類，通過互聯(lián)網(wǎng)提供按需軟件付費應用程序，云計算提供商托管和管理軟件應用程序，并允許其用戶連接到應用程序并通過全球互聯(lián)網(wǎng)訪問應用程序。68.1云計算8.1.3云計算的應用（1）存儲云。云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。（2）醫(yī)療云。是指在云計算、移動技術(shù)、多媒體、4G通信、大數(shù)據(jù)、以及物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合醫(yī)療技術(shù)，使用“云計算”來創(chuàng)建醫(yī)療健康服務(wù)云平臺，實現(xiàn)了醫(yī)療資源的共享和醫(yī)療范圍的擴大。78.1云計算8.1.3云計算的應用（3）金融云。是指利用云計算的模型，將信息、金融和服務(wù)等功能分散到龐大分支機構(gòu)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)“云”中，旨在為銀行、保險和基金等金融機構(gòu)提供互聯(lián)網(wǎng)處理和運行服務(wù)，同時共享互聯(lián)網(wǎng)資源，從而解決現(xiàn)有問題并且達到高效、低成本的目標（4）教育云。實質(zhì)上是指教育信息化的一種發(fā)展。具體的，教育云可以將所需要的任何教育硬件資源虛擬化，然后將其傳入互聯(lián)網(wǎng)中，以向教育機構(gòu)和學生老師提供一個方便快捷的平臺。88.2物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）的概念最早由美國麻省理工學院的Ashton教授與1998年提出。我們可以首先很簡單地從字面上去理解這個概念，和互聯(lián)網(wǎng)（因特網(wǎng)）相對應，互聯(lián)網(wǎng)就人與人相連的網(wǎng)，因為每一臺聯(lián)網(wǎng)計算機的背后都代表著使用這個計算機的用戶。那么物聯(lián)網(wǎng)呢？就是物與物的相連，一臺智能空調(diào)、一棵樹、一只藏羚羊、一棟建筑物……任何物體，只要有需要，都可以連接上網(wǎng)，彼此互相通信。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了物與物的通信，人與物的通信，它的終極目標就是萬物相連。98.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.1物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。108.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.1物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起世人的重視。1998年，美國麻省理工學院創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想。1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，主要是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上。過去在中國，物聯(lián)網(wǎng)被稱之為傳感網(wǎng)。中科院早在1999年就啟動了傳感網(wǎng)的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網(wǎng)。同年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出了，“傳感網(wǎng)是下一個世紀人類面臨的又一個發(fā)展機遇”。2003年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。118.2物聯(lián)網(wǎng)12

