IPv6基础
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍文档摘要:IPv6协议,IPv6优点,IPv6基本功能关键字:IPv6,ICMPv6,DHCPv6,PPPoEv6一、IPv6协议介绍IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。
IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering TaskForce)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。
目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4),它的下一个版本就是IPv6。
1、IPv4设计的不足(a)IPv4地址空间不足IPv4地址采用32比特标识,理论上能够提供的地址数量是43亿。
但由于地址分配的原因,实际可使用的数量不到43亿。
另外,IPv4地址的分配也很不均衡:美国占全球地址空间的一半左右,而欧洲则相对匮乏;亚太地区则更加匮乏。
与此同时,移动IP和宽带技术的发展需要更多的IP地址。
IPv4地址资源紧张直接限制了IP技术应用的进一步发展。
针对IPv4的地址短缺问题,也曾先后出现过几种解决方案。
比较有代表性的是CIDR(Classless Inter-Domain Routing)和NAT(IP Network AddressTranslator)。
但是CIDR和NAT都有各自的弊端和不能解决的问题,由此推动了IPv6的发展。
(b)骨干路由器维护的路由表表项过于庞大由于IPv4发展初期的分配规划问题,造成许多IPv4地址分配不连续,不能有效聚合路由。
日益庞大的路由表耗用较多内存,对设备成本和转发效率产生影响,这一问题促使设备制造商不断升级其路由器产品,以提高路由寻址和转发性能。
(c)不易进行自动配置和重新编制由于IPv4地址只有32比特,并且地址分配不均衡,导致在网络扩容或重新部署时,经常需要重新分配IP地址。
因此需要能够进行自动配置和重新编址以减少维护工作量。
什么是IPV6及网络基础知识
什么是IPV6及网络基础知识什么是IPV6IPV6地址简写规则:1、在4个十六进制位组成的字段中,可以省略前导0;如:09C0=9C0 0000=02、在每个地址中,可使用一对冒号(::)来表示任意数量的连续的`0,;如:ff02:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0005=ff02::5注:一个地址中只能出现一对冒号,否则无法唯一确定地址IPV6地址类型地址类型描述单播一个地址标识单个接口发送给单播地址的分组将传输到该地址标识接口多播一个多播地址标识位于不同设备上的一组接口发送给多播地址的分组将传输到该地址标识的所有接口多播地址不会作为源地址出现任意播一个地址分配给多个接口这些接口代表不同的节点将分组发送到任意播组中最近接口(第一个邻居),其他情况根据路由协议的度量值确定全球单播地址格式:网络部分提供一台设备到下行专用数据链路的定位,主机部分提供这条数据链路上该设备的标识。
16位的子网ID字段可以提供65536(216)个不同的子网全球路由选择前缀(48)子网ID(16)接口ID (64)本地单播使用范围限定在单条链路上的地址。
唯一性只在所在的链路有效,相同的地址也可能存在于另一条链路上,因此此地址离开所在的链路是不可路由的。
链路本地单播地址的起始10位是1111111010(FE80::/10)IPV6单播地址分配方法:说明:每个接口只能有一个链路本地地址仅仅配置一个全局单播地址也会在接口上创建一个链路本地地址(EUI-64) 接口上可以配置多个IPV6地址。
IPV4和IPV6地址可以同时配置以太网的接口ID是基于接口的48位MAC地址中间插入16位的0XFFFE多播地址格式多播前缀:8位标记:4位范围:4位组ID:112说明:标记位:前3位保留为0,第4位:0-永久的公认的地址;1-暂时的地址范围:包括:节点本地-0X1、链路本地-0X2、地区本地-0X5、组织本地-0X8、全球-0XE、保留-0XF 0X0组ID:前面80位设置为0,只使用后面的32位常见的公认IPV6多播都属于永久的链路本地的范围;地址多播组FF02::1所有的节点FF02::2所有的路由器FF02::5OSPFv3路由器FF02::6OSPFv3指定路由器FF02::9RIPng路由器FF02::AEIGRP路由器FF02::B移动代理FF02::CDHCP服务器/中继代理FF02::D所有的PIM路由器IPV6网络基础知识IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol 译为“互联网协议”。
1第一章IPv6基础知识
地址格式的区别
6to4地址
• 在可聚类全局单播地址范围(001)的6to4操作永 久分配了一个13位的TLA标识符:0x0002 • 6to4机制使得IPv6主机不必进行隧道设置,就可 在一个纯IPv4基础设施上进行通信。
6over4
