IPv6技術完整分析課件

IPv6技術簡介2015年10月IPv6技術完整分析學習內容及要求IPv6產生的背景IPv6的特點IPv6地址技術IPv6地址技術IPv6技術完整分析為什么要引用IPv6IPv4取得了極大的成功IPv4地址資源的緊張限制了Internet的進一步發(fā)展NAT(網(wǎng)絡地址轉換)、CIDR(無類域間路由)、VLSM(可變長了網(wǎng)掩碼)等技術的使用僅僅暫時緩解IPv4地址緊張，但不是根本解決辦法。新技術的出現(xiàn)對IP協(xié)議提出了更多的需求IPv6技術完整分析IPv4地址匱乏地址空間有限大量A、B類地址被浪費新技術新設備需要地址地址匱乏IPv4地址匱乏NAT技術CIDR技術IPv4地址耗盡速度大大減緩破壞了IP的端到端模型IPv6技術完整分析IPv6的特點與IPv4相比，IPv6具有以下特點：近乎無限的地址空間更簡潔的報文頭部內置的安全性更好的QoS支持更好的移動性編址層次等級IPv6技術完整分析巨大的地址空間IPv4

地址長度：32位

地址空間：2的32次方約42億(世界上平均3個人有2個IP地址)IPv6

地址長度：128位

地址空間：2的128次方約3.4×10^38個(地球上每一粒沙子都有一個IP地址)IPv6技術完整分析巨大的地址空間地址空間的優(yōu)勢給每個設備都分配一個全球唯一的IP地址

IPv6IPv6技術完整分析IPv6地址技術

IPv6地址表示IPv6地址分類IPv6地址配置IPv6技術完整分析IPv6地址表示IPv4地址表示

二進制：

1010110000

十進制：172.16.1.1

IPv6地址表示

十六進制2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff

IPv6技術完整分析IPv6地址表示IPv6地址的壓縮表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff::壓縮

2001:0410:0000:0001::45ff

錯誤壓縮

2001:0410::0001::45ff錯誤！IPv6技術完整分析IPv6地址表示IPv6地址的壓縮表示

2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff壓縮前導的0

2001:410:0:1:0:0:0:45ff注意

：：壓縮和壓縮前導0可以同時使用

2001:410:0:1::45ffIPv6技術完整分析10001100000000000001000000000000000111111000000011111111112001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45ff2001:410:0:1:0:0:0:45ff2001:410:0:1::45ffIPv6地址表示IPv6技術完整分析IPv6地址表示同一個地址可以使用不同的表示法：

2001：0da8：0207：0000：0000：0000：0000：8207

2001：da8：207：0：0：0：0：8207

2001：da8：207：：8207IPv6技術完整分析IPv6地址=前綴+接口標識前綴：相當于IPv4地址中的網(wǎng)絡ID接口標識：相當于IPv4地址中的主機ID前綴長度用“/xx”來表示

2001：da8：207：：8207/64IPv6地址表示IPv6技術完整分析IPv6地址表示地址前綴部分,或者有固定的值,或者是路由或子網(wǎng)的標識。

例如：站點本地地址11111110110SubnetID10bite38bite16biteInterfaceID64biteIPv6技術完整分析IPv6地址技術

IPv6地址表示IPv6地址分類IPv6地址配置IPv6技術完整分析IPv4地址分類A類，B類，C類，D類，E類單播地址：A、B、C類地址

多播地址：D類

保留地址：E類

廣播地址：255.255.255.255等IPv6技術完整分析IPv6地址分類單播地址（UnicastAddress）組播地址（MulticastAddress）任播地址（AnycastAddress）特殊地址地址類型二進制前綴IPv6標識未指定00...0(128bits)::/128環(huán)回地址00...1(128bits)::1/128組播FF00::/8鏈路本地地址1111111010FE80::/10站點本地地址1111111011FEC0::/10全局單播（其他）IPv6地址分類單播地址（UnicastAddress）標識一個接口，目的地址為單播地址的報文會被送到被標識的接口組播地址（MulticastAddress）標識多個接口，目的地址為組播地址的報文會被送到被標識的所有接口任播地址（AnycastAddress）標識多個接口，目的為任播地址的報文會被送到最近的一個被標識接口，最近節(jié)點是由路由協(xié)議來定義的IPv6沒有定義廣播地址IPv6技術完整分析IPv6單播地址可聚合全球單播地址鏈路本地地址站點本地地址其它地址IPv6技術完整分析可聚合全球單播地址使用類似CIDR的分級體系，有利于路由聚合IPv6技術完整分析可聚合全球單播地址可聚合全球單播地址

IPv6的公網(wǎng)地址，類似于IPv4網(wǎng)絡的公網(wǎng)單播地址

提供商站點主機4816642001:0410:01100002:0200:CBCF:1234:4402注意：可聚合全球單播地址的前綴前3位固定是001有效地址范圍前綴（2000~3FFF）IPv6技術完整分析2001::/642002::/64首批使用的可聚合全球單播地址IPv4網(wǎng)絡中建立6to4隧道的地址目前只使用了下面兩個前綴地址段，其它的為保留地址段可聚合全球單播地址前綴前3位固定是001