物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)8.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.2物聯(lián)網(wǎng)的前沿問題（1）信息安全與隱私保護。物聯(lián)網(wǎng)的信息安全包括機密性、完整性、不可抵賴性、可用性、可控性等多個方面。而物聯(lián)網(wǎng)的隱私保護問題與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比則顯得更加突出，這些隱私主要包括個人信息、身體狀況、位置信息、財產(chǎn)和自我決定等。138.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.2物聯(lián)網(wǎng)的前沿問題（2）大數(shù)據(jù)。是指其大小超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫工具存取和分析能力的數(shù)據(jù)集，其具有4V特征，即大量（Volume）、多樣（Variety）、高速（Velocity）、價值（Value）。大數(shù)據(jù)技術(shù)就是對大數(shù)據(jù)進行存儲、傳輸、分析和處理的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)推動了大數(shù)據(jù)時代的提前到來，一方面，物聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)的重要來源之一，另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供強有力的保障。148.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.2物聯(lián)網(wǎng)的前沿問題（3）云計算。當云計算和物聯(lián)網(wǎng)交匯在一起會產(chǎn)生什么樣的碰撞呢？這就是所謂的“云物聯(lián)”。云物聯(lián)將使個人和中小企業(yè)以最低的成本和代價組建和接入物聯(lián)網(wǎng)、避免基礎(chǔ)設(shè)施投資，將資金用于為客戶更好的提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。在云計算的強大支持下，21世紀的物聯(lián)網(wǎng)必將更加普及個高效。158.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.2物聯(lián)網(wǎng)的前沿問題（4）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。將物聯(lián)網(wǎng)對傳統(tǒng)工業(yè)的影響稱之為“第四次工業(yè)革命”，或稱為“工業(yè)4.0”。簡單的來說，工業(yè)4.0是從嵌入式系統(tǒng)到信息物理融合系統(tǒng)的變革，其核心是通過信息物理融合系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用，將信息網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)充分融合，實現(xiàn)價值鏈上企業(yè)間的橫向集成、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的縱向集成，以及端對端的工程數(shù)字化集成，打造工業(yè)、工業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)全面交叉滲透的“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”，推進生產(chǎn)或服務(wù)模式由集中式控制向分散式控制轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)高度靈活的個性化、數(shù)字化生產(chǎn)或服務(wù)，使生產(chǎn)更智能、更高效、更快速、更經(jīng)濟。168.2物聯(lián)網(wǎng)8.2.3物聯(lián)網(wǎng)的應用（1）智能交通（2）智能家居（3）公共安全178.3移動IP8.3.1移動性對網(wǎng)絡(luò)應用的影響當用戶在移動過程中從一個無線路由器的覆蓋范圍進入另一個無線路由器的覆蓋范圍時，麻煩就出現(xiàn)了，用戶使用的IP地址在歸屬上屬于前一個路由器，即該IP地址和前一個無線路由屬于同一個網(wǎng)絡(luò)前綴。所有發(fā)往該用戶的數(shù)據(jù)報都會轉(zhuǎn)發(fā)給前一個路由器，然而此時，前一個無線路由器和用戶已經(jīng)斷開了聯(lián)系！前一個路由器如何才能將收到的數(shù)據(jù)報交給已經(jīng)不在它的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的用戶呢？這正是移動IP技術(shù)所要解決的核心問題。188.3移動IP8.3.2移動IP工作原理在移動IP中，每個主機都有一個默認連接的或初始申請接入的網(wǎng)絡(luò)，被稱為歸屬網(wǎng)絡(luò)（HomeNetwork）。移動主機在歸屬網(wǎng)絡(luò)的IP地址稱為歸屬地址（HomeAddress）或永久地址（PermanentAddress），因為這個地址在移動主機的整個移動通信過程中始終不變。在歸屬網(wǎng)絡(luò)中代表移動主機執(zhí)行移動管理功能的實體稱為歸屬代理（HomeAgent）。