• 格式为[64位前缀]:0:0:wwxx:yyzz,其中 wwxx:yyzz是w.x.y.z(公共或私有IPv4地 址)的冒号十六进制表示法。该地址用于 一个使用6over4协议的隧道机制结点。
– IPv6地址采用冒分十六进制表示的同时,对 于一些含有零的地址还可以采用一种零压缩 法的简化方式来表示。比如,对于以下地址: – abcd:0000:0000:0000:0008:0800:800c:417c – 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0b00:00001 – abcd:0:0:0:8:800:800c:417c – 0:0:0:0:0:0:b00:1
• IP地址:128位地址。 • 链路MTU:可以在一条链路上发送的最 大传输单元。 • 路径MTU(PMTU):在IPv6网络中, 从源结点到目标结点的一条路径上,在 本地不实行数据分段的情况下发送的最 大长度的IPv6数据包。
• 网段:以二层交换机为边界的,同一链路的网 络的一部份,以单一介质组成。 • 链路:以路由器为边界的一个或多个局域网段。 • 子网:使用相同的64位IPv6地址前缀的一个或 多个链路。与IPv4子网不同的是,IPv6子网可 以被内部子网路由器分为几个部份。 • 网络:由路由器连接起来的两个以上(含两个) 的多个子网。 • 邻结点(邻居):连接在同一链路上的节点。
• 主机:只能接收数据而不能发送数据的结点。 值得注意的是,IPv6网络中的主机还包括家用 电器、交通运输工具等。 • 上层协议:位于IPv6之上的一层协议,它将 IPV6用作运输工具。主要包括Internet层协议 (如ICMPv6)和运输层协议(如TCP和 UDP),但不包括应用层协议。例如,可把 TCP和UDP协议当作运输工具的FTP、DNS等。
IPv6基础知识
IPv6基础知识一、格式1.IPv6=前缀+接口ID.前缀:相当于V4地址中的网络ID(前缀由IANA、ISP和各组合分配).接口标识:相当于V4地址中的主机ID(接口标识符目前定义为64比特,可以由本地链路标识生成或采用随机算法生成以保证唯一性)2.128位长,用冒号将128比特分割成8个比特的部分,每个部分包括4位的16进制数字。
3.地址前缀长度用“/xx”来表示《》4.举例:-3ffe:1900:1100:0001:d9e6:0b9d:14C6:45ee/66举例:/64 (前64位网段)/128(主机或者还原口loop dack)二、IPv6地址缩写1、每个16位的分段开头的零可以省略2、一个或多个相邻的全零分段可以用双冒号::表示3、双冒号只能使用一次4.以下是同一个地址不同表示的列子:-0001:0123:0000:0000;0000:ABCD:0000:0001/96(16*8=128)-1:123:0:0:0:ABCD:0:1/96-1:123::ABCD:0:1/96三、IPv6地址的分类1、单播地址(unicast address)链路本地地址(link-local){二进制前缀:1111111010(IPv6标识:FE80::/10-FEBF::/10)全局单播(globat unllait ){二进制前缀:001(IPv62000::/3-3FFF::/3)}《拼一个网络是否通cmd——ping IP》四、单播地址1、标识单台设备的地址(仅某个接口)2、IPv6单播地址分类(根据地址范围):--全局单播地址如:2001:A104:6101:1::EO:F726:4E58--链路本地地址如:FE80::E0:F7026:4E58--站点本地(site-local)如FEC0::E0:F726:4E58--唯一本地地址(unique-local)如FD00::E0:F726:4E58五、全局单播地址(global unicast)2012::1/64--全局唯一地址(类似于IPv4的公有地址)--带有全球地址的数据包可被转发或者汇总到全球网络的任何部分-rfc3587--全局单播地址层次结构:001/全局路由前缀(45位)/子网ID(16位)/接口ID(64位)--2000::/3(16进制)--最小2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000--最大3FFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF--关于接口ID:之所以叫做接口ID,是因为一个设备可以拥有不止一个IPv6接口,所以标识接口比标识一个设备更准确。
ipv6基础知识
80. | |
36. 0 1 2 3
37. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
38. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
25. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-地址只能支持42亿多个地址的空间,以目前情况看根本不够用;
28. 安全性:本身无安全性考虑,真正的安全性需要上层协议支持,IP层不支持;
68. RFC1883已经被RFC2460取代,主要是RFC1883中Prio字段只有4位,而IPv4中的TOS字段为8位,两者不能完全兼容。
69.