有效地址范圍前綴（2000~3FFF）IPv6技術完整分析鏈路本地地址前綴固定FE80::/64,接口ID在后64位11111110100InterfaceID10bite54bite64bite只能在連接到同一本地鏈路的節(jié)點之間使用FE80::/64IPv6技術完整分析無狀態(tài)地址自動配置—接口ID生成IEEE

EUI－64規(guī)范是其中最重要的一種生成方法將48比特的MAC地址轉化為64比特的接口IDMAC地址的唯一性保證了接口ID的唯一性設備自動生成，不需人為干預48位MAC地址64位接口IDIPv6技術完整分析無狀態(tài)地址自動配置—接口ID生成IPv6技術完整分析鏈路本地地址的接口ID生成MAC地址：0000:0b0a:2d51二進制：在公司-ID和節(jié)點-ID之間插入fffe：設置U/L位為1：生成EUI-64地址：0200:0bff:fe0a:2d51IPv6技術完整分析鏈路本地地址的接口ID生成EUI-64地址MAC：00D0：F800：ABCDEUI-64：02D0：F8FF：FE00：ABCDFE80::02D0：F8FF：FE00：ABCD第7位置1插入FF:FEIPv6技術完整分析站點本地地址應用范圍局限在一個站點內使用，類似于IPv4中的私有地址11111110110SubnetID10bite38bite16biteInterfaceID64bite站點本地地址不是自動生成的，可以分配給站點內的任何節(jié)點FEC0::/48IPv6技術完整分析其它地址IPv4兼容地址,::w.x.y.zIPv4映射地址,::FFFF:W.X.Y.Z6to4地址，用于在IPv4網(wǎng)絡中建立6to4隧道

2002:ac10:0202::1172.16.2.2IPv6技術完整分析IPv6地址分類單播地址組播地址任播地址IPv6技術完整分析IPv6組播地址在IPv6中，組播地址有特定的前綴，但是和IPv4中的D類地址前綴不同。

IPv6技術完整分析IPv6組播地址最高8位：全1標志范圍組ID844112標志（flgs）：0000/1前3位為0，第4位為0表示當前組播地址是由IANA分配的一個永久分配地址，第4位為1表示當前組播地址是一個臨時組播地址字段意義：０，預留

１，節(jié)點本地范圍

２，鏈路本地范圍

５，站點本地范圍

８，組織本地地址

Ｅ：全球范圍

Ｆ：預留目前只定義最低的32位ID，將剩余的80都置0。每個組ID都映射到一個唯一的以太網(wǎng)組播地址。IPv6技術完整分析IPv6組播地址特殊的組播地址

FF01::1(節(jié)點本地范圍所有節(jié)點組播地址)

FF02::1(鏈路本地范圍所有節(jié)點組播地址)

FF01::2(節(jié)點本地范圍所有路由器組播地址)

FF02::2(鏈路本地范圍所有路由器組播地址)

FF05::2(站點本地范圍所有路由器組播地址)

FF02::1:FFXX:XXXX(Solicited-Node組播地址)

前綴FF02:0:0:0:0:1:FF這104位是固定的，后面的XX:XXXX這24位是接口ID的后24位，即48位網(wǎng)卡MAC地址的后24位。IPv6技術完整分析IPv6地址分類單播地址組播地址任播地址IPv6技術完整分析IPv6地址技術

IPv6地址表示IPv6地址分類IPv6地址配置IPv6技術完整分析IPv6地址配置方式IPv6地址配置手工配置無狀態(tài)地址自動配置自動配置有狀態(tài)地址自動配置（DHCP）IPv6技術完整分析IPv6手工地址配置—路由器、交換機三層交換機手動配置方法：

進入端口配置模式

Router(config)#intfast0/48

設置端口為路由口

Router(config-if)#noswitchport

在端口上配置IPv6地址

Router(config-if)

#ipv6address

fec0:0:0:1::1/64IPv6技術完整分析IPv6手工地址配置—主機主機地址手動配置

進入網(wǎng)卡配置模式

C:\DocumntsandSettings\Administrator>netsh

進入IPv6配置模式

netsh>inerfaceipv6

配置IPv6地址

netshinterfaceipv6>addaddress“本地連接”2::2

IPv6技術完整分析無狀態(tài)地址自動配置IPv6海量地址帶來的問題，無數(shù)多的物體需要配置IP，無狀態(tài)地址自動配置技術讓主機幾乎不需要任何配置即可獲得IPv6地址并和外界通信海量地址配置無狀態(tài)地址自動配置IPv6技術完整分析無狀態(tài)地址自動配置地址自動配置過程前綴一般由路由器向主機發(fā)送，為路由器的前綴