移動主機當前漫游所在的網(wǎng)絡(luò)稱為外地網(wǎng)絡(luò)（ForeignNetwork）或被訪網(wǎng)絡(luò)（VisitedNetwork）。在外地網(wǎng)絡(luò)中幫助移動中主機執(zhí)行移動管理功能的實體叫外地代理（ForeignAgent），外地代理會為移動主機提供一個臨時使用的屬于外地網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)交地址（Care-ofAddress）。198.3移動IP20移動IP的基本原理8.3移動IP8.3.2移動IP工作原理當移動主機外出漫游到外地網(wǎng)絡(luò)時，由歸屬代理代收所有發(fā)給移動主機的數(shù)據(jù)報，并利用轉(zhuǎn)交地址將數(shù)據(jù)報通過IP-in-IP隧道轉(zhuǎn)發(fā)給移動主機所在網(wǎng)絡(luò)的外地代理，最后再由外地代理轉(zhuǎn)發(fā)給移動主機。而上述過程對任何與移動主機進行通信的其他主機來說都是完全透明的，也就是說，這些主機上不需要安裝任何特殊的協(xié)議和軟件來支持移動IP應用。一般來說，歸屬代理和外地代理分別配置在各自網(wǎng)絡(luò)的路由器上。但有時候也可以由專門的主機或服務(wù)器來承擔代理功能。218.3移動IP8.3.3移動IP的核心問題（1）代理發(fā)現(xiàn)與注冊。如圖所示，主機A漫游到外地網(wǎng)絡(luò)時，利用代理發(fā)現(xiàn)協(xié)議與該網(wǎng)絡(luò)的外地代理建立聯(lián)系，并從外地代理處獲得轉(zhuǎn)交地址。同時A向外地代理注冊自己的永久地址和歸屬代理地址。外地代理將A的永久地址登記在自己的注冊表中，并向其歸屬代理告知A的轉(zhuǎn)交地址。歸屬代理記錄下A的轉(zhuǎn)交地址，此后，歸屬代理代替A接收所有發(fā)送給A的數(shù)據(jù)報，并利用隧道技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給A。228.3移動IP8.3.3移動IP的核心問題（2）固定主機向移動主機發(fā)送數(shù)據(jù)報。當固定主機B要發(fā)送數(shù)據(jù)報給A時，與往常相同（因為移動IP對B來說是“透明的”），數(shù)據(jù)中源地址為B，目的地址為A的永久地址。數(shù)據(jù)報經(jīng)過的路徑為：從B到歸屬代理，歸屬代理到外地代理，外地代理再到移動主機A。在實現(xiàn)細節(jié)上我們重點看一下如下三個問題是如何解決的：①歸屬代理如何截獲B發(fā)給A的數(shù)據(jù)報②轉(zhuǎn)交地址的作用③外地代理如何發(fā)送數(shù)據(jù)報給移動主機A238.3移動IP8.3.3移動IP的核心問題（3）移動主機向固定主機發(fā)送數(shù)據(jù)報。如果有數(shù)據(jù)報需要從移動主機A發(fā)往固定主機B，則非常簡單，A僅需要將源地址為其永久地址、目的地址為B的數(shù)據(jù)報按照正常流程發(fā)送即可。其中的關(guān)鍵就在于，根據(jù)IP協(xié)議，路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報時，只看目的地址，而并不關(guān)心源地址是什么，因此源主機A是否處于移動狀態(tài)對路由器來說毫無關(guān)系。248.3移動IP（4）同址轉(zhuǎn)交地址很多時候為了方便，我們直接將外地代理配置在移動主機上，這時的轉(zhuǎn)交地址被稱為同址轉(zhuǎn)交地址（Co-LocatedCare-ofAddress）。這個地址既是外地代理的地址也是移動主機的地址，因為它們就是同一臺計算機。使用同址轉(zhuǎn)交地址時，移動主機上要運行一個外地代理軟件，此時外地網(wǎng)絡(luò)應當使用DHCP協(xié)議使移動主機能夠自動獲取IP地址。258.3移動IP（5）三角形路由問題解決問題的一個可行方法是，要求固定主機B也配置一個通信代理，所有發(fā)送給移動主機的數(shù)據(jù)報都要通過這個通信代理來轉(zhuǎn)發(fā)。該通信代理先從A的歸屬代理處獲得A的轉(zhuǎn)交地址，之后所有的數(shù)據(jù)報都利用A的轉(zhuǎn)交地址通過IP隧道發(fā)送給A的外地代理，無需再經(jīng)過A的歸屬代理。但是這種方法大大增加了協(xié)議的復雜性，并且對固定主機B來說失去了透明性。該問題目前尚無完美的解決方案。268.3移動IP8.3.4移動IP的標準當前移動IP標準是RFC3344，該標準并不是要替代現(xiàn)有的IP協(xié)議，而是對現(xiàn)有IP協(xié)議（IPv4）的補充，該標準主要包括以下三部分：（1）代理發(fā)現(xiàn)。定義歸屬代理或外部代理向移動主機通告其服務(wù)時所使用的協(xié)議，以及移動主機請求一個外部代理或歸屬代理的服務(wù)時所使用的協(xié)議。其中最重要的就是外部代理要將轉(zhuǎn)交地址通告給移動主機。278.3移動IP8.3.4移動IP的標準（2）信息注冊。定義移動主機向外地代理注冊或注銷永久地址，歸屬代理地址等信息，以及移動主機或外地代理向歸屬代理注冊或注銷轉(zhuǎn)交地址。（3）間接路由定義了數(shù)據(jù)報由一個歸屬代理轉(zhuǎn)發(fā)給移動主機的方式，包括轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報的規(guī)則，差錯處理規(guī)則和幾種不同的封裝形式[RFC2003,2004]。288.4MPLS技術(shù)