70. 2.2.2 RFC2460定义的IPv6头
71. 0 1 2 3
51. | |
52. + +
12. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
计算机网络与通信技术:IPv6基础
课程内容
• 一、 IPv6概述 • 二、 IPv6地址 • 三、邻居发现机制 • 四、报文结构 • 五、 IPv6单播路由 • 六、 IPv6过渡技术
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1、IPv6报文结构
• IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头再 加上上层协议单元构成。
2、IPv6基本报头结构
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
IPv6 的 基本首部 (40 B)
源地址 (128 位)
目的地址 (128 位)
IPv6 的 有效载荷 (至 64 KB)
有效载荷(扩展首部 / 数据)
位0
4
12
版本 通信量类
有效载荷长度
16
24
31
流标号
下一个首部 跳数限制
➢ Ipv6地址配置对象:主机和网络设备 ➢ 网络设备和服务器手工配置
• 自动配置
➢ 有状态地址自动配置(DHCPv6) ➢ 无状态地址自动配置
地址自动配置技术的作用
自动配置技术能够完成以下功能: 赋予主机自己的地址参数
前缀 接口ID
赋予主机其它的相关参数 路由器地址 跳数 MTU
类似IPv4中的私(内)网地址,以FEC0::为前缀。其中前十bits 固定为1111111011,紧跟在后 面的是连续38bits 0。对于站点本地地址来说,前48bits 总是固定的。在接口ID和48bits 特定前缀 之间有16bits 子网ID字段,供机构在内部构建子网。站点本地地址不是自动生成的。
PC2
地址解析
• 发送主机在接口上发送NS报文,该报文的目的地址 为目标IP地址所对应的请求节点组播地址(Solicitednode),NS报文中包含了自己的链路层地址
IPv6基础介绍
IPv6基础介绍⼀、IPv6基础介绍1、IPv6是Internet⼯程任务组(IETF)设计的⼀套规范,它是⽹络层协议的第⼆代标准协议,也是IPv4(Internet Protocol Version 4)的升级版本。
2、IPv6与IPv4的最显著区别:IPv4地址采⽤32⽐特标识,⽽IPv6地址采⽤128⽐特标识。
128⽐特的IPv6地址可以划分更多地址层级、拥有更⼴阔的地址分配空间,并⽀持地址⾃动配置;近乎⽆限的地址空间是近乎⽆限的地址空间是IPv6的最⼤优势。
3、IPv6基本报头:(1)IPv6报⽂由IPv6基本报头、IPv6扩展报头以及上层协议数据单元三部分组成。
(2)IPv6的基本报头在IPv4报头的基础上,增加了流标签域,去除了⼀些冗余字段,使报⽂头的处理更为简单、⾼效。
(3)关键字段:Traffic Class:流类别,长度为8bit,它等同于IPv4报头中的TOS字段,表⽰IPv6数据报⽂的类或优先级,主要应⽤于流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地它⽤于区分实时流量。
流可以理解为特定应⽤或进程的来⾃某⼀源地QoS。
Flow Label:流标签,长度为流标签,长度为20bit,它⽤于区分实时流量址发往⼀个或多个⽬的地址的连续单播、组播或任播报⽂。
IPv6中的流标签字段、源地址字段和⽬的地址字段⼀起为特定数据流指定了⽹络中的转发路径。
这样,报⽂在IP⽹络中传输时会保持原有的顺序,提⾼了处理效率。
随着三⽹合⼀的发展趋势,IP⽹络不仅要求能够传输传统的数据报⽂,还需要能够传输语⾳、视频等报⽂。
这种情况下,流标签字段的作⽤就显得更加重要。
跳数限制(Hop Limit):长度为8bit,该字段类似于IPv4报头中的Time to Live字段,它定义了IP数据报⽂所能经过的最⼤跳数。
每经过⼀个路由器,该数值减去1;当该字段的值为0时,数据报⽂将被丢弃。
(4)IPv6为了更好⽀持各种选项处理,提出了扩展头的概念。
IPv6技术基础介绍
IPv6技术基础介绍一、帧格式介绍IPv6地址长度为128bits,头部长度固定在40字节,其帧格式如下图所示:图1 IPv6帧格式帧格式说明:Version(版本号):4位,IP协议版本号,值= 6。
Traffic Class(通信类别):8位,指示IPv6数据流通信类别或优先级。
功能类似于IPv4的服务类型(TOS)字段。
Flow Label(流标记):20位,IPv6新增字段,标记需要IPv6路由器特殊处理的数据流。
该字段用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信,诸如音频或视频等实时数据传输。
在IPv6中,同一信源和信宿之间可以有多种不同的数据流,彼此之间以非“0”流标记区分。
如果不要求路由器做特殊处理,则该字段值置为“0”。
Payload Length(负载长度):16位负载长度。
负载长度包括扩展头和上层PDU,16位最多可表示65535字节负载长度。
超过这一字节数的负载,该字段值置为“0”,使用扩展头逐个跳段(Hop-by-Hop)选项中的巨量负载(Jumbo Payload)选项。
Next Header(下一包头):8位,识别紧跟IPv6头后的包头类型,如扩展头(有的话)或某个传输层协议头(诸如TCP,UDP或着ICMPv6)。
Hop Limit(跳段数限制):8位,类似于IPv4的TTL(生命期)字段,用包在路由器之间的转发次数来限定包的生命期。
包每经过一次转发,该字段减1,减到0时就把这个包丢弃。