64位接口ID由主機MAC地址自動生成前綴接口IDIPv6技術完整分析地址自動配置技術的作用自動配置技術能夠完成以下功能：賦予主機自己的地址參數(shù)前綴接口ID賦予主機其它的相關參數(shù)路由器地址跳數(shù)MTUIPv6技術完整分析無狀態(tài)自動配置—前綴獲得主機發(fā)送RouterSolicitation報文路由器回應RouterAdvertisement報文主機獲得前綴及其它參數(shù)路由器周期性地向外發(fā)送RA報文2001:410：:ABCDLink-local地址FE80::ABCD源：FE80::ABCD目的：FF02::2RS報文RA報文(前綴為2001：410)源：FE80::EFGH目的：FF02::12001：410：：1/64IPv6技術完整分析無狀態(tài)地址自動配置—前綴+接口IDRS信息：sa:fe80::02d0:f8ff:fe00:abcd

da:ff02::2RSRAPC地址：1::02d0:f8ff:fe00:abcd

RA信息：sa：fe80::02d0:f8ff:fe00:cdef

da:ff02::1

prefix:1::IPv6技術完整分析IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議RouterSolicitationRouterAdvertissementNeighborSolicitationNerghborAdvertissementRedirectIPv6技術完整分析重復地址檢測(DAD)重復地址檢測（DuplicateAddressDetection）確保地址的唯一性任何地址都要做DAD地址配置給接口前稱為“tentative（試驗）地址”，暫時不可用經過DAD檢測后，沒有沖突后可以使用，如果有沖突，則不能分配給接口使用IPv6技術完整分析重復地址檢測過程主機A得到tentative地址，組播發(fā)出NS報文NS接收者查看自己是否應用NS中的地址

1、NS中的地址對自己來說也是tentative地址

2、NS中的地址自己已使用，發(fā)出NA報文主機A收到NA放棄該地址Tentative地址NSNANSNSABCDIPv6技術完整分析重復地址檢測（DAD）過程獲得臨時地址的主機發(fā)送NS報文（NeighborSolicitation），目標IP是該臨時地址所對應的solicited-node組播地址。如果收到NA報文（NeighborAdvertisement）響應，則該臨時地址不可用如果無人響應，則認為沒有地址沖突發(fā)生，該地址正式可用NS報文NA報文IPv6技術完整分析重復地址檢測--Solicited-Node

組播地址IPv6中特有的組播地址用于DAD和地址解析Solicited-Node組播地址生成過程前綴FF02:0:0:0:0:1:FF104位固定接口ID的后24位：XX:XXXXFF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXXIPv6技術完整分析

IPv6現(xiàn)實應用IPv6過渡技術IPv6的部署IPv6技術完整分析IPv6現(xiàn)實應用當前IP網(wǎng)絡的現(xiàn)實地址短缺不斷增長的互聯(lián)網(wǎng)設備和新應用永遠在線的互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務需求構筑寬帶和移動的無縫互聯(lián)網(wǎng)無線（PDA、3G...）、寬帶接入、Internet家電...IPv6提供雙向通信帶來新的業(yè)務用戶時時在線，在線學校，IPCAR...IPv6是解決之道IPv6比IPv4更安全、更高效IPv6技術完整分析移動通信隨時隨地移動上網(wǎng)3G與互聯(lián)網(wǎng)的融合Internet移動IPv6技術完整分析時時在線，雙向通信網(wǎng)絡游戲網(wǎng)絡課堂隨時隨地資源共享我要訪問你計算機上的資源！NoProblem！IPv6網(wǎng)絡IPv6技術完整分析廣泛的嵌入式應用汽車、PDA、家用電器……智能式建筑下班了！車里空調先打開！家里的熱水放好，20分鐘后要用。IPv6網(wǎng)絡明白!Yes,sir!組播應用IPv6具有增強的組播能力什么電影我都有！想看什么，就看什么！IPv6網(wǎng)絡IPv6過渡技術簡介IPv6孤島IPv6孤島IPv6孤島IPv4Internet協(xié)議轉換IPv6孤島IPv6孤島IPv6InternetIPv6InternetIPv4孤島IPv4孤島IPv4InternetIPv4到IPv6過渡從網(wǎng)絡邊緣向核心演進IPv6InternetIPv6技術完整分析IPv6過渡技術簡介過渡技術主要解決IPV4和IPV6網(wǎng)絡共存狀況下的互聯(lián)互通，主要有三種策略：雙棧協(xié)議（DualStack):設備升級到IPv6的同時保留IPv4支持;應用程序可以選擇使用IPv6或IPv4;協(xié)議允許應用逐漸從IPv4過渡到IPv6隧道封裝(Tunneling):IPv6報文作為IPv4的載荷，或由MPLS承載在IPv4Internet海洋中連接多個IPv6孤島協(xié)議轉換：提供IPV4和IPV6的互通動作。如NAT-PT等提供IPv6與IPv4互相訪問地技術，適用于IPv6Inernet與IPv4Internet共存，而兩者又需要互相通訊的要求。IPv6技術完整分析設備升級到IPv6的同時保留IPv4支持，應用程序可以選擇使用IPv6或IPv4協(xié)議。所有的過渡技術都是基于雙協(xié)棧實現(xiàn)的優(yōu)點：互通性好，易于理解，實現(xiàn)簡單缺點：對每個IPv4節(jié)點都要升級，成本較大，沒有解決IPv4地址緊缺問題；部署復雜，所有設備要同時配置IPV4和IPV6