多協(xié)議標簽交換（MultiprotocolLabelSwitching，MPLS）[RFC3031][RFC3032]是一種將虛電路的優(yōu)點和數(shù)據(jù)報交換的靈活性、健壯性相結(jié)合的技術(shù)。它通過借鑒虛電路的一個重要概念—“標簽”，改善了IP路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速度。支持MPLS技術(shù)的路由器稱為標簽交換路由器（LabelSwitchingRouter，LSR）。298.4MPLS技術(shù)

一方面，MPLS依靠IP地址和IP路由選擇協(xié)議來工作；另一方面，MPLS能使標簽交換路由器通過檢查相對較短的，長度固定的標簽來轉(zhuǎn)發(fā)分組，這里的“標簽”作用與虛電路技術(shù)中的“虛電路號”非常相似。308.4MPLS技術(shù)8.4.1MPLS的基本原理圖中顯示了一個短的MPLS首部位于第二層（如PPP或以太網(wǎng)）首部和第三層（如IP）首部之間。在IP首部之前插入MPLS首部也被俗稱為“給IP數(shù)據(jù)報打上標簽”。31

MPLS首部結(jié)構(gòu)8.4MPLS技術(shù)

MPLS首部的主要字段是：（1）標簽字段，占20位，其作用類似于虛電路號；（2）試驗：占3位，保留用于試驗；（3）標志位S：指示是否為第一個MPLS首部；（4）壽命字段TTL，占8位。MPLS允許一個IP數(shù)據(jù)報被多次打上標簽。S為1表示這是第一個打上的標簽，S為0表示該MPLS首部后面還有一個MPLS首部。這種結(jié)構(gòu)非常類似于IP-in-IP隧道技術(shù)。利用標志位S可以很方便的實現(xiàn)MPLS隧道和VPN。328.4MPLS技術(shù)

一個MPLS幀只能夠在兩個標簽交換路由器之間轉(zhuǎn)發(fā)，而不能通過普通路由器，因為MPLS首部和IP數(shù)據(jù)報的首部完全不同。多個相鄰的標簽交換路由器互連構(gòu)成了一個MPLS域。在MPLS域中，標簽交換路由器不需要提取IP數(shù)據(jù)報首部的IP地址，也不需要以最長前綴匹配法來查找路由表，而是通過在一個很簡單的轉(zhuǎn)發(fā)表中查找MPLS標簽來轉(zhuǎn)發(fā)MPLS幀，然后立即將MPLS幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應的輸出接口。這種轉(zhuǎn)發(fā)的速度比普通路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報要快得多。338.4MPLS技術(shù)34

MPLS幀的轉(zhuǎn)發(fā)8.4MPLS技術(shù)

路由器R3、R4、R5和R6都是MPLS標簽交換路由器，它們構(gòu)成了一個MPLS域。R1和R2是普通的IP路由器。R6能夠通過接口0到達網(wǎng)絡(luò)N2，并為此分配入標簽7（注意：虛電路是有方向的連接，不同方向的虛電路其虛電路號也不同，因此這里的標簽也根據(jù)方向分為出標簽和入標簽）。R6會將此信息告知R4和R5。R4向R3通告具有入標簽9的MPLS幀將被轉(zhuǎn)發(fā)到N2。R5向R3通告具有入標簽5和10的MPLS幀將被分別轉(zhuǎn)發(fā)到N2和N1。358.4MPLS技術(shù)

當一個IP數(shù)據(jù)報通過一個MPLS域時，MPLS域的入口標簽交換路由器會給它打上標簽，而出口標簽交換路由器會將打上的標簽去掉。在圖中，當R3從R1收到一個目的地為N1的IP數(shù)據(jù)報，根據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)表中找到的表項，在該IP數(shù)據(jù)報前面插入一個標簽為10的MPLS首部，然后從接口0轉(zhuǎn)發(fā)給R5，然后R5將該幀從接口0轉(zhuǎn)發(fā)出去前要將這個首部去掉，將MPLS幀還原為數(shù)據(jù)報。368.4MPLS技術(shù)8.4.2顯式路由與流量工程在上面的例子中，R3到網(wǎng)絡(luò)N2具有兩條MPLS路徑，R3可以將來自R1到N2的數(shù)據(jù)報打上標簽5，而將來自R2到N2的數(shù)據(jù)報打上標簽9，這樣就可以輕松的實現(xiàn)讓R1到N2的流量經(jīng)過R5，而R2到N2的流量經(jīng)過R4。而普通的IP路由選擇協(xié)議是無法實現(xiàn)上述功能的，因為普通路由器不會根據(jù)流量的來源進行轉(zhuǎn)發(fā)（路由器只看目的地址不看源地址），路由器只會根據(jù)目的地址選擇唯一的、代價最小的路徑，而不是多條不同的路徑。MPLS的這種能力叫做顯式路由，其最重要的應用之一就是流量工程。378.4MPLS技術(shù)8.4.2顯式路由與流量工程在MPLS中實現(xiàn)顯式路由的方法是定義轉(zhuǎn)發(fā)等價類（ForwardingEquivalenceClass，F(xiàn)EC）。FEC就是路由器將按照同樣方式轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)報的集合。“按同樣方式轉(zhuǎn)發(fā)”意思是從同樣的接口轉(zhuǎn)發(fā)到同樣的下一跳地址，并且具有同樣的優(yōu)先級。FEC和標簽是一一對應的關(guān)系，即屬于同一個FEC的的數(shù)據(jù)報在入口標簽交換路由器會被打上同一個標簽值。劃分FEC的方法非常靈活，由網(wǎng)絡(luò)管理員來進行控制，可以根據(jù)數(shù)據(jù)報中的目的地址、源地址區(qū)分服務(wù)字段、接口號等參數(shù)進行劃分。388.5IPv68.5.1IPv6概述從1992年起，對新一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（InternetProtocolNextGeneration-IPng）的研究和實踐就已經(jīng)逐漸成為世界性的熱點，90年代初，人們就開始討論新的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。IETF的IPng工作組在1994年9月提出了一個正式的草案"TheRecommendationfortheIPNextGenerationProtocol"，1995年底確定了IPng的協(xié)議規(guī)范，并稱為"IP版本6"（IPv6），同現(xiàn)在使用的版本4相區(qū)別；1998年作了較大的改動。398.5下一代的網(wǎng)際協(xié)議IPv6(IPng)