Source Address(源地址):128位,发送方主机地址。
Destination Address(目的地址):128位,在大多数情况下,目的地址即信宿地址。
但如果存在路由扩展头的话,目的地址可能是发送方路由表中下一个路由器接口。
二、IPv6的地址分类IPv6主要有三种类型的地址:单播地址、组播地址和任播地址。
●单播地址:用来唯一标识一个接口,类似于IPv4的单播地址。
发送到单播地址的数据报文将被传送给此地址所标识的接口。
ipv6协议基本原理
ipv6协议基本原理IPv6(Internet Protocol version 6)是互联网协议的第六个版本,是替代IPv4协议而设计的新一代互联网协议。
其基本原理如下:1. IPv6地址:IPv6采用128位的地址空间,相较于IPv4的32位地址空间更加庞大,在IPv6中,地址由8个4位的十六进制数(每个数被冒号分隔)表示,例如:2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
这样的地址空间足够大,能够支持更多的设备和连接。
2. 数据包格式:IPv6的数据包格式相较于IPv4有所改变,IPv6头部的长度固定为40字节,比IPv4的20字节更长。
IPv6头部包含了源地址和目标地址信息,还可以包含一些可选的扩展头部。
IPv6还引入了新的报文类型如邻居探测、路由器通告等。
3. 路由与转发:IPv6采用的路由协议是辅助认证的字节级分层(HALVR),它允许路由器根据传输层协议(如TCP或UDP)和数据报有效负载的内容进行高效的路由和转发。
IPv6还提供了一个自动配置机制,使得主机能够根据网络配置和路由信息自动获取IPv6地址。
4. IPv4与IPv6之间的互操作:为了实现IPv4与IPv6之间的互操作,IPv6引入了IP协议的封装机制,即将IPv4数据包封装在IPv6数据包中进行传递。
这使得旧版本的IPv4设备能够与新版本的IPv6设备进行通信。
总之,IPv6协议通过扩大地址空间、优化数据包格式、改进路由与转发机制等方式,提供了更大的地址空间、更高效的路由和转发功能,以及更好的互操作性。
这些特点使得IPv6成为未来互联网的基本协议。
IPv6 基础知识简介
4、ICMPv6 协议
ICMPv6 是IPv6的基础协议之一 邻居发现、PathMTU发现机制均是基于ICMPv6协议报文 实现的 ICMPv6由ICMPv4(RFC792)而来,做了一部分的改动, 但报文基本格式和用法是一样的 ICMPv6的Next Header值为58 ICMPv6的RFC编号2463
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1、IPv6的产生背景
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IPv6的技术特点
128位的地址长度 新的地址分类和地址分配方案 简化、高效的报文结构 内置的安全特性 用组播代替广播 更好的支持移动性 自动地址配置方便IPv6网络的部署 提供多种过渡机制
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目录
1. IPv6 产生的背景 2. IPv6 地址 3. IPv6 报文结构 4. ICMPv6 协议 5. IPv6 邻居发现协议 6. IPv6 Path MTU 7. 无状态的地址分配 8. 有状态的地址分配:DHCPV6 9. 用户接入认证:PPPoEv6 10. DNS6
同一个地址不同表示法的例子
2001:0410:0000:0001:0000:0000:0000:45FF/64 2001:410:0:1:0:0:0:45FF/64 2001:410:0:1::45FF/64
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2、IPv6 地址—分类
单播地址(Unicast ): 标识一个接口,目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口。
Flags 永久标志 0RP0:永久多播地址 0RP1:临时多播地址
Scope 应用范围 0001:接口本地范围,单个接口范围有效,仅用于多播的Loopback操作 0010:链路本地范围 0100:管理本地范围,管理员配置的 0101:站点本地范围 1000:组织本地范围,属于同一个组织的多个站点范围 1110:全局范围 其他的为保留或未定义,可由管理员来定义附加的多播范围
IPv6的地址基础知识
IPv6 地址分类
未指明地址 1. 这是 16 字节的全 0 地址,可缩写为两个冒号“::”。 2. 这个地址只能为还没有配置到一个标准的 IP 地址的主机当作源地 址使用。 3. 这类地址仅此一个。
环回地址 1. 即 0:0:0:0:0:0:0:1(记为 ::1)。 2. 作用和 IPv4 的环回地址一样。 3. 这类地址也是仅此一个。
三个 0 省略,写成 1 个 0。
零压缩
冒号十六进制记法可以允许零压缩 (zero compression),即一连串 连续的零可以为一对冒号所取代。 FF05:0:0:0:0:0:0:B3 可压缩为: FF05::B3
注意:在任一地址中只能使用一次零压缩。
点分十进制记法的后缀
冒号十六进制记法可结合使用点分十进制记法的后缀,这种结合在 IPv4 向 IPv6 的转换阶段特别有用。
例如:0:0:0:0:0:0:128.10.2.1 再使用零压缩即可得出: ::128.10.2.1
CIDR 的斜线表示法仍然可用。 例如:60 位的前缀 12AB00000000CD3 可记为:
12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60 或 12AB::CD30:0:0:0:0/60 (零压缩) 或 12AB:0:0:CD30::/60 (零压缩)
接口标识符 (128 – n ) bit
全球路由选择前缀 (n bit)
子网标识符 (m bit) 接口标识符(128 – n – m ) bit
IPv6 单播地址的几种划分方法
结点与接口
IPv6 将实现 IPv6 的主机和路由器均称为结点。 一个结点就可能有多个与链路相连的接口。 IPv6 地址是分配给结点上面的接口的。
IPv6基础知识
IPv6基础知识 基础知识
一.概述 概述
ipv6能够满足不断增长的复杂的体系 能够满足不断增长的复杂的体系 化编址的需求, 编址到ipv6编 化编址的需求,从ipv4编址到 编址到 编 址的转换正在频繁的发生, 址的转换正在频繁的发生,CISCO IOS从12.2(T)开始支持 开始支持ipv6. 从 开始支持
2
二.ipv6的优点 的优点
◆ 提供更大的地址空间,能够实现plug and play 和灵活的重新编址; ◆ 更简单的头信息,能够使路由器提供更有效率 的路由转发; ◆ 与mobile ip和ip sec保持兼容的移动性和安全 性; ◆ 提供丰富的从ipv4到ipv6的转换和互操作的方 法,ipsec在ipv6中是强制性的;
7
七 .ipv6帧格式 帧格式
参见教材
8
5
五. ipv6的地址聚合 的地址聚合
多个地址前缀能够汇总为一个地址前缀
地址聚合能够增加路由选择的效率和扩展能力
6
六 .ipv6的地址自动配置功能 的地址自动配置功能
能够进行无冲突的地址自动配置 plug and p间会自动的进行地址前 缀的请求和通告
3
三.ipv6编址 编址
1.地址空间 地址空间 地址空 地址长 地址长度为128bits或16bytes 或 可分配的地址数量为 可分配的地址数量为:3.4x10的38次方 的 次方 个地球人可拥有的地址数量为 每个地球人可拥有的地址数量为:5x10的28次方 的 次方 2.ipv6的地址格式 的地址格式 32个16进制数 每4个一段 共有 段,段与段之间以':'分隔 个一段,共有 段与段之间 个 进制数,每 个一段 共有8段 段与段之 分隔 个段中的前导 在每个段中的前导位0可以不写 可以不写 在同一个地址中,若干个连续的 若干个连续 的段可以简 在同一个地址中 若干个连续的为0的段可以简写为'::‘ 的段可以 ipv6地址示例 地址示例: 地址示例 2031:0000:130f:0000:0000:09c0:876a:130b 正确 2031:0:130f:0:0:09c0:876a:130b 正确 2031:0000:130f::09c0:876a:130b 正确 2031::130f::09c0:876a:130b 错误 0:0:0:0:0:0:0:1=::1 正确 0:0:0:0:0:0:0:0=:: 正确
IPV6基础知识-地址与报文格式
IPv6
IPv4协议的局限性
IP地址空间的局限性
骨干路由表数量大
• IPv4的地址位数为32位, 可使用的IP地址数量约 43 亿 个 , 全 球 公 网 IPv4 地址已于2011年2 月分配完毕;
• 由于IPv4发展初期的分 配规划问题,许多IPv4 地址块分配不连续,不 能有效聚合路由。目前 全 球 IPv4 BGP 路 由 表 仍不断增长,即使经过 CIDR 聚 合 ( Classless Inter-Domain Routing , 无 类 别 域 间 路由),也有70万条左 右,日益庞大的路由表 耗用内存较多,对设备 成本和转发效率都有一 定的影响;
接口ID(64bit)
如图所示,某设备接口以太网MAC地址为00E0-4C-68-10-18,通过EUI-64自动生成IPv6 的接口ID。 • 步骤1:在MAC地址的高24位厂商ID和低24 位厂商编号ID之间插入两个字节FFFE • 步骤2:将U/L位取反,此处0置为1 注:U/L 位是第一个字节的第七位,用于确定 该地址是全球管理还是本地管理。如果为0就为 全球管理,表示全球唯一地址;为1就为本地管 理,表示本地唯一地址,是网络管理员为了加 强自己对网络管理而指定的地址
IPv6
IPv6地址结构
IPv6地址结构
前缀(64biBiblioteka )IPv6地址分为两部分 • 网络前缀,相当于IPv4中的网络ID • 接口标识,相当于IPv4中的主机ID
IPv6专题培训IPv6组播技术基础课件
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IPv6专题培训IPv6组播技术基础
组播协议概述
l 组播协议
•组播网络
[ 主机通信协议
− MLD(v1、v2),用于了解接口所连接的
网络是否有主机要接收某个组或者某个(源,
组)的数据 [ 组播路由协议
•MLD
•查询
[ 域间组播协议
[ 组播拓扑分离协议
•报告
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• 对组FF0E::9除了源2001::4以 外的所有源的组播数据被转发
•IS_EX (2001::4) for FF0E::9
•SSM = Source Specific Multicast •Query Interval (125sec)
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IPv6专题培训IPv6组播技术基础
•内容 介绍
•第1章 组播简介
•第2章 组播协议基础
•第3章 组播协议详述
•第4章 组播配置举例
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IPv6专题培训IPv6组播技术基础
什么是组播?