解決IP地址耗盡的措施從計算機本身發(fā)展以及從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率來看，現(xiàn)在IPv4已很不適用。最主要的問題就是32位的IP地址不夠用。到2011年2月，IPv4的地址已經(jīng)耗盡要解決IP地址耗盡的問題的措施：采用無類別編址CIDR，使IP地址的分配更加合理。采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT方法以節(jié)省全球IP地址。采用具有更大地址空間的新版本的IP協(xié)議IPv6。

8.5.2IPv6的基本首部IPv6仍支持無連接的傳送所引進的主要變化如下:更大的地址空間。IPv6將地址從IPv4的32位增大到了128位。擴展的地址層次結(jié)構(gòu)。靈活的首部格式。改進的選項。允許協(xié)議繼續(xù)擴充。支持即插即用（即自動配置）支持資源的預分配。IPv6數(shù)據(jù)報的首部IPv6將首部長度變?yōu)楣潭ǖ?0字節(jié)，稱為基本首部(baseheader)。將不必要的功能取消了，首部的字段數(shù)減少到只有8個。取消了首部的檢驗和字段，加快了路由器處理數(shù)據(jù)報的速度。在基本首部的后面允許有零個或多個擴展首部。所有的擴展首部和數(shù)據(jù)合起來叫做數(shù)據(jù)報的有效載荷(payload)或凈負荷。IPv6數(shù)據(jù)報的一般形式基本首部

擴展首部1

擴展首部N…數(shù)據(jù)部分選項IPv6數(shù)據(jù)報有效載荷041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24有效載荷（擴展首部/數(shù)據(jù)）IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位t）有效載荷長度跳數(shù)限制24擴展首部/數(shù)據(jù)IPv6的基本首部（40B）IPv6的有效載荷（至64KB）有效載荷（擴展首部/數(shù)據(jù)）041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B版本(version)——4位。它指明了協(xié)議的版本，對IPv6該字段總是6。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B通信量類(trafficclass)——8位。這是為了區(qū)分不同的IPv6數(shù)據(jù)報的類別或優(yōu)先級。目前正在進行不同的通信量類性能的實驗。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B流標號(flowlabel)——20位?！傲鳌笔腔ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)上從特定源點到特定終點的一系列數(shù)據(jù)報，“流”所經(jīng)過的路徑上的路由器都保證指明的服務(wù)質(zhì)量。所有屬于同一個流的數(shù)據(jù)報都具有同樣的流標號。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B有效載荷長度(payloadlength)——16位。它指明IPv6數(shù)據(jù)報除基本首部以外的字節(jié)數(shù)（所有擴展首部都算在有效載荷之內(nèi)），其最大值是64KB。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B下一個首部(nextheader)——8位。它相當于IPv4的協(xié)議字段或可選字段。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B跳數(shù)限制(hoplimit)——8位。源站在數(shù)據(jù)報發(fā)出時即設(shè)定跳數(shù)限制。路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報時將跳數(shù)限制字段中的值減1。當跳數(shù)限制的值為零時，就要將此數(shù)據(jù)報丟棄。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B源地址——128位。是數(shù)據(jù)報的發(fā)送站的IP地址。041631版本位目的

地址源地址下一個首部流標號12通信量類（128位）（128位）有效載荷長度跳數(shù)限制24IPv6的基本首部40B目的地址——128位。是數(shù)據(jù)報的接收站的IP地址。8.5.3IPv6的編址IPv6數(shù)據(jù)報的目的地址可以是以下三種基本類型地址之一：(1)單播(unicast)單播就是傳統(tǒng)的點對點通信。(2)多播(multicast)多播是一點對多點的通信。(3)任播(anycast)這是IPv6增加的一種類型。任播的目的站是一組計算機，但數(shù)據(jù)報在交付時只交付其中的一個，通常是距離最近的一個。結(jié)點與接口IPv6將實現(xiàn)IPv6的主機和路由器均稱為結(jié)點。IPv6地