三种传输模型 l Unicast:一对一的传输模型 l Broadcast:一对所有的传输模型 l Multicast:一对一组(多)的传输模型 所谓“组”,可以理解为有某个共同特征的对象的集合
l MLD的作用 l MLD版本间的差异 l 现实中的MLD
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IPv6专题培训IPv6组播技术基础
组播路由协议—PIM-SM (Sparse Mode)
l PIM-SM协议机制
[ 显式加入(Explicit join)模型 [ 可以建立以汇聚点(Rendezvous Point, RP)或者源为根的组播分发树
ipv6的基本结构
ipv6的基本结构
IPv6是互联网协议第6版(Internet Protocol Version 6,简称IPv6)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议。
IPv6是下一代互联网的基础协议,其基本结构包括以下几个方面:
1. 地址空间:IPv6的地址空间由128位二进制数字组成,比IPv4的32位地址空间大得多。
这意味着IPv6可以提供更多的地址,使得互联网能够支持更多的设备和服务。
2. 地址表示法:IPv6地址采用128位的二进制数表示,通常以8组4个十六进制数表示。
例如:2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
3. 层次结构:IPv6地址按照层次结构进行组织,类似于IPv4的IP地址分类。
IPv6地址分为全球单播地址(ULA)、公共单播地址(PUA)、全球多播地址(GMA)、本地多播地址(LMA)和任意播地址(ANYCAST)。
4. 自动配置:IPv6具有自动配置功能,使得网络设备能够自动获取网络参数,如IP地址、子网掩码等。
这大大简化了网络配置和管理的工作量。
5. 安全性和隐私保护:IPv6引入了IPSec(IP安全)协议,提供了数据加密和身份验证功能,增强了网络安全性。
同时,IPv6还支持发送方和接收方的隐私保护,保护用户的个人信息不被泄露。
总之,IPv6作为下一代互联网的基础协议,具有更大的地址空间、更简单的地址表示法、更好的层次结构、更强的自动配置功能以及更高的安全性和隐私保护能力。
这些特点使得IPv6成为构建未来互联网的重要基础。
IPV6协议基础
内嵌IPv4地址的IPv6地址
用于与传统网络之间的互联互通,以使IPv4网络和IPv6网络之间能进行 无缝通信,这里使用的IPv4地址必须是全球唯一IPv4单播地址。
IPv4兼容的IPv6 地址
IPv4映射的IPv6地址
节点所需要的地址
主机节点需要如下地址来标识自己
Link-Local地址
基本IPv6报头: 40字节
8个字段
IPv6报文结构的特点
效率/规范/安全/优质:
取消IP层的校验:
减少重复操作,由上层完成数据校验.
取消中间接点的分片功能
分片重组功能由源和目的端进行,通过PMTU机制来保证.
定长的IPV6报文头 有利于硬件的快速处理,大部分的扩展头中间接点不需要处理.
安全选项成为必须的要求
IPv4 Packet Header
Ver IHL
Service Type
IPv6 Packet Header
Ver Traffic Class 8bits 4bits Payload Length 16bits
Flow Label 20bits
Next Header 8bits Hop Limit 8bits
预定义的组播组
Node-local
所有节点的组播地址: FF01:0:0:0:0:0:0:1 所有路由器的组播地址:FF01:0:0:0:0:0:0:2
Link-local
所有节点的组播地址: FF02:0:0:0:0:0:0:1 所有路由器的组播地址:FF02:0:0:0:0:0:0:2
三、邻居发现
IPV6协议基础
IPV6协议基础IPv6(Internet Protocol version 6)是互联网协议的一种新版本,它是当前使用广泛的IPv4(Internet Protocol version 4)的继承者。
IPv6的主要目标是解决IPv4所面临的地址不足问题,提供更多的地址空间。
本文将介绍IPv6协议的基础知识。
1.地址空间:IPv4使用32位地址,共有约42亿个地址,但由于互联网的普及,IPv4的地址空间已经趋于枯竭。
IPv6使用128位地址,可以提供约3.4x10^38个地址,这足够满足未来互联网的发展需求。
2.地址表示法:IPv6的地址由8组16进制的数字组成,每组由冒号分隔开。
例如,2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334、为了简化表示,IPv6允许将连续的0省略,例如,2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334、另外,如果一个组中的所有数字都是0,可以用双冒号代替,但只能使用一次,例如,2001:0db8::73343.地址类型:IPv6定义了几种特殊的地址类型,包括单播地址、多播地址和任播地址。
-单播地址:用于标识网络中的主机。
每个接口都必须配置一个唯一的单播地址。
-多播地址:用于将数据包发送到一组接口,可以用于广播或组播。
-任播地址:用于标识一个接口的集合,数据包只发送到集合中的一个接口。
4.地址分配:IPv6的地址分配有三种方式:主动配置、无状态自动配置和动态主机配置协议(DHCPv6)。
-主动配置:由网络管理员手动为每个主机配置IPv6地址。
-无状态自动配置:主机通过根据接口的MAC地址生成一个全球唯一的IP地址来自动配置地址,同时网络上的路由器会提供路由信息。
-DHCPv6:与IPv4中的DHCP类似,由DHCPv6服务器为主机分配IPv6地址。
5.协议改进:IPv6在协议上进行了许多改进,包括以下几个方面:-报头格式简化:IPv6的报头相对较简单,减少了处理时间和资源开销。
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课程内容
第一章 IPv6概述 第二章 IPv6地址 第三章 邻居发现机制 第四章 报文结构 第五章 IPv6单播路由 第六章 IPv6过渡技术
28
1、IPv6报文结构
IPv6数据包由一个基本报头加上0个或多个扩展报头再加上上层协议单元 构成。
2、IPv6基本报头结构
3、IPv6扩展报头
把一些可选功能放在扩展头部中 主要的扩展报头: Hop-by-Hop Options header Destination Options header Routing header Fragment header Authentication header Encapsulating Security Payload header
课程内容
第一章 IPv6概述 第二章 IPv6地址 第三章 邻居发现机制 第四章 报文结构 第五章 IPv6单播路由 第六章 IPv6过渡技术
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ICMPv6协议
ICMPv6 是IPv6的基础协议之一。 用于向源节点传递报文转发的信息或者错误以及邻居发现(Neighbor Discovery)、PathMTU发现机制等。
缺省路由使用::/0表示
查看路由
show ipv6 route
测试
ping ipv6-address
4、RIPng
RIPng与RIP v2运行机制基本相同。
与RIPv2一样, RIPng具备如下特性 RIPng是距离矢量路由协议,被UDP封装(端口号为521) RIPng使用跳数作为度量值,16跳为不可达 RIPng利用水平分割与无穷大计数来减少环路发生可能性
2001:0da8:0207:0000:0000:0000:0000:8207
若以零开头零可以省略,全零的段可用“::”表示(只能出现一 次)
同一个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::8207
OSPFv3是基于链路运行的。 同一链路上的两个节点不必具有相同的前缀 将拓扑描述与前缀描述分开,独立于网络协议,容易扩展适应各种协议
重复地址检测(DAD) 重复地址检测(DAD)过程
获得临时地址的主机发送NS报文( Neighbor Solicitation),目标 IP是该临时地址所对应的solicited-node组播地址。 如果收到NA报文(Neighbor Advertisement)响应,则该临时地址 不可用 如果无人响应,则认为没有地址冲突发生,该地址正式可用
3、IPv6地址配置方法
手工配置
自动配置
有状态地址自动配置(DHCPv6) 无状态地址自动配置
地址自动配置技术的作用
自动配置技术能够完成以下功能: 赋予主机自己的地址参数 前缀 接口ID 赋予主机其它的相关参数 路由器地址 跳数 MTU
无状态自动配置—前缀获得
主机发送router Solicitation报文 路由器回应Router Advertisement报文 主机获得前缀及其它参数 路由器周期性地向外发送RA报文
组播地址(Multicast Address)
标识多个接口,目的为组播地址的报文会被送到被标识的所有接口
任播地址(Anycast Address)
标识多个接口,目的为任播地址的报文会被送到最近的一个被标识接口,最近 节点是由路由协议来定义的
IPv6没有定义广播地址
2、IPv6地址分类-----⑴ 单播地址
34
1、概述
IPv6报文转发: 根据目的地址获得下一跳三层地址和发送接口 通过地址解析获取下一跳三层地址对应的链路地址 IPv6报文转发的基本数据结构 路由表:类似于IPv4路由表 IPv4 邻居缓存:类似于ARP表,存储同一链路上邻居二三层地址之间的 对应关系 IPv6报文转发要解决:如何建立、维护与利用这两个数据结构
5、ISIS
集成IS-IS是一个可扩展路由协议,它对IPv4的支持是通过引入特定 的TLV实现对OSI网络的一个扩展。为支持IPv6,定义了“IPv6 Reachability” 和 “IPv6 Interface Address”两个TLV IS-IS是链路状态路由协议。 运行IS-IS的路由器可能是Level-1、Level-2、Level-1-2,其中Level2必须是连续的
邻居发现协议 NDP
使用ICMPv6报文实现以下功能
地址解析 无状态自动配置 跟踪邻居的状态 重复地址检测(DAD) 路由器重定向
地址解析
IPv6取消了ARP协议。
通过邻居请求(NS)和邻居通告(NA)报文来解析三层地址对应的链路 层地址。
地址解析
2001::1/64 MAC_A 2001::2/64 MAC_B
1、IPv6地址
IPv6地址 = 前缀 + 接口标识 地址
前缀:相当于IPv4地址中的网络ID 前缀 接口标识:相当于v4地址中的主机ID。 接口标识 前缀长度用“/xx”来表示
2001:da8:207::8207/64
2、IPv6地址分类
单播地址(Unicast Address)
标识一个接口,目的为单播地址的报文会被送到被标识的接口
2001:410:: : ::1/64 :: RS报文 报文 目的: 源:FE80::ABCD 目的:FF02::2 RA报文 前缀为 报文( 前缀为2001:410) 报文 : 2001:410::ABCD : 目的: 源:FE80::EFGH 目的:FF02::1 Link-local地址 地址 FE80::ABCD
近乎无限的地址空间 更简洁的报文头部 内置的安全性 更好的QoS支持 更好的移动性
……Βιβλιοθήκη 程内容第一章 IPv6概述 第二章 IPv6地址 地址 第三章 邻居发现机制 第四章 报文结构 第五章 IPv6单播路由 第六章 IPv6过渡技术
6
1、IPv6地址
IPv6地址表示法:
IPv6地址128位 IPv6地址用十六进制表示,分为8段,中间用“:”隔开 :
地址解析
发送主机在接口上发送NS报文,该报文的目的地址为目标IP地址所 对应的请求节点组播地址(Solicited-node),NS报文中包含了自己 的链路层地址 目标主机收到NS报文后,就会了解到发送主机的IP地址和相应链路 层地址 目标主机向源发送主机发送一个邻居通告报文(NA),该报文中包 含自己的链路层地址 相关信息保存在邻居缓存中。
OSPF v3运行机制上与OSPF v2基本相同
都是链路状态路由协议,使用Hello、DBD、LSR、LSU、Lsack
邻居发现和邻接形成机制相同
通过SPF计算路由
Router ID 、Area ID和LSA的Link State ID仍然为32位
不同点
OSPFv2是基于子网运行的。 同一链路上的所有节点处于一个IP子网内。 邻居关系建立的前提之一是相连接口必须处于同一IP子网内。
3、IPv6扩展报头
IPv6扩展报头的优势
IPv4 选项缺点 IPv4选项对路由器转发性能产生负面影响 很少使用 IPv6扩展报头的优势 扩展报头在IPv6报头的外部 IPv6 路由器可以不考虑这些选项(逐跳选项除外) 对路由器转发性能无负面影响 易于通过新的扩展报头进行功能扩展
课程内容
第一章 IPv6概述 第二章 IPv6地址 第三章 邻居发现机制 第四章 报文结构 第五章 IPv6单播路由 单播路由 第六章 IPv6组播技术 第七章 IPv6过渡技术
3.
在公司-ID和节点-ID之间插入fffe: -ID -ID fffe
4.
设置U/L 位为1:
5.
生成EUI-64地址:0200:0bff:fe0a:2d51
重复地址检测(DAD) 重复地址检测(DAD)
重复地址检测(Duplicate Address Detection)确保地址的唯一性 任何地址都要做DAD 地址配置给接口前称为“tentative地址”,暂时不可用 经过DAD检测后,没有冲突后可以使用,如果有冲突,则不能分配给 接口使用
接口ID生成
接口ID可以根据IEEE EUI-64规范将48比特的MAC地址转化为64比特 的接口ID
MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成,不需人为干预
接口ID也可由设备随机生成或者手工配置
MAC-到-EUI-64转换实例
1. 2.
MAC 地址:0000:0b0a:2d51 二进制:
PC1
NS报文 报文
Source Address:2001::1 Link layer Address:MAC_A Destination Address:FF02::1:FF00:2
PC2
NA报文 报文
Source Address:2002::2 Link layer Address:MAC_B Destination Address FF02 ::1:FF00:2
IPv6基础 IPv6基础
技术培训中心 20092009-02
学习目标
了解IPv6地址 地址 了解 了解IPv6邻居发现机制 邻居发现机制 了解 了解IPv6报文结构 报文结构 了解 了解IPv6单播路由协议 了解IPv6单播路由协议 了解IPv6过渡技术 过渡技术 了解
课程内容
第一章 IPv6概述 概述 第二章 IPv6地址 第三章 邻居发现机制 第四章 数据结构 第五章 IPv6单播路由 第六章 IPv6过渡技术
2、IPv6路由
IPv6路由器报文转发: 数据转发依赖IPv6路由表 路由表由IPv6路由协议维护
IPv6路由可能来自于 通过接口感知的直连路由 静态路由 动态路由协议:RIPng 、OSPFv3 、IS-IS、 BGP4+